生态学行为生态学说课材料.ppt
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1、生态学行为生态学动物行为产生的生理基础动物行为产生的生理基础 动物行为的类型动物行为的类型1、先天行为和后天行为、先天行为和后天行为先天行为先天行为趋性趋性非条件反射非条件反射本能本能印随印随联系学习联系学习经典条件反射经典条件反射操作条件反射操作条件反射洞察学习洞察学习习惯化习惯化后天行为后天行为动物行为学中的一些基本概念动物行为学中的一些基本概念一、反射一、反射条件反射:刺激和反应之间的联系是先条件反射:刺激和反应之间的联系是先天的天的无条件反射:后天的无条件反射:后天的 巴浦洛夫巴浦洛夫二、动性二、动性对刺激所做出的一种随机的或无定向的运动反对刺激所做出的一种随机的或无定向的运动反应,其
2、强度随刺激强度的变化而变化,结果导应,其强度随刺激强度的变化而变化,结果导致身体长轴没有特定的指向致身体长轴没有特定的指向直动性:造成个体的聚集直动性:造成个体的聚集调转动性:随着刺激强度变化,动物随机转向调转动性:随着刺激强度变化,动物随机转向的频率也发生变化。可帮助动物停留在刺激源的频率也发生变化。可帮助动物停留在刺激源部位,防止动物进入不利环境。如昆虫沿着一部位,防止动物进入不利环境。如昆虫沿着一个物质气味梯度找到食物或配偶个物质气味梯度找到食物或配偶动性是一连串的随机活动。通过一定的躲避或动性是一连串的随机活动。通过一定的躲避或接近运动,最后到达或避开某一刺激来源,回接近运动,最后到达
3、或避开某一刺激来源,回避不利环境,并经常使自己处于适宜于生活的避不利环境,并经常使自己处于适宜于生活的区域内。区域内。三、趋性三、趋性是动物根据刺激定向的另一种最普通的适应性行为,使是动物根据刺激定向的另一种最普通的适应性行为,使接近或离开一个刺激源的定向运动。沿着直线,通过动接近或离开一个刺激源的定向运动。沿着直线,通过动物体的长轴直接指向刺激源。物体的长轴直接指向刺激源。动物对于动物对于环境刺激环境刺激,如光、温度、湿度、化学物质、地,如光、温度、湿度、化学物质、地心引力等,有显著的心引力等,有显著的趋近或避开的反应趋近或避开的反应,这是一种,这是一种先天先天性行为性行为,叫做趋性。,叫做
4、趋性。假如定向运动是朝着刺激的来源,称为假如定向运动是朝着刺激的来源,称为正趋性正趋性;假如是;假如是反着刺激的来源,称为反着刺激的来源,称为负趋性负趋性。趋性的一个主要特征:为趋性的一个主要特征:为整个身体的反应整个身体的反应,是整个动物,是整个动物体的定向运动体的定向运动趋激性:沿着直线趋近或离开刺激源靠的是身体两侧具趋激性:沿着直线趋近或离开刺激源靠的是身体两侧具有成对的感受器有成对的感受器如动物向光运动时,如动物向光运动时,总保持两只眼睛能接受同样刺激的总保持两只眼睛能接受同样刺激的状态状态。若一只眼睛无光,则动物不断地作圆圈运动。若一只眼睛无光,则动物不断地作圆圈运动。昆虫对同类释放
5、的外激素源的定向多属趋性。昆虫对同类释放的外激素源的定向多属趋性。外激素的刺激首先引起动物移动,其次是控制运动外激素的刺激首先引起动物移动,其次是控制运动的速度,这类反应称为的速度,这类反应称为直线运动反应直线运动反应。动物受到外激素刺激后,作出身体方位的转向运动,动物受到外激素刺激后,作出身体方位的转向运动,称为称为趋性反应趋性反应动物将身体转向外激素浓度最高区,这种转体叫做动物将身体转向外激素浓度最高区,这种转体叫做化学调转趋性化学调转趋性有些动物将外激素连续地或断断续续地沉积在基质有些动物将外激素连续地或断断续续地沉积在基质上,然后让其挥发到空气中或溶入水中,形成一种上,然后让其挥发到空
