动物行为学简明教程

PAGEPAGE１简明教程动物行为学（Animalbehavior）目录第一章绪论动物行为的主要类群取食行为繁殖行为通讯行为社群行为时空行为第三章、刺激及其作用刺激分析与筛选关键刺激刺激积累与超常刺激第四章、行为的机能构造（行为生理学）神经系统与动物行为激素与动物行为感觉器官与行为第五章、动物行为的遗传与发育第六章、动物行为的进化第一章绪论一动物行为是一门发展中的学科19世纪英国的伟大生物学家达尔文对生物行为方面做了许多工作，他曾观察到欧洲蜜蜂对红花车轴草不起授粉作用，并回避这种植物，而土蜂并不如此，从而开拓了早期行为的研究工作。1906年，动物学家Jennings对原生动物的行为进行了详细的研究，写出了“原生动物的行为”一书，这是第一本专门论述行为的著作。随后，行为的研究进展较为缓慢。1922年，著名自然博物学家威廉•霍勒代写了一本《野生动物的心理与行为》，书中说狼是机智、危险而残忍；老虎是神经质、多疑、奸诈和反复无常；此时的动物行为报道近似于“拟人说”，即不能摆脱人的主观情感。早期研究动物行为有两种不同的主流思想，即欧洲的科学家们自称是“个体生态学家”，注重本能行为，着重于观察和测试野生环境中的动物，如欧洲著名的行为生物学家廷伯根和奥地利学者劳伦兹在自然和半自然条件下对动物进行长期的观察，建立了物种的行为图谱；美国的行为学家——“心理学家”派，注重于实验心理学的研究，即可控制条件下的行为研究，特别注意本能和学习行为；随后，行为学得到了快速发展。我国古代有许多研究动物行为的记载，如李时珍在《本草纲目》中说：“蝇可挥拂，蚊可设帐，唯臭虫最可憎”。臭虫身体扁小，有缝隙的地方都能隐蔽深藏，它能分泌臭液，人被咬后皮肤红痒难忍；《炙毂子》记载：“此鱼每遇渔舟，即吐墨染水令黑，以混其身”，说明了乌贼的喷墨行为。又如：杜甫的“两个黄鹏鸣翠柳”、张继的“月落乌啼霜满天”、文天祥的‘化作啼鹃带血归’。二动物行为研究行为时常常会问二个问题：什么是动物行为？，一种动物为什么要以它那种方式去进行活动？１．概念：动物行为指动物所做的动作，包括动物的位置移动、进食、求偶、争斗和体色变化等等；是为了满足动物的基本生存和繁衍的需要，适应体内、体外环境变化的一切反应的总和。动物的一切行为基本取决于三个因素：外界和内部刺激、动物的感觉器官与神经系统的功能状态和动物机体的结构与生理特性。动物的行为不仅指可见的动态现象，还包括它们的习性、举止、姿态与表情等静态现象（如一些昆虫的假死行为、保护色和拟态）。如动物的睡姿也是一种静态的行为方式，丹顶鹤睡觉时常“金鸡独立”，它一条腿站着，另一条腿蜷缩着，嘴深深地藏在翅膀下；树栖鸟类大多数蹲在树枝上睡觉；松鼠蜷身、缩腿，并把毛茸茸的大尾巴盖在身上，如有两只松鼠便抱在一起睡觉；蝙蝠用后肢钩住屋檐或树枝，身体倒挂；刺猬身体蜷成圆球，身上的刺倒竖着，只露出鼻孔透气等。动物行为的方式多种多样，十分复杂，不同动物的行为不会相同，如不同种类的鸟类可以从鸣声、觅食方式、筑巢、威胁或求偶等方面来识别，鸥能俯冲捕鱼，可以去啄死病鸟，也可以用脚扒开草地赶出虫子，甚至可以在飞行中捕食昆虫，但鸥不会象隼那样猎取鸟雀；知更鸟不会造出南美灶鸟那样的鸟巢，猫头鹰发不出百灵鸟般悦耳的啼鸣。动物行为不仅受遗传和环境的影响，而且在长期进化过程中通过自然选择形成。动物的行为是动物进化的结果，是动物应付或适应内外环境变化的手段。不同类群、亲缘较远的动物，由于生活在极为相似的环境条件下和对相应环境适应的结果，表现出相似的行为类型，这种行为称为“趋同行为”；两个在形态上难以区分、亲缘很近的物种，可以通过不同的行为型加以辨别，这种现象称为“趋异行为”。如人的站立行为，在跳鼠、袋鼠类动物中就能用两条腿站立，灵长类和熊用整只掌着地；人类行走时手和肢是交错的，动物的四肢行走和小孩的爬行也是前后肢交错的，前后肢交错对四肢行走是合理而协调的，可以减少躯干晃动并保持爬行稳定；人的睡眠姿势、人的语言、繁殖等都证明行为是进化的结果。动物的行为与适应和自然选择密切相关，适应是生物在某一特定环境中调整本身的结构、功能、行为以更好地协调与环境的关系，提高其生存能力与繁殖能力的现象，是自然选择的结果。自然选择是生物在自然条件下不断地发生变异，有利于生存的变异逐代地累积加强，不利于生存的变异逐渐被淘汰的现象或过程。红翼歌鸫初春时由热带飞往北美并在沼泽地繁殖，秋天来临又飞往南方热带过冬；而处在同一地域、生理结构相似的北美红雀并无迁徒现象。究其原因是由环境条件和鸟类的食性造成的。红翼歌鸫的食物主要是沼泽地带的昆虫，入秋以后，昆虫数量急剧下降，到了冬天几乎完全绝迹，为了生存红歌翼鸫必须转移到有充分食物来源、气候温暖的南方；红雀的食物来源主要是果实、种子等植物性食物，在其领域范围内长年不缺。由于动物行为是在进化过程中发展形成的，因此在动物行为学中特别强调动物在特定环境中的三种能力：生存能力、繁殖能力、子代存活能力，一般称为适合度（fitness），是衡量遗传物质在进化过程中继续往下传递的尺度。自然选择所选择的是适合度高的个体，也就是说自然选择所选中的是由遗传决定的对特定环境作出更佳反应的个体。动物行为无论是本能行为还是学习行为都是动物的遗传型和环境相互作用的结果，也要经受自然选择。动物的一切行为是接受自然选择的统一标准适合度的选择，其各种行为方式须适应这一标准而发展，这种发展过程就是协同发展。2．动物行为的功能意义动物的行为是与结构相适应的，行为功能是指行为对动物生存和生殖的影响，是以行为的存活值和适合度来度量的。如Parcker和Pusey（1983）雌狮对雄狮杀婴的适应，Hogestedt(1980)鸟类窝卵数的进化：与领域质量有关的适应性变异等。下面举几个例子加以说明：⑴、兰丝花和兰丝花蛾的协同作用：兰丝花蛾的产卵器是一支锐利如针的细管，雌蛾能用它刺穿兰丝花的子房壁而产卵其中。雌蛾产卵后一定会采集兰丝花的花粉，授粉给花柱。这一授粉行为保证了花能结籽，从而蛾的幼虫在成长期中有充分的种子作为食料，由于花的种子很多，不会给幼虫完全吃光，因此兰丝花并无所损。这样的共生互利作用使植物和昆虫都能生存，达到协同发展。⑵、三棘刺背鱼雄性扇巢行为，当雌鱼产卵后，雄鱼头朝下、尾向上，正对着巢，每30秒钟内不断迅速而又均匀地鼓动鳍向巢拨水，同时摇尾作前游动作，使自己能在原地停留不动。其目的是使鱼卵通风，使它们能供应含有新鲜空气的水，如把雄鱼捉开，鱼卵便死亡。如雄鱼照样扇水，但把巢用玻璃罩罩住，鱼卵也会死。如果捉走雄鱼，换上一根同样是准时导水向巢的玻璃管，鱼卵也不会死，但这必需用新鲜含氧的水，且一定要对准巢的所在。⑶、黑头鸥的“抛壳行为”：黑头鸥待小鸟孵出便把壳取走，其目的有利于掩蔽。因为刚孵出小鸟身边的蛋壳片，其内侧的白色能促使猎食动物知道这附近有食物可取。因此，黑头鸥在繁殖期的策略为：孵卵期一致、密集筑巢；非繁殖期的策略：在空旷的沙滩上过夜（防止狐狸袭击）。[4]、乌贼捕虾行为：乌贼在海底沙床上约几厘米处悠闲游动，每隔一定时间就从漏斗中喷出一小股水，使前面的砂砾旋转，喷水射中了藏在沙下的一只小虾，如小虾静伏不动，乌贼会不注意它而游走，但此时小虾会立即再扒一层沙来掩覆背上，这一动作引起了乌贼的注意，立即伸长触手把小虾捕起。这些动作本身能善尽其用，动作的时间、方向及各动作的协调上，能巧妙地配合着它们的作用。3．探究行为的原因行为机能构造怎样作用？在个体生命中如何发展？动物在进化过程中行为机能构造是怎样进化的？这三项工作是研究行为原因需探讨的。如简单的肌肉收缩，是中枢神经系统从其他来源取得刺激而作出反应。为什么动物会去觅食，会去寻找配偶？这就需要我们要了解“为什么”和“为了什么原因”两个问题。美国威斯康辛大学的灵长类实验所主任哈莱•哈罗在观察恒河猴所表现的母子关系时得出：身体的接触在幼婴之爱中极其重要，同时母亲对幼婴的关心和照料也实在是绝对需要。实验设计：每一个新生幼猴安排两个人造“母亲”，一个是用钢丝作架，用木料装成头部，在胸处装一个奶瓶。另一个再在架上蒙上一层柔软的毛布外罩，幼猴先在两个母亲那里同样吃奶，但随着成长，它们越来越喜欢爬附在毛布母亲身上。见到象机动玩具熊那样陌生的事物时，它们立刻逃向毛布母亲那边，在它身上挨擦拭一轮后，便感到安心、不怕，并能平静地去观察。如果把幼猴放进陌生房间，也会立即去找毛布母亲，爬在怀中，待心平气和后才去巡视那房间。没有母亲，笼中放进另一只幼猴时就会紧张害怕，这种幼猴不会自卫和玩耍。4.行为的动机（motivation）1）.动机概念：在动物行为学中将以结构特征、生理状态及后天学习为基础的，在表现某一特定行为之前的动物内部待机状态称为行为的动机，它是动物行为的内在因素，环境刺激与动机结合，交互作用才引发出行为。体内环境稍有改变便通过中枢神经系统的协调与反馈作用形成能引起相应行为的冲动，冲动就是具体的行为动机，如性冲动、摄食冲动等等。冲动引起寻求行为（appetitvebehaviour）与完成行为（consummatorybehaviour），任何一种行为方式都具有这两种先后连续的行为。这两种行为的生物学意义并不相同，前者只是引向或发现目标，并不完成生物学目的；后者是为了完成某种行为方式所指定的生物学目的，在行为过程中前者在前，后者在后；寻求行为可以多次反复发生，并不减弱冲动；完成行为则直接或间接使冲动减弱或暂时消失。2）.行为动机间的竞争与矛盾行为在一般情况下动物在某一时间内总是按一定先后次序对外界刺激作出行为反应，但多种刺激的作用下就会发生优先权的竞争，如面临食物、配偶与敌害同时出现时，逃避敌害在行为动机上具有优先权。又如软体动物的行为方式顺序是排卵、摄食、求偶、其他活动；排卵处于优先地位，如提供食物，即使正在交配也会立即停止而转向摄食。所谓动机间的竞争就是本能或动机间能量大小的较量，能量最大、冲动最强烈的就在行为上得到优先表现。矛盾行为是不同行为动机间竞争的另一种形式，在两种动机、两种不相容的行为倾向之间彼此势均力敌时所发生的情况，这时便会产生下列几种主要矛盾行为：改向行为、趋避行为、转移行为。改向行为（redirectedbehaviour）：如争斗中的海鸥，将要指令失贩的一方各自为往往不向对手进攻而是改向第三者（地上的草丛），在有等级结构的动物群体中有一些动物在受到等级高于自己的动物的威胁或攻击时，不敢反抗而往往找等级低于自己的动物发泄。趋避行为（ambivalentbehaviour）：常发生在同一事物能刺激两种行为时，如异性的出现既能引起求偶行为，又能引起攻击行为；竞争对手的出现能同时引起进攻行为和逃避行为。金翅啄木鸟，当饥饿的啄木鸟飞到靠近既有食物又等级较高的老啄木鸟的枝上时，食物与对手提供了不同的刺激，食物是趋近刺激，对手是逃避刺激，这时饥饿的啄木鸟的喙部不停的张合，同时颈部与尾部又表现飞走逃避的意图。在趋避行为中这两种矛盾行为相继交替发生但又不彻底。转移行为（displacementbehaviour）：一般是在两种互不相容的行为方式同时出现而且同等强烈时发生，它们彼此抑制。如恼怒的人不能直接表示自己的愤怒，只好绝望地抓头。VanIresel及Bol(1958)提出了“解除抑制”假设（disinhibitionhypothesis）来解释转移行为。即“A中心”控制A行为方式，“B中心”控制B行为方式，这两个中心又是互相抑制的，因而这两种行为方式不能同时表现。这两个中心或其中的一个中心对“C中心”具有一定的抑制作用。假如A和B两种方式同时被激活且强度又相同，则两者相互抑制无法表现，对C中心的抑制也被解除，因而原先被抑制的C行为方式得以表现。转移行为常以摄食、整饰毛皮、以喙刷饰羽毛、筑巢和抚幼等方式表现。鸟类及人类在对付情绪冲突时的方式：1）转移行动，由不相干的行为来避开内在情绪的抵触。椋鸟面临敌手时会去整理羽毛，而不是搏啄。2）拼合运动，动物企图作出多种行动，但每一种行动都会受到克制而无从完成。脑怒的海鸥耸峙低头准备啄袭，翅翼欲扫，但却保持僵立原地。3）改向反应，动物用他物来发泄情绪。乌鸫怒啄的不是另一只乌鸫，而是一片叶子。人类在转移活动中，恼怒的人不能直接表示自己的愤怒，只好绝望地抓头；可能作出拼合运动，捏紧拳头，向前跨进一步，但这一敌对姿态却是僵固不动，根本不能完成任何动作；在改向运动中会用一个代用的目标来发泄感情。3.影响行为动机的各种因素外界的某些关键刺激，内部刺激，生物钟（内源性节律），发育成熟程度，行为的时间性，中枢神经系统产生的兴奋势。二几位世界著名的行为学家动物行为研究的四大先驱：查理士·达尔文（1809-1882）著名的自然科学家，他曾连续3年每缝6、7月到邻近乡下去观察白蚁的生活，曾研究过蜜蜂的采蜜行为，年过花甲还发表《蚁的习性》一文，晚年又发表了《人及动物之表情》一书，他应用进化论的观点研究了行为的内在机制；亨利·法布尔(1823-1915)(他是第一位在自然环境中仔细观察动物的科学家，花了四十年的时间，观察蜜蜂和黄蜂的生活，提出确证，说明了昆虫行为之复杂；他著有《昆虫志》，共10卷，近4000余页，记录了蚊、蝇、甲壳虫、毛虫、蜣螂等行为的结果。劳合·摩尔根(1852-1936)其工作比达尔文晚50年，自其著作问世以后，“拟人说”的倾向才真正被否定，结束了长期以来主宰行为研究的错误倾向。伊凡·巴甫洛甫（1849-1936）以实验工作和有控制的实验为中心，提出条件反射。在1973年，尼可·廷伯根、康勒德·劳伦兹和卡尔·冯·符瑞西共同获得了第一次动物行为学方面的诺贝尔科学奖。当代的研究者康纳德·劳伦兹（K.Lorenz）奥地利人，是现代行为生物学的奠基人，曾称为“现代行为学之父”。主要观点：1）动物的行为是对环境适应的产物，是为了生存的目的而不断进化的结果。2）行为可以遗传，把一只小狼从它母亲怀里抱走，由人来抚养，长大以后它还是照样用狼的方式去招呼它的同类；一只在动物园里长大的河狸，从来没有见过河狸的巢穴，但它却能筑起一个和野生河狸筑的一样的巢。3）提出了“印记”这一新的学习类型，如幼雁在发育有某个时期失去母亲，就可能把这一时期内看到的一种替代物作为母亲。著有《行为的进化和变异》、《动物和人类行为的研究》等书籍。尼可·廷伯根（N.Tinbergen）荷兰人，为研究海鸟行为声誉最高的科学家之一。曾与劳伦兹合作，在英国主持海鸥的生活习性研究多年，有《鲱鸥的世界》、《本能的研究》、《鸟类生活》、《动物的群居行为》等著作。Tinbergen对自己研究动物行为科学的方法进行了概括说明：“我爱在自然环境中研究动物的生活，我发现在现场所作的长时间观察，非但可以知道行为的方式，而且可以触发灵机，获得有助建立新理论的种种观念，以便可能时候再用实验来验证。总之，我的理想是要去了解：每一种动物的复杂的行为机能构造是在怎样帮助它克服环境对它造成的众多压力。”卡尔·符瑞西（K.V.Frisch）奥地利学者，注重于动物感觉器官的研究，突出贡献是极详尽地研究了蜜蜂的行为。他怀疑当时流行的关于蜜蜂是色盲的说法，用颜色卡片进行了一系列的实验，最后证明了蜜蜂能分辨不同的颜色；又用无脊椎动物和鱼类作实验，发现了它们的感觉能力很强，尤其是弄清了鱼类确有听觉感受。西沃图·薛纳拉（T.C.Schneirla）：首次将行为学和心理学结合起来进行研究，出版了《动物心理原理》一书（1935年），又从比较的角度，研究了环境对有机体的行为影响，特别是对学习理论做出了贡献。如迷宫学习行为的发现。他研究了南美洲热带地区的军蚁，得出气味刺激是左右蚂蚁集群行为的主要因子；后来在纽约研究各类蚂蚁时设计种种迷宫，证明它们具有记忆能力。法莱德立克·斯金纳适应论的创造者，美国哈佛大学教授，是一位实验心理学家，在实验中他采用了“即时奖励”的方法，即所谓“增强”原理，来训练鸽子、老鼠及其它动物去做它们并不习惯的动作，据此创造出了儿童学习用的教学机器。