6、气中或溶入水中,形成一种延伸的臭迹,并使种内个体发生跟随行为。当动物延伸的臭迹,并使种内个体发生跟随行为。当动物偏离到臭迹一侧时,动物就会发生转体反应,偏离到臭迹一侧时,动物就会发生转体反应,沿着沿着臭迹前进的路线呈正弦曲线或锯齿形臭迹前进的路线呈正弦曲线或锯齿形。锯齿形移动锯齿形移动方式还可以防止动物嗅觉敏感性的衰退方式还可以防止动物嗅觉敏感性的衰退。假如动物。假如动物一直沿着臭迹中线前进,则嗅觉敏感性会很快下降一直沿着臭迹中线前进,则嗅觉敏感性会很快下降(适应)。(适应)。四、横定向四、横定向使动物身体与刺激源方位保持一个固定使动物身体与刺激源方位保持一个固定不变的角度,但不一定涉及动物的
7、运动不变的角度,但不一定涉及动物的运动蚂蚁总是以蚂蚁总是以90度的直角对着太阳前进,度的直角对着太阳前进,以维持对窝巢的定向以维持对窝巢的定向夜晚飞蛾绕灯光飞行也是为使身体与光夜晚飞蛾绕灯光飞行也是为使身体与光保持一定角度保持一定角度不让昆虫见到太阳,它们也能对天上的偏射光不让昆虫见到太阳,它们也能对天上的偏射光的平面起反应,称为的平面起反应,称为不全定向趋性不全定向趋性趋性也可能是趋性也可能是由由2个或更多个趋性现象形成的个或更多个趋性现象形成的定向运动定向运动。如鱼总是背部向上。当光线从侧方。如鱼总是背部向上。当光线从侧方照射时,鱼就偏斜着身体游泳,即鱼类是凭借照射时,鱼就偏斜着身体游泳,
8、即鱼类是凭借太阳光和重力的作用来定向的趋性太阳光和重力的作用来定向的趋性鸣禽类的幼鸟在受到巢身倾斜的刺激时,即伸鸣禽类的幼鸟在受到巢身倾斜的刺激时,即伸长头颈张口求食,是固有的本能行为长头颈张口求食,是固有的本能行为五、释放行为的刺激阈值和空放行为五、释放行为的刺激阈值和空放行为阈值指释放一个行为反应的最小刺激强阈值指释放一个行为反应的最小刺激强度度阈值大小不是固定不变的阈值大小不是固定不变的空放行为:无刺激行为释放,阈值降低空放行为:无刺激行为释放,阈值降低到导致行为的自发产生到导致行为的自发产生六、行为反应的疲劳现象六、行为反应的疲劳现象特定刺激疲劳:狗的擦反射特定刺激疲劳:狗的擦反射特定
9、反应疲劳:苍头燕雀在枭出现时的特定反应疲劳:苍头燕雀在枭出现时的躁动反应躁动反应七、欲求行为和完成行为七、欲求行为和完成行为欲求行为阶段:动物积极寻找和探索目欲求行为阶段:动物积极寻找和探索目标标动物的欲求行为需经历较长时间,行为动物的欲求行为需经历较长时间,行为程序有较大的灵活性,而且会表现出学程序有较大的灵活性,而且会表现出学习能力习能力完成行为能使动物的欲望下降完成行为能使动物的欲望下降一般把向性、趋性、反射、本能统称为先天行一般把向性、趋性、反射、本能统称为先天行为或天赋行为,是定型的为或天赋行为,是定型的、对一定刺激产生特、对一定刺激产生特定反应的行为,是定反应的行为,是固定作用方式
10、固定作用方式,神经机制为,神经机制为一条神经通道。一条神经通道。好处好处在于对刺激能作出迅速的、在于对刺激能作出迅速的、无误的反应无误的反应学习和推理是学习和推理是后天获得的行为后天获得的行为,常对一些反应,常对一些反应作出改变,其神经机制带有改变通道,即在原作出改变,其神经机制带有改变通道,即在原来的神经通道上联系有可以选择的通道。来的神经通道上联系有可以选择的通道。好处好处在于能适应多变的环境在于能适应多变的环境感受器按所接受刺激的类型:感受器按所接受刺激的类型:化学感受器化学感受器光感受器光感受器热能感受器热能感受器机械性刺激感受器:引起压觉、痛觉、机械性刺激感受器:引起压觉、痛觉、触觉