麦克阿瑟（R.H.MacArthur）1966年提出了最适理论（optimalitytheory）和进化稳定对策(evolutionarystablestrategy,ESS).最适理论的基本出发点是：自然选择总是倾向于使动物最有效地传递它们的基因，因而最有效地从事各种活动，包括使它们在时间分配和能量利用方面达到最适状态。目前最适理论已应用于行为研究的所有方面，如用来解决领域大小、社群大小、生活史对策和交配对策等问题，在这一研究中已把生物学、心理学和经济学融为一体，最近有人用最适理论探讨动物的内在因素和外在生态条件是如何相互结合，共同对动物的行为决策施加影响的。进化稳定对策：是指经长期进化检验的最稳定的、最少受到其它可选择对策干扰，这样的对策。格里芬哈佛大学，蝙蝠飞行能力的研究，在实验室里，用铁丝做成障碍物，高频声波记录仪测试，首次发现蝙蝠飞行时不断发出高频率的尖啼声，根据发射与反射的差异来判断障碍物（即回声定位）。如封住嘴或耳朵则不能成功；同时发现其对水上的猎物判断准确，但水下不能判断，因为水面把绝大部分的回声信号都反射了。四、动物行为学１、概念：指研究动物行为的科学，包括研究从刺激到动作的整个过程，以及行为的原因、发生与发展、进化和功能等。２、分支学科研究动物行为的原因以及适应功能的分支学科有：行为生理学（Behavioralphysiology,Ethophysiology）研究行为的生理基础，又可分为神经行为学和行为内分泌学。行为生态学(Ecoethology)研究动物行为与其生活环境中其他生物和非生物环境之间的关系。行为遗传学(Behaviorgenetics,Ethogenetics)利用遗传学方法研究行为的遗传基础。和动物行为的进化、发生或发展有关有：行为系统发育学(Phyliogenyofbehavior)研究动物行为的进化。个体行为发生学(Ontogenyofbehavior)研究动物个体行为的发展。行为心理学即研究不同动物的心理现象（如动机、学习等），意在以动物为模型进而研究人类行为。五、研究方法1、观察法（描述法）要了解行为的原因、发展、适应与进化四个问题，首先必须对某种动物的行为方式进行精确、详尽、反复的观察、记录，并制订该种动物行为方式的行为谱，甚至同一属、科的动物的行为谱。在动物行为的研究初期，这些工作完全由研究人员执行，随着科技的发展，人们常借助于电子仪器、录音机、摄像机等设备，并借助于电子计算机分析结果与作图。另外，将观察到的各种行为按其功能归类成不同的行为方式，如求偶、攻击、抚幼等等。观察法只是为研究动物行为或某一行为方式的原因、发展、功能、进化提供资料或素材，进而分析并作出科学的解释。2、实验法（最常用的是模型法）运用各种手段将行为的主体或行为的环境条件加以改变来分析研究动物行为的四个基本问题。有人做过这样的实验：把一只发情的雌老鼠身上提取的气味物质，涂在幼鼠身上，这只幼鼠对成年雄鼠就有吸引力；有人摸拟雄螽斯的声音，促使螽斯跟着人的模拟声交替地鸣唱起来，甚至当人变换声调时，雄螽斯的声音也会变化。又如地蜂（Ammophilacumqestris）在砂土上掘穴产卵后即将洞口用砂封闭，然后定期将食物运至洞内供孵化后的幼虫食用，并随即将洞口封住。雌地蜂在繁殖期间按其产卵数挖掘地穴（每穴中排一个卵），并按上述方式供应食物。通过观察与记录可以查知雌地蜂这一孵化抚幼行为方式的各个单元及其时间顺序，即行为的结构和行为的合理性（食物的供应量与地蜂幼虫的需要量基本相符）；但无法知道地蜂同时照顾几个不同的洞穴中不同虫龄的幼虫期间是怎样“记住”每个洞穴中幼虫的虫龄或大小，从而为之提供适量的食物。于是，Baerends采用了一种简单双巧妙的实验方法：他将洞穴中地蜂幼虫的数目加以改变，如将某一洞穴中的幼虫移至另一洞穴中，经过处理后，雌地蜂的行为很快就适应了这种新情况，携带到每个洞穴的食物量也随之变化。由此可知，并非“记忆”引起，否则，幼虫已被移走的空洞穴和幼虫数目已增加了的洞穴将依旧得到以前幼虫数量的食物。Baerends认为引起地蜂行为变化的原因是每个洞穴中食物量的信息，进一步研究表明，幼虫的挪动必须在每天清晨雌地蜂“巡视”洞穴之前进行。雌地蜂一旦检查了每个洞穴中的食物情况之后就收集到信息并决定当天应当为每个洞穴中的幼虫提供多少食物。如在清晨巡视后挪动幼虫，则雌地蜂由于没有收集到食物量变化的信息，它的抚幼行为不会改变。3．比较研究法：是指对近缘物种的行为和社会组织进行比较分析，找出这些物种的行为和社会结构的差异与它们生态学差异之间的关系，从而推断出行为特征的适应意义。这一研究方法已在文鸟、羚羊和灵长类社会行为的研究中行到应用，得出的主要结论是：决定社会结构和社会行为进化的主要生态因素是食物的数量和分布、捕食者的压力和配偶竞争等。Crook（1964）对文鸟科的行为运用比较研究法进行研究，探讨各种自然选择压力对社会组织的影响。社会组织主要指生殖民地群和取食群的大小、空间组织（领域的有无及大小、重叠分布区等）和交配体制（单配或多配性）。生态因素指食物、营巢地和天敌。Crook研究了生活在非洲和亚洲的90种文鸟发现它们明显地分为两大类型：一类生活在常绿森林中，以食虫为主，一雄一雌成对活动（单配性），每对成鸟都占有较大的领域；另一类生活在热带稀树草原，取食植物种子，结群觅食，巢也密集在一起形成庞大的公共巢，婚配体制为一雄多雌。显然，文鸟的社会组织同它们生活的生境特征和食物性质有着明显的相关性。食虫文鸟的巢一般是隐蔽和分散的，以便减少捕食动物对鸟卵和雏鸟的毁灭作用，还善于利用非常分散和不太丰富的食物资源；与此相反，生活在稀树草原、以种子为食的文鸟营巢地点是捕食者无法达到的，它们的食物非常丰富且呈集团分布，故常结群觅食。动物行为的主要类群第一节取食行为取食行为是最常见和最基本的行为，是动物生存和繁殖所必须的，常包括捕食和反捕行为。动物觅食时，经常面临着各种不同的选择，如应当选择什么食物？到哪里去猎食？采取什么样的猎食路线？怎样获得或捕取这些食物？同时在各种自然选择压力下，动物形成了一套防御措施即反捕行为。一、捕食行为1捕食行为的动机捕食行为的动机是饥饿，从根本上讲是为了摄取构成躯体的各种有机和无机物质以及进行各种活动所必需的能量，捕捉食物的速度和效率通常是随着饥饿程度的增加而增加。但也有例外，如螳螂和跳蛛不受饥饿程度的影响。动物的警觉性和饥饿程度有关。下丘脑对哺乳动物的摄食量具有调节作用，下丘脑的调节又和血糖浓度及胃中食物的饱满程度有关。血糖是哺乳动物的‘生物燃料’，经过代谢，葡萄糖被氧化分解产生能量。血糖浓度下降，能量不足，这信息经由血液循环传到中枢神经系统的下丘脑摄食中枢后，一方面调整激素分泌（促使胰血糖素分泌增加，胰岛素分泌减少），促进糖元分解，另一方面引发摄食机制，加强胃肠收缩，提高食欲，促进摄食行为。反之，当胃中食物饱满，血糖浓度上升的信息经由体内机械刺激感受器和血液循环传到摄食中枢后，引起激素分泌的调整（胰岛素分泌增加，胰血糖素减少），促进葡萄糖合成糖元，同时由于饱足感的负反馈作用使动物停止摄食。动物的摄食量与食物的能量、环境温度等有关。2食物的选择及影响因素2.1食物选择性食物选择性是指动物出于某种目的,对取食生境中现存的食物种类作出的选择,与动物自身生理状态及环境中食物的可利用量密切相关。捕食者对猎物的选择通常是决定于猎物的可获得性。红脚鹬（Tringatotanus）总是在水边觅食，对猎物有一定的选择性，当它以海洋多毛类沙蚕为食，总是挑选大沙蚕而不去吃小沙蚕，这样有利于提高食物摄食率。当它甲壳动物蜾赢蜚为食时，总是选择食物丰富的海滩觅食。当沙蚕和赢蜚同时存在时，常更喜欢捕食蜾赢蜚，这是由于赢蜚体内含有它所需要的特殊营养物。猎物选择的研究表明：很多动物都能学会和识别那些最能满足它们需要的食物。虎纹蛙的食物中,昆虫占食物数量的60.49%;螃蜞占食物数量的24.19%;泽蛙和姬蛙等小型蛙类也是虎纹蛙喜吃的食物,占食物数量的10.49%;而植物则是极少的.虎纹蛙的食物种类与该蛙的栖息环境密切相关:捕自稻田的蛙,胃中食物多为昆虫(其中稻叶蝉(占45.8%)和泽蛙(占9.3%);捕自池塘的蛙,胃中食物多为螃蜞(占74.3%).山地麻蜥摄入的食物主要是节肢动物.成体摄取最多的食物为蝗科(雌体:48.5%;雄体:52.5%)和蝽科(雌体:17.8%;雄体16.7%)成幼虫.幼体摄取最多的食物为蚁科(雌体:28.8%;雄体:23.8%)、叶蝉科(雌体:18.8%;雄体:36.3%)和蝗科(雌体:26.3%;雄体:16.3%)成幼体.变色树蜥摄入的主要食物是节肢动物。雌性幼体摄入最多的食物为扁足蝇科(22.14%)、蚁科(18.16%)、叶甲科(14.11%)和蝽科(9.16%)成幼虫;雄性幼体为蚁科(27.13%)、叶甲科(22.14%)和金龟甲科(9.13%)成幼虫;雌性成体为扁足蝇科(34.16%)、叶甲科(14.17%)、金龟甲科(9.10%)和蝗科(9.10%)成幼虫;雄性成体为叶甲科(24.15%)、凤蝶科(17.16%)、蝗科(11.16%)和蛱蝶科(11.11%)成幼虫.蓝尾石龙子摄入的食饵主要是环节动物、软体动物和节肢动物。雌性成体摄入最多的食饵属步甲科、夜蛾科幼虫和蝼蛄科，雄性成体摄入最多的食饵属步甲科、夜蛾科幼虫、未知鳞翅目幼虫和植物种子，雌性幼体摄入最多的食饵属鼠妇科、蚁科和地蛛科，雄性幼体摄入最多的食饵属鼠妇科、地蛛科、步甲科和未知鳞翅目幼虫。两性成、幼体的食饵喜好性有一定的差别。雌性幼体喜食地蛛科、鼠妇科及步甲科和未知鳞翅目幼虫者分别占25.4%、22.5%和16.9%，雄性幼体喜食鼠妇科、未知鳞翅目幼虫和蟋蟀科者分别占19.1%、14.7%和13.2%，雌性成体喜食步甲科、夜蛾科幼虫和蝼蛄科者分别占34.1%、22.7%和13.6%，雄性成体喜食步甲科、夜蛾科幼虫及钜蚓科、叶甲科和未知鳞翅目幼虫者分别占23.5%、17.4%和9.2%。蚂蚁的食物类型大体可分为6类:(1)其它节肢动物,如蜘蛛、千足虫、蜈蚣和其它昆虫等。蚂蚁可将活的猎物或者将猎物杀死后带回巢内。(2)其它蚂蚁的卵和幼体。分布于我国北方大部分地区的凹唇蚁Formicasanguinea常以其它种类蚂蚁的卵和幼虫为食。在食物异常缺乏的情况下,许多种类尚取食自己的幼体以获得生存,雌蚁常取食自己的卵。(3)植物的汁液。如花和其它蜜腺中分泌出的甜液、植物从伤口中流出的体液和破损的水果汁液等。仅少数种类蚂蚁取食固态的植物组织。(4)蚜虫、介壳虫和角蝉等昆虫分泌出的蜜露是蚂蚁喜食的食物。常见于臭蚁亚科和蚁亚科。(5)取食种子。我国切叶蚁亚科中收获蚁属Messor和大头蚁属Pheidoler的一些种类具有收藏植物种子的习性。一些种类将种子储藏在蚁巢内,并在食物极度缺乏的情况下取食种子。针毛收获蚁Mesesoraciculatus(F.Smith)的结果表明,该蚂蚁以种子为主要食物,几乎不取食其它昆虫。(6)真菌类物质。很多捕食者有突然改变捕食对象的行为。如一群斑鬣狗在连续数月多天猎杀牛羚之后会突然改为捕食斑马，这是嗜好的改变。2.2影响动物食物选择的主要因素：取食方式、动物形态学特征、食物营养质量、食物物理和化学因素、动物自身生理特征、行为学特征。1）取食方式与动物的食性有关，由于取食方式的不同，其取食器官的形态结构也会发生相应的一些适应性变化（从低等到高等简单讲述）。如悬浮摄食的脊椎动物可分迅速游动摄食者和原地吸入摄食者，两类又可分连续不断的摄食和间歇性摄食。连续不断的迅速游动摄食者如白鲟、鲸鲨、巨嘴鲨、某些鱼、鲱鱼、鲐鱼、沙丁鱼，游动时完全张开嘴、让水在经过众多细小分支的过滤结构后从鳃裂逸出，所以又称拖网过滤式摄食者。间歇性迅速游动摄食者如长须鲸（图2-1-1）。原地摄食者如七鳃鳗幼体、蝌蚪、水中觅食的鸭、红鹳（都具有振动泵）和某些硬骨鱼类。连续不断的原地摄食者要求头部不仅有泵吸机制，而且要有阀门装置以保证水流以一个方向流经过滤器；悬浮摄食者是怎样将猎物从大量流经口部的水中分离出来的呢？如鲸鱼有鲸须，其上有流苏，不同种类其猎物的大小不同，与其相适应的流苏的精细和弯曲程度也不同。（图2-1、2-2）图2-1长须鲸在捕食一群磷虾和过滤性摄食的鲐鱼，它正冲向前把一大口含有许多鱼和甲壳纲动物的水吸入口中，然后闭起嘴将水驱出口外，而上颚挂下的鲸须把猎物留在口内。鲐鱼则相反，它是连续不断迅速游动的摄食者，当鲐鱼从浮游动物旁游过时把水吸入口中并从水中滤出浮游动物。图2-2悬浮摄食的鱼用鳃耙从水中滤出食物并把它送向食管。水从鳃耙流过，然后从鳃弓间流出。难以用简单的筛滤作用（如a）逮住过分细小的食物颗粒可用以下3种机制捕捉：粘液表面的直接截住（b），对能改变水流方向的结构施加碰撞（c），重力沉淀作用使致密的颗粒从水中沉淀下来（d）。图2-3悬浮摄食的禽类是利用嘴两边的梳子样的瓣从水中过滤食物颗粒。它们把水吸入口中，用迅速前后振动的舌把水推出去。琶嘴鸭（左）沿下嘴片外缘和上嘴片内缘都着生瓣，舌头前面和后面的肿大部位可使水从嘴的前面吸进，然后使水通过瓣流到两侧和后面，舌头起到活塞和阀门作用。红鹳（右）通过振动舌头的同时微微张合嘴来控制水流，其嘴很弯。吸血蝠取食行为过程中分享食物的行为现象。吸血蝠有三种，集中于美洲大陆，它们有着非凡的社会性，雌蝠白天集聚在一起，夜晚重新分群，建立了一种可以维持多年的不固定的社会组织。吸血蝠的吸血本领很高，它们的牙齿特化：臼齿全部缺失，上犬齿和门齿扩展成像剃刀一样锋利的刀片状，下犬齿巨大但不像刀片。取食时行动敏捷，在受害者表皮毛细血管富集的地方咬开一小‘V’形口，其位置通常在指尖、趾尖、嘴唇、眼睑、鼻尖和耳廓，家畜见于后臀部、与脚皮肤相连的蹄的连接处，有时也见于面部和颈部；唾液中含有一种抗凝剂。研究表明，吸血蝠两夜吃不到血就会饿死，这种长期集群可使吸血蝠彼此定期地进行血液反捕，从而使其生存机会显著增多。吸血蝠在60个小时没有吃到血以后，其体重的减轻会高达25%，从而不能较长时间维持某种临界温度。1978年，波恩大学的动物学家U.Schmidt提供了雌蝠给自己幼仔反哺血液的第一个证据，经过十余年的观察，发现幼仔出生后不久，母亲除了哺乳外，还反哺血液；幼仔有时会向某个非亲雌体摄食血液，这种不相关的个体参与共食制的食物分享在哺乳动物中极为罕见，除蝙蝠外，野狗、鬣狗、黑猩猩和人类会表现出此种行为。哥罗德·威晋森得悉Schmidt的工作以后，为了了解血液反哺是一种亲属选择举动，还是互惠性或是两种情况共存，于1978-1983年间对一种吸血蝠进行了26个月的研究。吸血蝠外出觅食时间随月亮的圆缺而变化，月光太亮等到月落下去再外出寻找猎物，吸血蝠主要吸食哺乳动物的血，靠气味、声音和回声定位探测牛、马的位置，发现猎物后。吸血蝠落在动物的尾巴上或鬃毛上，从上面悬垂着搜寻适合下口的部位，鼻子里的热敏感细胞在猎物上寻找体表附近的某一个血管，找到后用锋利的上切齿在皮肤上切开一个小口进行吸血，吸足后返回洞穴到次日夜晚再外出。吸血蝠根据牙齿的年轮得出最长寿命可达18年，通过标记发现有的雌蝠在一起12年以上。（有关实验设计略）在5年的研究过程中，共目击了110例以反哺方式进行的血液分享，70%的反哺是发生在母子间，30%是成年雌性哺育非亲生幼仔、成年雌性哺育成年雌性和成年雄性哺育后代。研究结果表明：血液分享不是随意的，几乎总是发生在同一个种群间；无亲属关系的吸血蝠形成了一种伙伴制，两个个体只是彼此反哺、并定期对调。互惠的标准是供血者所付出的代价必须小于受血者的利益，即供血者既能拯救它的同穴者的生命，又不使它自己冒很大的危险。因此，互惠和亲属选择都能增进同穴蝙蝠间的血液分享，且反哺对于受血者至少在短期内是有益的。蚊的取食行为，蚊约有3000种，其中100多种对人有危险，对一些疾病起到传播作用。蚊用触角和眼感知食物，当降落到食物上时，其感觉器官可以感觉到食物的温度或糖的浓度，感觉器官受到充分的刺激时，蚊的喙放低，喙的唇瓣尖端的小毛对接触糖、盐和三鳞酸腺苷是灵敏的。