11、、平衡觉和听觉触觉、平衡觉和听觉刺激及其作用刺激及其作用1.刺激的分析刺激的分析环境的变化引起动物行为的变化环境的变化引起动物行为的变化粉虱,选择寄主植物的第一步是依靠视觉,如粉虱,选择寄主植物的第一步是依靠视觉,如叶片的反射光谱波长为叶片的反射光谱波长为500-600nm成年雌蜱受到光照射后,向着光线爬到草丛或成年雌蜱受到光照射后,向着光线爬到草丛或灌木的枝端;人或兽走近时,身上的丁酸气味灌木的枝端;人或兽走近时,身上的丁酸气味是诱导蜱抓住并附着在人或兽的身上;寄主温是诱导蜱抓住并附着在人或兽的身上;寄主温热的躯体是又一刺激,促使蜱类把喙插入寄主热的躯体是又一刺激,促使蜱类把喙插入寄主的皮肤
12、,开始吸血。但血的味道和寄主的特征的皮肤,开始吸血。但血的味道和寄主的特征对蜱并不重要对蜱并不重要区别地对待环境中的刺激是动物决定产生什么区别地对待环境中的刺激是动物决定产生什么行为的关键行为的关键一个刺激就能引起反应,这类刺激称为一个刺激就能引起反应,这类刺激称为信号刺信号刺激或释放者激或释放者,这在某些先天性行为中特别重要。,这在某些先天性行为中特别重要。如某些蛾类的向光行为如某些蛾类的向光行为灰雁寻找丢失的卵时,起作用的是卵上的褐色灰雁寻找丢失的卵时,起作用的是卵上的褐色斑点而非卵的形状斑点而非卵的形状灰黄蝶追求配偶,有三个刺激最重要:深色效灰黄蝶追求配偶,有三个刺激最重要:深色效果最好
13、;模型越大刺激飞行的反应就越强果最好;模型越大刺激飞行的反应就越强;动动作:纸蝶移动的方式和间隔不遵循一定程序为作:纸蝶移动的方式和间隔不遵循一定程序为好好距离:离雄蝶越近越好距离:离雄蝶越近越好总结:总结:引起雄蝶起飞反应的刺激信号与形状无引起雄蝶起飞反应的刺激信号与形状无关,与颜色关联不多,重要的是体型大,关,与颜色关联不多,重要的是体型大,色泽深,距离近、活动强色泽深,距离近、活动强 颜色:只对黄色及兰色发生反应,但对灰颜色:只对黄色及兰色发生反应,但对灰色无反应色无反应 在觅食时,能注意辨识和区分颜色,在追在觅食时,能注意辨识和区分颜色,在追逐配偶时,因为注意力转移,焦点集中逐配偶时,
14、因为注意力转移,焦点集中在雌性身上,忽略了颜色的差异在雌性身上,忽略了颜色的差异2.刺激的选择刺激的选择动物在特定情况下选择通过感觉器官传动物在特定情况下选择通过感觉器官传来的某一刺激信息,在另一种情况下又来的某一刺激信息,在另一种情况下又不采用从该刺激获得的资料,神经生理不采用从该刺激获得的资料,神经生理学家把这种现象叫做学家把这种现象叫做选通选通动物动物行为的失误行为的失误指动物在不适当的情况指动物在不适当的情况下产生的不相宜的行为。对动物本身并下产生的不相宜的行为。对动物本身并无好处。如杜鹃的养母不理会自己的幼无好处。如杜鹃的养母不理会自己的幼鸟鸟幼鸟读亲鸟模型的反应:幼鸟读亲鸟模型的反
15、应:形状似乎没有关系,头与身体的大小比形状似乎没有关系,头与身体的大小比例非常重要。例非常重要。幼鸟对猛禽作出迅速逃避的反应:猛禽幼鸟对猛禽作出迅速逃避的反应:猛禽多为短颈的,与鸭、鹅等的长颈截然不多为短颈的,与鸭、鹅等的长颈截然不同。同。刺激筛选刺激筛选,分为,分为外围筛选和中枢筛选外围筛选和中枢筛选:外围筛选外围筛选:动物的感觉器官只能感受一定种类、动物的感觉器官只能感受一定种类、范围阈值的环境刺激范围阈值的环境刺激。是动物在长期进化过程中。是动物在长期进化过程中对感觉器官的结构、功能通过自然选择的结果。对感觉器官的结构、功能通过自然选择的结果。例如亚热带地区传染黄热病的例如亚热带地区传染