糖的浓度越大就越喜欢。当吸食水果时，有时把喙插进去，有时唇瓣的表面轻轻接触并分泌唾液，帮助它们吸食物质进入消化管。当一个饥饿伊蚊的唇瓣接触到温血动物时，它的口针束就进入皮肤，下唇即向后弯曲，食窦器的感受器向蚊脑传输信息，使胃瓣打开，使血液进入中肠，吸血量受腹神经索控制，通过腹部中的伸展感受器而使吃饱的雌蚊停止吸血并收回它的口束。蚊的取食行为非常复杂，种类不同取食行为有所不同。2）形态学特征对食物选择的影响：体型大小、消化道形态结构、取食器官蓝尾石龙子体长、食饵大小的测量值N体长食物大小雌性幼体1260.41.7(49.9~67.7)10.21.2(5.4~19.4)雌性成体775.51.1(71.9~80.0)16.52.6(9.1~26.3)雄性幼体955.43.3(42.8~68.2)11.61.0(5.8~15.5)雄性成体2883.11.1(70.7~94.1)18.51.9(7.4~50.9)总合数据5672.81.8(42.8~94.1)15.31.12(5.4~50.9)3猎物的处死捕食者一旦捕到猎物，猎物将被制服和杀死，处死猎物一般采用下列技巧：1）利用牙齿、喙和口的其它部分去撕咬猎物，2）利用爪子刺穿或撕裂猎物，3）利用身体的卷曲绞杀、窒息猎物，4）利用毒液或刺杀死猎物（腔肠动物、毒蛇、蜘蛛等），5）电鳗等鱼类还可以用电击法杀死撞在身上的猎物。4猎物的贮藏猎物的贮藏我们称之为贮食行为，贮食行为是一种特化的采食行为，可以调节食物的时空分布，度过食物缺乏期。它有别于采食行为，1）动物获得食物后不立即食用；2）动物对获得的食物进行处理、保存以备将来之需；3）动物采食降低了食物丰度，动物贮食则改变了食物分布格局。动物贮存过程中造成食物损失的原因有：由于真菌、细菌生长，造成贮存食物霉变、腐烂等，贮存的猎物逃脱、埋藏的种子萌发，贮存食物被个体较大的其他动物抢夺、偷窃，大雪、冰冻或洪水等自然灾害改变了贮食地点的外貌等，因此在进化中形成了贮食损失的对策。<1>动物保护食物贮存的行为（1）防止贮存物变质：动物常将食物贮存在阴暗潮湿的地方，易霉变，因此，动物贮存食物前将食物晾干。鼠兔贮存青草时，先将到的青草堆放在洞口附近，待其晾干后再搬入洞内；红松鼠采集到蘑菇后，悬挂在树枝上待其自然干燥后搬入树洞内或鸟巢上贮存；松鸦贮存橡籽前，会挑选那些没有被虫子蛀坏的橡籽。肉食动物为防止猎物腐烂，常贮存活的动物。（2）防止贮存物脱逃:蜘蛛用蛛丝缚住昆虫，黄蜂等则用毒液麻醉猎物，待一段时间后食用；啮齿类和蚂蚁等将植物籽实深藏在地下。（3）防止贮存物被窃：常采用选择贮藏地点、分散埋藏食物以及积极看护等策略来保护贮藏的食物。如短翅泥蜂在巢的入口处设置了粘土拴，阻挡前来偷蜜的蚂蚁。<2>动物找回贮存物的行为动物是怎样找回其贮藏的食物呢？VanderWall研究星鸦贮食行为时提出了五条假设：1）埋藏的食物所散发的化学信息，如气味等；2）埋藏地点的地表痕；3）试错法随机寻找；4）对埋藏食物地点的大致记忆，从而随机搜寻这些地点；5）对贮藏地点与周围参照物体的相对位置的视觉印象记忆。研究表明：鸟类具有空间记忆能力；哺乳类嗅觉灵敏，啮齿类和犬科动物主要靠嗅觉找回贮藏的食物，有些哺乳类用腺体分泌物和尿液来标记食物或食物埋藏地点。5喂幼一些捕食动物猎物是为了用来喂养它们的后代。一般是在后代乞食的刺激下进行的，而不是自身饥饿下进行的。很多鸟类能根据巢雏数调整自己的觅食行为，亲鸟受雏鸟的乞食行为的刺激来调整它们的食物需要。如家猫和猎豹常把活的猎物带给幼兽并当场释放，如幼兽未能成功地追到或杀死猎物，母兽会重新捕到它并再次释放。翠鸟捕到鱼如给自己吃则鱼头朝自己的口，而给雏鸟吃则先把鱼头递给雏鸟。猛禽类在喂幼时常把猎物撕裂成适合于雏鸟吞咽的小块，有的先把作物吃下，再反吐出来给雏鸟。6捕食节律很多动物的捕食行为具有节律性。大鸨在夏天捕食姬鼠，但在冬天却不捕食。灰伯劳通常吃昆虫和蜥蜴，但秋季为捕食蜥蜴。7动物的搜寻技能和捕食策略捕食动物在找到了一个小猎物后，常在原地附近继续搜寻，如果猎物是斑块状分布，那捕食者就有可能找到更多的猎物，从而提高捕食效率。如小嘴乌鸦在各种颜色的贻贝壳下寻找人为放置的食物，它可以很快形成搜寻印象（searchingimage）。如果乌鸦最初是黑色贝壳下找到了猎物，那它在以后的一段时间内总是翻转黑色贝壳而不去注意其他颜色的贝壳。到了第2天它很可能又去专门翻转另一种颜色的贝壳。这种把搜寻注意力集中在某种特定猎物、某一特定地点和特定时间的行为常常可以提高捕食物的搜寻效率。不同捕食动物识别其猎物的方法是很不相同的。少数捕食者能依据特殊的信号刺激识别自己的猎物，而大多数捕食者依据猎物的一般性特征如大小、颜色、移动方式和形态等判断。有的捕食者是靠机遇和碰运气。有人研究过昆虫的取食行为，结果表明,捕食者在长期的协同进化过程中,能根据外界环境条件的变化,调节其捕食过程中的时间和能量的分配，形成坐等捕食式、积极搜索式和搜索活动依猎物密度而变化的混和式的生态策略，以获得最大能量，减少其生存风险，大多数捕食者采用混和式策略。Formanowizc等和Norberg将这种捕食策略依猎物密度而变化的反应分为两种基本类型：Ｉ型为捕食者在高密度时，表现出积极地搜索，而猎物密度低时则缓慢地搜索，大多数脊椎动物属于这一类型；II型则与之相反，即猎物密度高时，捕食者表现出缓慢地搜索，而猎物密度低时则积极地搜索，如龟纹瓢虫、七星瓢虫、螳螂。动物在取食对策时常采用以下方式：⑴、最大限度地获取能量、最低程度地觅食耗费（或称食物有利性）Royama（1970）提出了食物有利性概念，其简单的含义是：对某种特定的食物来说，捕食者通过觅食活动所获得的能量将随着这种食物密度的增加而增加，但达到一定密度后，猎食这种食物的有利性便不再随着食物密度的增长而增长。实验证明，在每立方米的空间不管是放500只还是1000只猎物，大山雀单位时间的捕食量是相等的。在自然环境中，大山雀有时会遇上猎物密度极大的情况，其觅食活动几乎花费在对食物的处理上（把食物带回巢和喂食前的必要加工），由于大山雀要花很多时间运送食物且每次只能带一个食物回巢，因此，如有一种食物数量虽少但体积较大、含能量较多时，猎取这种食物的有利性就会超过原来的食物。Royama认为。一种新的食物，只要它的有利性大于捕食者通常猎取的食物，它就应当被捕食者看中。在捕食现场，成鸟选择小食物为食可能是有利的，而亲鸟常把大食物带回巢中喂养小鸟。又如：乌鸦的抛壳取食行为。乌鸦常在海滩叨取海螺及其他软体动物作为食物，当叨得海螺后，就起飞并在空中将海螺投向海边岩石使海螺壳碰碎，然后取食螺肉。R.Zach(1979)对加拿大西海岸乌鸦取食对策进行了系统的研究，发现：乌鸦主要选择大海螺（长3.8-4.4cm）；乌鸦叼取海螺向天空并在离地面５米左右的高度将螺扔下；海螺外壳若不破碎，乌鸦反复投掷直至破碎并食肉为止。乌鸦食用一个大海螺能取得2.0千卡的能量，而使大海螺外壳破碎所消耗的能量为0.5千卡；如食用中海螺反而要损失0.3千卡；小海螺更不用说了。这说明了乌鸦是为了获取最多的能量并减少本身的能量消耗，通过摄取最多能量的乌鸦躯体健壮，有利于吸引配偶和提高繁殖能力，从而提高适合度。Elner和Hughes(1978)对海滨蟹(Carcinusmaena)捕食贻贝的选择性进行了研究，发现蟹总是尽量选择那些能够为其带来最大能量收益的一定大小的贻贝(图2-4)．对于海滨蟹来说，用整打开个体很大的贻贝要花费较多的时间，从而使单位时间内所获得的能量收益较少；而打开很小的贻贝虽然花费时间不多，但是小贻贝内的肉又很少，不能满足蟹的觅食需要．从图中我们可以看出，蟹取食个体适中的贻贝(大小在2.0~2.5厘米之间)为最多，而这种大小的贻贝个体，单位时间内提供的能量几乎也是最多的。但是事情井非如此简单，因为海滨蟹的实际取食范围是在0.5～3.5cm之间．为什么蟹还要取食一些有利性较小的(个体小的和个体较大的)贻贝呢?为此有人提出了一个可能的假设，认为蟹寻找最佳大小的贻贝所用的时间影响了其对食物的选择。假设动物的觅食时间包括搜索和进食两部分，如果蟹只选择最有利的一定大小的贻贝，虽然进食过程中单位时间内摄取的能量很多，但是搜索这一大小的贻贝所花的时间可能会很长．而蟹在觅食中如果对赔贝的大小不加选择的话，搜寻食物的时间必然会缩短，但是进食过程中单位时间的能量摄取也会相应地下降，因为在它的食谱中包括了很多有利性较小的食物，这就需要在两者间进行权衡。我们可以把动物的摄食时间分为辨别时间和进食时间两部分．所谓辨别时间就是捕食者确认一种猎物所花的时间．如果捕食者同不利性食物相遇的概率很高，使得辨别时间加长，就必然会降低食物的摄入率，即使单位时间内的能量摄取下降，也就是说如果辨别时间很长，一些不太有利的食物也会因数量丰富而被选人最适食谱中来．这样就解释了为什么蟹还要吃一些有利性较差食物的原因．在20世纪60年代就有人提出了动物的最佳食谱模型，大致可以归纳为三点：(1)如果有利食物增加，动物食谱中的种类可以减少：(2)动物觅食过程中搜寻时间和食物的平均有利性将随着食谱范围的扩大而减小：(3)根据食物的有利性和搜索时间，可以推测最适食谱中应包含的食物种类。由于生存的需要，动物单位时间内所摄取的能量(E／t)应该尽量维持在一定的水平。可以由此进行推测：(1)当某种有利食物非常丰富的时候，捕食者将只选择这一种食物；(2)如果与有利食物相遇的机会较多，而足以使捕食者忽略较差的食物，那么无论较差食物的数量有多少，都不会影响捕食者对有利食物的专一选择：(3)如果有利食物数量增加时，捕食者会立即从吃多种类型的食物，转变为吃单一的、有利的食物(KrebsandDavies，1987，1993)。从取样中获得信息是减少觅食投资的一种行为适应。动物在一个陌生的环境觅食时，会借助于行为适应减少觅食投资和提高觅食效率。现已证实，这种行为适应是从取样中获得食物分布的信息，并依据这种信息做出有利的觅食对策。1984年，Lima研究了绒斑啄木鸟的取样行为，他在野外训练啄木鸟到人工悬挂的树干上去寻食种子，每根树干上有24个洞，啄木鸟喜吃的种子藏在洞内。在每次实验安排中总有一些树干24个洞内都是空的，而另一些树干24个洞内部分洞有种子或全有。实验安排如下：让一部分树干的洞全是空的，让另一部分树干的洞全都藏有种子（即作出0或24的安排），观察结果，啄木鸟在做出正确的取食并决策之前，平均要检查1.7个洞。1974年，Smith和Sweatman通过对大山雀取样行为的实验研究，认为捕食者在环境发生变化时能够借助于取样信息。实验如下：在室内的一个大鸟舍中安置6个藏有蠕虫的生态小区，蠕虫密度各不相同，然后训练大山雀去搜寻这些蠕虫。结果大山雀很快学会在食物密度最大的生态小区内觅食，当最有利的生态小区的质量突然下降，大山雀会转到第二个较有利的生态小区觅食。这个事实表明，大山雀似乎对每个生态小区事先已取过样。将饥饿风险降至最小也是动物觅食的经济原则。1980年Caraco等人设计了一个简单的实验，他们在一个鸟舍中为黄眼灯心草雀提供了两种餐法供其选择：一种是风险选择，另一种是可得到固定食物量的确定性选择。这两种选择的平均食物报偿是相等的；确定性选择每次的食物报偿都相等（两粒种子），风险选择的各次食物报偿不相等，有一半的机会能得到4粒种子，另一半机会得不到种子。他们采用两只饥饿的灯心草雀进行检查，一只是饥饿1小时后的鸟，两粒种子刚好能满足其每日的能量需要；另一只是饥饿4小时后的鸟，它必须作出风险选择才有机会获得足够维持存活的食物。实验结果正如饥饿风险理论所预测的那样，随着饥饿时间的增加，鸟类取食决策将会发生变化，即从确定性选择转变为风险选择。在饥饿风险较小的情况下，动物对食物往往会进行选择和挑剔，以便最大限度地提高能量摄取率。（2）取食和危险之间的经济权衡有一种潮间带蜗牛，以软体动物为食，在落潮时选择薄壳的软体动物，而在涨潮时，则就近选择而不顾及其壳薄否。因为其觅食目标介于最大程度地获取能量和最低程度的觅食风险之间。壳薄的软体动物。易打开且能量多，帮在落潮时可以多化时间选择，而在涨潮时选择以便尽快退回到安全地方。公园中的松鼠每次在地面捡到食物后总是要回到树上去吃（分析原因）。从理论上讲，当往返移动对能量摄食率的影响比较小时，松鼠应把食物带到树上去吃，以便求得绝对安全。这一理论预测与下述实验是一致的：在人为投食实验中，如果食物很大且离树又近，松鼠总是把食物带到树上去吃，因为长时间地在地面吃会增加危险性，且把食物带上树上消耗的能量相对较少；加一方面，对小食物则常常就地吃掉，因吃小食物花时间少，其危险也小，且往返消耗的能量相对较多。Gilliam（1982）研究了捕食危险对蓝鳃太阳鱼选择取食地影响。通常，蓝鳃太阳鱼在水底取食底栖无脊椎动物，当把黑鲈鱼放养到池塘中，太阳鱼的取食地点发生了明显变化。由于黑鲈鱼只捕食最小的太阳鱼，故这些小太阳鱼大都转移到芦苇丛中去捕食浮游生物了，这样相对安全，但能量摄取率却下降了1/3，季节生长率下降了27%。较大的太阳鱼继续在水底取食底栖动物。小太阳鱼面临着对两种选择的利弊权衡：一种选择是呆在比较安全的芦苇丛中，但生长减慢，延长易遭捕食的时间；另一种选择是继续在水底觅食，以便能更快地发育安全大小。Gilliam的研究表明：最有利于太阳鱼生存的行为对策是呆在比较安全的芦苇丛中以浮游生物为食，直到发育到一定大小后再回到池底觅食底栖无脊椎动物。实际观察也如此。动物的取食对策主要是受能量损益原则（效益原则）支配。动物摄食时间与地点也与能量损益原则有关。春天，大山雀在黎明时就开始鸣叫，而它的体重在冬天减少很多，按理它在清早醒后一定会感到很饿而首先觅食，而事实并不如此。Krebs经过系统研究认为：黎明后大山雀首先保卫自己的领域，因为这时正是非领域性鸟类侵犯活动最猖獗的时候，也是大山雀易受攻击的时候；其次，天刚亮由于光线不足不宜于采食。从能量损益原则考虑，大山雀在黎明先鸣叫（消耗能量）后采食（采食的成功率高，获得的能量多）正是对环境（光线）的适应。8取食技巧动物的取食技巧是动物长期适应和进化的结果，在美国南部沿海地区沼泽中生活的涉水和游水的长颈禽类，生活在同一环境中、食性相似，但其捕食的行为也会发生一些细微的差别（图2-5）。路易斯安那苍鹭用长喙捕到一条肥鱼，苍鹭捕鱼时要在浅水中舞蹈回旋，使鱼受扰游窜，以便看准再行啄刺。白鹭捕鱼时缓慢谨慎地移行，见鱼后便凝立不动，待近身时才下手；或在水面上张翅低飞，探望水下是否有鱼游过，如有的话，便伸头入水去捕捉。蛇鹈潜水取食，它浮在水面时会伸展双翼，投下阴影，以减弱水面的耀眼反光，并引鱼到这片阴暗处来，以便捕鱼；捕到鱼后将它抛转吞下，务使鱼头在前，不让所吞的鱼尾部先入，以免鱼鳞鱼鳍在喉部造成刮阻。图2-5鸟类的取食技巧动物取食技巧常有以下方式：(1)搜寻和驱赶:如章鱼、许多节肢动物常利用它们的脚或触角搜索和感觉潜在猎物的存在，浣熊在水中可以感知猎物。一般情况下，猎物一旦被发现立即加以捕获，有的将猎物惊起然后驱赶。(2)潜步追踪和埋伏：变色蜥蜴和许多猫科动物（虎、豹、狮等）多采用这种方式，有些鱼通过摇晃诱饵吸引具有好奇性的猎物，有的能模仿成非植物天敌模样。(3)远距离追击，如大型哺乳动物的狐、狼、鬣狗科动物等。(4)累垮猎物：如一些兽类，海星靠不疲倦的吸盘制服双壳类软体动物。(5)利用工具猎取猎物：脉翅目的蚁狮构筑陷井捕食蚂蚁，套索蜘蛛以“绣球”蜘丝捕虫，射水鱼以口腔喷水击落空中昆虫，啄木鸟用树枝从缝隙或洞穴中钓取猎物，兀鹰衔着石头掷向鸟蛋使之破碎，大象用鼻卷起树枝在自己背上搔痒，猩猩用树枝搅动白蚁巢寻找白蚁，甚至将树枝折断、咬断多余的枝叶、肃去树皮、试试长短等，猴类用石头、木棒等敲开果实。(6)集体围猎：许多捕食者利用集体力量去制服、迷惑扰乱、累垮猎物或将其包围起来。集体捕猎可以提高捕猎获率。