16、黄热病的埃及伊蚊埃及伊蚊,其雄蚊,其雄蚊触角上的感受器只能感知雌蚊翅膀振动频率,而触角上的感受器只能感知雌蚊翅膀振动频率,而雄蚊振动频率比雌蚊高,被雄蚊的感受器筛除雄蚊振动频率比雌蚊高,被雄蚊的感受器筛除蝙蝠蝙蝠在夜间利用回波定位捕食夜蛾。夜蛾胸部的在夜间利用回波定位捕食夜蛾。夜蛾胸部的感受器上的鼓膜有感受器上的鼓膜有2种感受细胞,种感受细胞,A1细胞能感受细胞能感受较远的(较远的(30m)超声波,夜蛾接收后立即采取不)超声波,夜蛾接收后立即采取不规则的飞行方式。规则的飞行方式。A2细胞只能感受距离为细胞只能感受距离为2-3m的强烈超声波,说明蝙蝠已近身畔,夜蛾采取突的强烈超声波,说明蝙蝠已近
17、身畔,夜蛾采取突然落地的动作逃生然落地的动作逃生刺激的外围筛选的另一种情况:刺激的外围筛选的另一种情况:侧面抑制侧面抑制感觉器官虽能感受到刺激,但不能将它全感觉器官虽能感受到刺激,但不能将它全部都以神经冲动的形式传递到中枢神经系部都以神经冲动的形式传递到中枢神经系统中去。如某些节肢动物的复眼中的光感统中去。如某些节肢动物的复眼中的光感受细胞受到光刺激后在将神经冲动传出的受细胞受到光刺激后在将神经冲动传出的同时抑制了临近感光细胞的兴奋,可能提同时抑制了临近感光细胞的兴奋,可能提高视觉的反差度高视觉的反差度外围筛选在筛除无关刺激以减少对大量的外围筛选在筛除无关刺激以减少对大量的无关信号作出反应的无
18、效能量消耗上具有无关信号作出反应的无效能量消耗上具有重要意义重要意义中枢筛选中枢筛选:涉及筛选在中枢的哪个部位发生及筛选涉及筛选在中枢的哪个部位发生及筛选的机制的机制如豹蛙视网膜上的神经节细胞如豹蛙视网膜上的神经节细胞LID能分辨能分辨不同颜色,但其神经中枢则只能感受兰不同颜色,但其神经中枢则只能感受兰色,其意义可能是在遇到危险时感知兰色,其意义可能是在遇到危险时感知兰色水面而逃生色水面而逃生关键刺激与引发刺激关键刺激与引发刺激凡能引发动物行为的特殊刺激凡能引发动物行为的特殊刺激就是就是关键刺激关键刺激。雄三棘鱼好斗的关键刺激是其他雄三棘鱼腹部的雄三棘鱼好斗的关键刺激是其他雄三棘鱼腹部的红色,
19、代表性成熟了的三棘鱼红色,代表性成熟了的三棘鱼由关键刺激引发的反应行为具有重要的适应意义,由关键刺激引发的反应行为具有重要的适应意义,否则对动物的生存与繁殖产生严重影响否则对动物的生存与繁殖产生严重影响凡能引起同种动物发出行为反应的性状凡能引起同种动物发出行为反应的性状是是引发刺引发刺激激。可以是视觉的、听觉的、化学的、行为的。可以是视觉的、听觉的、化学的、行为的。代表这种刺激的动物性状必须是易于辨认和鲜明代表这种刺激的动物性状必须是易于辨认和鲜明的如雏鸟的张嘴姿态,孔雀的尾羽的如雏鸟的张嘴姿态,孔雀的尾羽由于引发刺激的鲜明性与逃避敌害的隐蔽性相矛由于引发刺激的鲜明性与逃避敌害的隐蔽性相矛盾,
20、因此引发刺激性状往往在可折叠的器官上表盾,因此引发刺激性状往往在可折叠的器官上表现,或只在需要时才显示出来现,或只在需要时才显示出来25.腹面是红色的模型,都能腹面是红色的模型,都能引起雄鱼的战斗。引起雄鱼的战斗。1.形态像三刺鱼的模型,不形态像三刺鱼的模型,不能引起雄鱼的战斗。能引起雄鱼的战斗。种间引发刺激种间引发刺激 如鸟类的报警鸣叫。种间引发刺激在共如鸟类的报警鸣叫。种间引发刺激在共生现象和拟态现象中较普遍生现象和拟态现象中较普遍刺激积累与超常刺激刺激积累与超常刺激动物的许多行为由几个刺激先后连续地或共同动物的许多行为由几个刺激先后连续地或共同地引发,在效果上相互促进地引发,在效果上相互