如蜜蜂、鹈鹕、狼、几种犬科动物、狮子、海鸥、蚂蚁等。(7)运用诱饵：可分食物诱饵和性诱饵。以背鳍上端肉穗诱捕小鱼；美洲的鳄状鳖在舌尖处有两条红色突起，它捕食时张开口将舌尖来回摆动很像小虫在蠕动，附近的小鱼就游来捕食‘小虫’时被鳄状鳖吃掉。性诱饵捕食的动物如萤火虫、蜘蛛，有一种套索蜘蛛除用绣球捕食外，还能仿制一种雌蛾的性外激素用来吸引与雌蛾同种的雄蛾，雄蛾被吸引过来后抛出套索将它粘住，收回套索将它吃掉。（8）对陌生食物的回避和试探二、反捕食行为（御食行为），主要采取逃避、自卫和报警。1、使捕食者难以定位（1）保护色：它是动物适应栖息环境而具有的与环境相适应的色彩的现象。如有一种热带小蛙，静伏在一片树叶上，背上具有象鸟粪一样斑点的保护色(图2-6)；一种热带螽斯，它的两翅与绿叶完全相同，甚至叶脉和斑点也相似。有的可以随环境背景的色彩而变化，如比目鱼和变色龙；但大多数的保护色是不变的，如蛇的体表色彩。图2-6一只静伏在树叶上的热带雨蛙图2-7动物的拟态（2）拟态：某些动物模仿具有警戒色的动物，事实上不具毒性或不可食的武装，从而使天敌不敢轻举妄动。如许多种蝴蝶的体色象不可食的斑蝶。尺蠖的体态颜色都与真正的树枝相似；在亚马孙河流域的南美鲈鱼，形如败叶，与河上枯枝树叶相混，漂浮数小时而完全不动；蚱蜢有的象青草、有的象枯草、有的象火烧草地后的残草。（3）“灭迹”策略：如狗、猫等有掩盖自己粪便的习惯；裳夜蛾在采食后将叶柄咬断，以掩盖采食痕迹；阿氏天蛾夜晚采食葡萄叶，白天离开留下采食痕迹的残叶爬到有一段距离的别处栖息。2、不易被捕有些动物如仓和天蛾，在进化过程发展出的行为特征中便有两种不同的防御掠食动物的方式，它们夜间活动，白天休息时静止不动，并伪装的掩护，如被掠食者发现就会采取威胁。仓受惊时，会先收缩羽毛，抒身子拉得又瘦又长，以便和环境混合得更好，但隐身法失灵后，便会睁大眼睛，咬嘴作声，同时伸展毛羽，便自己显得极其可怕。而天蛾受威胁时会伸展两翅，显露出后翅象眼睛似的艳斑，掠食的鸟类以为这正是捕食鸟类的眼睛，便会放弃天蛾而仓皇逃去。（1）隐蔽：采用隐蔽方式的反捕食对策，其能量消耗最少而又能保存自己，可以说是最可取的。（2）逃避：如穴居动物遇到危险常逃回其洞穴；树栖或水栖动物在陆地上遇到捕食者一般逃回树上或跳入水中；有些动物逃跑时为了提高逃跑效率，常以一种不稳定的、难以预测的方式运动，如雷鸟及各种羚羊常以之字形路线奔跑，欧洲兔多变的之字形逃跑路线中夹杂一些简短的直线奔跑；蛙和直翅目昆虫受惊后急速奔跑一段距离后停在原处一动不动。有些动物在逃蔽时常提供错误指示或使捕食者迷失方向，如蜥蜴自断尾部转移敌害的攻击目标而逃循；许多鱼类和昆虫具有假“眼”斑点或位于身体后端的假头部；鸟类（草地鹨）的“折翼行为（brokenwingdisplay）--伪装受伤将敌害从鸟巢附近引走以保护幼雏；有的动物以假死逃避天敌，如一些甲虫受到攻击时，将四肢收回一动不动；美洲猪鼻蛇威吓失败后，翻过身来，暴露出白色的腹部，头歪向一边，一动不动。（3）警觉：动物显示特殊的吓唬姿势或突然动作，或报警鸣叫等。如蝮蛇受惊扰时常收缩、摆尾、吐舌甚至肛腺射出奇臭的粘液。（4）自卫：当动物发现敌害后无处隐蔽或来不及逃避时，利用身体的某些器官作为武器进行自卫，如利爪、蹄、利齿、角、刺、棘等；有的分泌有毒物质或难以忍受的味道进行化学自卫，如有种蝎子的肛腺能准确地向捕食者喷射出一种伤害性分泌物。3、群体防御，可以及时发现捕食者；可以靠集体力量对付捕食者，幼兽常围在中间；逃窜时常朝不同方向，可以迷惑捕食者不知追哪一只，结果可能丧失良机。繁殖行为一.动物的性选择《进化论和性的选择》书中认为性选择是选择动物具有能得到配偶或对配偶具有吸引力的那些特征。这些特征可以分为两类：（1）为竞争配偶而击败对手的特征，如雄性动物的格斗器官；（2）对配偶具有诱惑力或吸引力的那些特征，如鸟的彩羽。根据选择特征的不同，性选择可以分为性别内选择(intrasexualselection)和性别间选择(intersexualselection)。性别内选择主要通过雄性之间为得到配偶的相互竞争得以进行，性别间选择则通过产生增加性吸引力特征的方式来进行。性选择是自然选择的一种特殊形式。1性选择的机制1.1交配前选择（Precopulatorychoice）：交配前选择可以通过很多方式来实现：(1)对体型大小的选择：如黑色小毛蚊（Plecianearctica）雄性集群而飞，集群底部的雄性个体较大，雌性常常从雄性集群的底部飞入，因此底部雄性有更多的繁殖成功机会。(2)通过模仿或欺骗行为：蝎蝇雄性向雌性奉献猎物之后才能获取交配，一些雄性模仿发情状态下的雌性，从而骗取其它雄性捕获的猎物被自己利用来取得雌性的交配；(3)选择高生育力或繁殖力的个体：一种雀类Taeniopygiaguttata，获得高质量食物的雌性比那些所取食物质量低的雌性可以产生更大的卵，雄性也更多的选择前者。(4)对获得利益的价值进行选择：许多物种雄性在交配前需向雌性提供食物或称为“婚姻的礼物（nuptialgift）”后才有可能获得交配。雌性蝎蝇一般选择那些提供的昆虫猎物在一定尺寸以上的雄性作为交配对象。雄性澳洲纺织娘则把自己的精囊当作“礼物”，精囊越大，卵的生育力和重量也越大，雌性从中得到利益的价值越高。动物这种利益权衡选择的原因可能是：雄性在雌性取食猎物时与雌性交配，大的猎物取食时间长，意味着雄性的交配时间也长，从而确保卵的成功繁殖；雄性提供更多的食物意味着雌性自己花较少的时间捕食猎物，少的捕食时间意味着雌性被捕食的风险降低；另外，提供较大食物的雄性可能代表着其本身质量较高。(5)对资源或社会地位的选择：当某一性别拥有生殖成功必需的资源时，另一性别的个体可能显示出依赖资源质量的偏好来选择配偶。雌性桔尾蜂鸟(Indicatorxanthonotus)，根据雄性领域里有无蜂巢及蜂巢数量的多少来选择雄性；雌性象海豹拒绝低序位雄性的爬跨；并非所有的选择都偏爱优势地位，虾虎鱼其雌性更倾向选择非优势雄性。(6)基于基因互补性或相容性（geneticcompatibility）进行选择：有学者认为，基因相容性可能是雌性选择和一雌多雄制的进化动力。对鼠类和人的研究认为动物包括人类在内，不论性别如何，都偏向于选择和自己组织相容性抗原相异的配偶，这可能和提高后代免疫力及避免近亲交配有关。(7)选择好的基因：选择得到的基因可以使后代有更大的存活能力、竞争能力和生殖能力。动物对所选择配偶基因的质量“信号模型（indicatormodel）”进行判断。按照该模型，动物的基因质量可以通过某种信号表达出来，这些信号可是视觉的、嗅觉的以及听觉的信号，特别是动物第二性征可能代表了一种强烈的信号，对许多鸟类的研究都证实了这一点。动物对信号的这种偏好是如何发展和维持的呢?Fisher[35]认为，动物的偏好最初可能与动物本身的某些质量有关(如长的尾羽代表其是优良的飞行者)，或者仅仅也只是为了配偶寻找的方便。如果这些偏好有其遗传基础，则可以通过母体传递给下一代，从而使与这一选择特征相对应的基因得到保存和发展，形成一种正反馈的选择,即失控选择（runawayselection）。1.2交配后受精前选择（postcopulatory,prefertilizationchoice）：动物在交配后，可通过精子竞争继续进行选择。某些蜘蛛，第一个与雌性交配的雄性产生更多的后代，而鸟类和其它一些昆虫则最后一个交配雄性得到的后代最多；许多动物交配完毕后，雌性的阴道内可以形成交配栓，交配栓一方面可以阻止精液倒流，一方面可能具有妨碍雌性再与其它雄性交配的作用，但是对于交配栓是如何形成的，目前还不能确定。雄蚊交配之后，分泌一种激素，该激素可以促使雌性的性接受性下降，从而保证该雌性只产生自己的后代；雄性豆娘的阴茎具有双重功能，一方面传输自己的精子，另方面可以移走先前雄性留在雌性体内的精子。1.3受精后选择（postfertilizationchoice）：许多鼠类雌性在怀孕期间如果长时间接触陌生雄鼠或其气味，会导致流产，即产生Bruce效应；雄性堤燕通过在雌性生育期间守护配偶来维护其“夫权”；爱达荷地松鼠雄性也具有配偶守护行为；另外许多物种雄性有延长交配时间的现象，这也被认为是一种配偶守护行为。许多雄性灵长类动物和狮子具有“杀婴（infanticde）”行为，这是因为当一只新的雄性代替原来的高等级雄性后，杀死原来雄性留下的后代有助于雌性迅速发情，从而保证自己后代的产生。1.4雌性配偶选择的策略：雌性在选择配偶时可能基于上述的一种或几种特征的组合，如生育力、双亲能力、基因的互补性或基因的质量，资源质量或地位高低。雌性在选择配偶时面临两种问题：首先是寻找和定位雄性，其次是在遇到一个雄性时，必须决定是接受还是拒绝他。当雌性不受任何条件限制时，其选择的最佳策略当然是检查所有的雄性并与最好的雄性交配。但是，一些因素如地理分割和记忆保留时间等限制了她们所能评价雄性的数目。Janetos提出了雌性配偶选择的可能模型。模型假设：(1)雌性只交配一次；(2)雄性交配不止一次，而且雄性的适合度不因交配的次数增加而降低，(3)雄性在空间的分布是随机的，4)雄性不能确知何时何地能遇到雌性，(5)雌性之间不互相干扰，(6)雄性的适合度从0到1，平均为0.5。在此假设下，雌性的可能策略是：(1)随机交配，即雌性与其遇到的第一个雄性交配。这只需花费很少的时间和运动，而且不需要记忆；(2)固定的标准，即雌性通过一个固定的标准来判断雄性，并与其遇到的第一个符合该标准的雄性交配；(3)雌性在起始时有一个高的选择标准，随着时间的推移，其标准也逐渐松弛；(4)雌性从遇到的几个雄性中挑选最好的与之交配，这就需要雌性要记住她所遇到雄性的质量、地点和迁移率，还需要返回寻找。模型结果是，不论何种婚配制度，雌性只需检查很少几个雄性，确保与其交配雄性的适合度在平均值以上。Halliday（1978）雌性求偶标准归纳为以下几介方面：①、性能力。包括性成熟程度，求偶行为的熟练程度等。②、遗传性。选择具有优质基因的异性；选择占有优质领域和资源的雄性个体，或选择年龄较大雄性；选择有遗传互补性的异性作配偶。③、抚幼能力。雌性动物的配偶选择一方面有利于雌性获得一些直接利益，如获得所选择雄性提供的一些资源、营养、保护或在后代抚育中提供的帮助；另方面可以通过遗传间接的为后代获取利益。为了抚育后代往往要求双亲合作，对雄性而言包括搜寻食物，防御敌害与保卫领域等等。如早春时，雄性北美艾灌丛松鸡会在临时的交配场所脸靠脸地聚集在一起，雌松鸡一般都要看许多只雄松鸡的求偶表演，只有几只雄松鸡会受到雌松鸡的青睐。雌性一次只能遇到一个雄性时，雌性能够对依序出现的雄性的多个特征进行分类评定。雌性择偶通常是选择色彩最艳丽最引人注目的竞争者，实验证据表明，雌性通常选择的雄性其特征总是能够给感官带来最为强烈的刺激。如当有了一个选择机会时，雌性绿树蛙总是优先引诱叫声最响亮、叫得最频繁的雄蛙；雌性虹总是优先引诱色彩最鲜艳的雄性虹雌性绿头鸭优先引诱求爱最频繁的雄性。Crowley等研究了风险与性选择的关系,提出了“背景突变模型(ground－breakingmodel)”。该模型认为,雌性配偶选择的强度会随着风险水平的增加而减弱。如蟋蟀其雌性倾向选择位于安全环境中的雄性,尽管该雄性的鸣叫并不是她在正常条件下所选择的;虾虎鱼和虹鱼将的研究也表明在风险水平增加的情况下,雌性选择强度减弱,她们倾向选择那些体色不明显的雄性,这有利于不被捕食者发现。现在有些研究认为雄性对雌性也具有选择性,而雌性之间也会为获取配偶而竞争,同时雌雄还会相互选择。2性选择研究方法主要集中在实验室内完成。传统的性选择研究采用迷宫实验或选择箱实验。如尹峰和房继明通过选择箱实验对布氏田鼠的择偶行为的研究表明雌性和雄性鼠都倾向选择陌生异性。赵亚军等利用选择箱和固定实验鼠为刺激源对棕色田鼠和根田鼠的择偶行为进行了研究,结果表明两种田鼠的雌性配偶识别能力均强于雄性田鼠。张建旭等通过Y型迷宫,研究了在只有气味刺激下和同时包括气味刺激、视觉刺激以及听觉刺激下大仓鼠的选择偏好,表明在只有气味刺激的条件下,被试大仓鼠都表现出对异性气味的偏好,而在多种刺激源下,大仓鼠没有表现出明显的性别偏好。对不同的刺激源动物的反应并不尽然相同,这是我们在选择刺激源的时候应该注意的问题。随着现代分子生物学的进展,很多分子生物学方面的技术也应用到了动物的性选择实验方法之中,如利用DNA指纹图谱技术发现了许多动物之中存在的配偶外交配(extrapaircopulationsEPCs)现象,并对一些雌性灵长类动物对不同社会地位雄性的选择作出了解释。3两性异型两性异型（性二型）：雌雄两性个体的形态特征的差异，如个体大小、局部特征的差异、体色变化（婚色、珠星等）、行为表现的差异。如有的雌鱼大于雄鱼（康吉鳗），雄鱼大于雌鱼（黄颡鱼）；雄银鱼臀鳍上方有一横列大鳞；雄泥鳅的P约与头长相等，雌性甚小；雄鲑鱼的V后缘抵达肛门，雌鱼不然；雌雄鳜鱼的生殖孔分别为横形和圆形等。图2-8蜘蛛的两性异型4性别决定4.1基因型性别决定（GSD，geneticsexdetermination）指子代的性别是通过受精来决定的,它不受外界环境的影响，胚胎发育成雌性或雄性的能力取决于其性染色体的组成；XY型（ZZ型）为雄性，XX型（ZW型）为雌性。哺乳动物是脊椎动物中基因型性别决定的代表。哺乳动物的Y染色体上有一个控制性别的遗传因子，称为睾丸决定因子（Testisdeterminingfactor,TDF）基因，小鼠以TDY（TestisdeterminingYchromosome）表示。目前认为SRY（Sex-determiningregionofYchromosome）基因是TDF的最佳候选基因，是性别决定的关键基因，在胚胎发育过程中，决定睾丸的形成，并决定着个体向雄性发育。龟鳖目中,由于没有性染色体的分化，Sox基因在雌雄个体中共同表达，无性别特异性，为TSD机制；在蛇亚目，性染色体分化较明显，Sox基因的表达也有性别特异性，为GSD机制。现已证实。在两栖爬行动物中。Sox与SRY基因在DNA序列和编码的氨基酸水平上都有较高的同源性，推测Sox基因与SRY基因一样，对雄性性别分化起开关作用。可能是由温度引起Sox基因的表达，而表达的多少、快慢及Sox蛋白的构象都会影响性腺的分化，继而启动性腺发育的一系列级联作用。4.2环境性别决定（ESD，environmentalsexdetermination）.环境型的性别决定指子代的性别由环境中的影响因子决定(如温度、湿度等)，多数两栖爬行类的性别决定由卵的孵化温度所决定，到目前为止，两栖爬行动物已证实存在ESD机制的种类有94种，具ESD机制的物种均无异型染色体的分化。大多数不具有性染色体分化的鱼类，在不同程度上，性别受外界环境的影响，如温度、光照、水质等,其中温度起主导地位；越来越多的研究证明，许多鱼类性别决定受温度和基因的双重调节。在一些极端温度下，温度甚至可以凌驾于基因型之上导致性别转变，不同种类的鱼由于生活的环境温度不同,影响性别决定的通路也不尽相同。RÊmer等报道，环境温度和pH均可影响慈鲷鱼科南美短鲷属的37个种和两种硬骨鱼的性别比例，,其中南美短鲷的33个种的个体性别比例主要受温度影响，高温下雄性个体比例较高，在低温下则雌性比例较高。Patino等对海峡鲶鱼(Ictaluruspuncatatus)研究发现，在34℃高温下孵育时，雌鱼比例将升高，而在27℃时1966年，Charmier第一次报道了温度对爬行类性别分化的影响，他把蜥蜴的卵置于26-27℃下孵化，其子代97.8%为雌性，在29℃下子代100%为雄性，他的发现引起了生物学者的重视，以后在龟类中报道了相似的结果。到1979年，Bull和Vogt在研究了温度对5种龟性别的影响之后，才明确提出了温度依赖型性别决定(Tempe