21、促进,称为,称为刺激积累刺激积累如大西洋海鸥在抱窝时要将滚出窝的蛋收回巢,如大西洋海鸥在抱窝时要将滚出窝的蛋收回巢,蛋的大小、颜色和斑点蛋的大小、颜色和斑点就是这一行为的信息刺就是这一行为的信息刺激,在其他条件相同时较大的蛋在引发这一行激,在其他条件相同时较大的蛋在引发这一行为上更有效,有斑纹的比色泽一般的更有效,为上更有效,有斑纹的比色泽一般的更有效,绿色蛋比棕色蛋更有效,有斑纹的绿色的大蛋绿色蛋比棕色蛋更有效,有斑纹的绿色的大蛋最有效。缺少了一项刺激因素可以通过增强其最有效。缺少了一项刺激因素可以通过增强其他刺激因素的办法加以补偿他刺激因素的办法加以补偿如果将具有如果将具有红色腹部的雄三棘
22、鱼模型倒立红色腹部的雄三棘鱼模型倒立就会就会增强保卫领域的雄鱼的攻击性增强保卫领域的雄鱼的攻击性集体求偶行为集体求偶行为超常刺激超常刺激动物总是表现出选择那些比正常刺激要强动物总是表现出选择那些比正常刺激要强许多,而且颜色异常鲜明的刺激的倾向许多,而且颜色异常鲜明的刺激的倾向海鸥和有些鸟类,如同时看到一只正常大海鸥和有些鸟类,如同时看到一只正常大小的蛋和另一只大得多的蛋,总是选择大小的蛋和另一只大得多的蛋,总是选择大的,这种现象叫做超常刺激的,这种现象叫做超常刺激模型用又细又长的超长喙,海鸥幼雏的啄模型用又细又长的超长喙,海鸥幼雏的啄食次数就大大增加(食次数就大大增加(26%)有些蛾类在身体每
23、侧各有两个眼斑,当捕有些蛾类在身体每侧各有两个眼斑,当捕食者看到这种超常刺激时更害怕食者看到这种超常刺激时更害怕刺激信号发展得愈明显、愈大,恫吓天刺激信号发展得愈明显、愈大,恫吓天敌、识别亲体,或保护自己的卵和后代敌、识别亲体,或保护自己的卵和后代的作用也就越强,的作用也就越强,有利于动物的生存和有利于动物的生存和传宗接代传宗接代鲑鱼需要铺有石子层的河床来埋藏鱼卵,鲑鱼需要铺有石子层的河床来埋藏鱼卵,石子对于引起鲑鱼产卵行为是一个重要石子对于引起鲑鱼产卵行为是一个重要的刺激的刺激,而且需要具有一定的规格,象,而且需要具有一定的规格,象核桃大小才能起刺激作用,若换成敷料核桃大小才能起刺激作用,若
24、换成敷料块也一样诱发产卵反应块也一样诱发产卵反应行为动机行为动机以结构特征与生理状态以及后天经验为基础的、以结构特征与生理状态以及后天经验为基础的、在表现某一特定行为之前的动物内部待机状态在表现某一特定行为之前的动物内部待机状态称为称为行为的动机行为的动机。如同一只雄猫在求偶期和非求偶期对雌猫的反如同一只雄猫在求偶期和非求偶期对雌猫的反应不同应不同行为动机是动物行为的内在因素行为动机是动物行为的内在因素,环境刺激与,环境刺激与动机结合,交互作用动机结合,交互作用才引发行为才引发行为冲动就是具体的行为动机冲动就是具体的行为动机,如性冲动、摄食冲,如性冲动、摄食冲动。冲动引起寻求行为与完成行为动。
25、冲动引起寻求行为与完成行为寻求行为随环境变化而多样;完成行为是刻板寻求行为随环境变化而多样;完成行为是刻板不变的,被称为固定行动方式,如吃,交配不变的,被称为固定行动方式,如吃,交配行为动机之间的竞争与矛盾行为行为动机之间的竞争与矛盾行为本能之间能量大小的较量本能之间能量大小的较量,能量最大、,能量最大、冲动最强烈的就在行为上得到优先表现冲动最强烈的就在行为上得到优先表现如软体动物如软体动物Pleurobranchus的行为方式的行为方式顺序是排卵、摄食、求偶、其他活动。顺序是排卵、摄食、求偶、其他活动。如果提供食物,即使它正在交配也会转如果提供食物,即使它正在交配也会转向取食;然而当它排卵,
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