浅谈动物通讯.doc

浅 谈 动 物 通 讯 摘 要任何生物都不是孤立地生活在自然界中， 它们总是组成一个小的生活群体， 尽管有一些喜欢独来独往，但至少它们在交配时需要与异性接触。在接触过程中，它们的鸣叫，彼此间互相的触摸，甚至一些化学物质的释放，使得它们声息相通，行动一致，无论是在捕食活动中，还是在对配偶的争夺上都井然有序。这些都是与动物之间存在的通讯行为分不开的。那么动物是如何让进行通讯的呢？他们的通讯来自哪里又是如何发展的呢？这些通讯会给他们带来怎样的好处和不利呢？我们研究通讯又有什么实际意义呢？本文将对此进行详细地介绍。关键字 动物通讯 通讯方式 起源与发展 通讯功能 利弊分析 实际意义目 录1通讯的定义12通讯的方式12.1 视觉通讯12.2 化学通讯12.3 听觉通讯12.4 触觉通讯22.5电通讯23 通讯的起源与发展23.1通讯的起源23.2通讯的发展24 通讯的功能34.1 识别物种34.2 识别社会等级34.3 传递繁殖状吸引异性34.4 表明对某一区域的时空占有44.5 求偶44.6 使卵的孵化同步化44.7 乞食和喂食44.8 报警44.9 求救呼叫44.10 招募54.11 靠身体接触保持社会联系55 对通讯信号的利弊分析56 研究通讯信号的意义5主要参考文献61 通讯的定义所谓通讯， 就是指个体通过释放一种或是几种刺激性信号， 引起接受个体产生行为反应。信号本身并无意义，但它能被快速识别，更重要的是它代表着一系列复杂的生物属性，如性别、年龄、大小、敌对性或友好性等等。动物之间是通过通讯联系的，这种联系在结群活动中十分重要。通讯系统由信号、发号者、接收者等基本要素所构成。是具有通讯性能的网络。在通讯系统中，信号的接收者又有各种不同的方式。2 动物通讯的方式动物的通讯有各种不同的方式。其中主要有视觉通讯、化学通讯、听觉通讯、触觉通讯和电通讯。2.1 视觉通讯视觉通讯是最常见的一种通讯方式，接受者收到信号后通过视觉即刻知道发号者的动态。视觉通讯一般需借助于日光（可见光），自身发光的动物在夜间反倒方便。例如，萤火虫是夜行性昆虫，借助于腹部尖端的光化学位置而产生视觉信号。随着光脉冲形式的进化这种信号的专一性也逐渐形成。光脉冲的形式包括持续时间、强度、发生频率和颜色等等。不同种之间的脉冲形式是不一样的。视觉通讯的形式是比较广泛的，雄性驯鹿头上硕大的犄角，草原上雄性狮子颈部漂亮的长鬃毛，这些动物的外表特征都是向雌性同类发出的视觉信号。青蛙在草丛中呈现碧绿的体色， 而潮湿土堆边的青蛙却是泥土的颜色 动物的保护色往往是通过散布错误的视觉信息来迷惑天敌或猎物的。视觉通讯的形式还包括动物的肢体语言。拟态使得落叶蝶化作一片枯叶，欺骗了鸟类的双眼。猎狗面对对手时，头部前伸、前肢前趴、身体下伏、后肢蹬地、露出牙齿、两耳竖起以示对对方的威吓。而在主人面前，猎狗便会俯首贴耳、摇动尾巴，一副顺从的模样。雄蝾螈在向雌蝾螈求爱时，会表现出一个相当复杂的仪式：将最漂亮的体色显现出来， 向着雌蝾螈的方向用尾巴拨动水流，并且水中带着雄蝾螈身上一种特殊的气味。雌蝾螈便同时获得了视觉、嗅觉和触觉三方面的刺激。视觉通讯对于人类来讲也是最为简单和直接的联系方式。无论是杨贵妃的回眸一笑，还是张翼德的吹胡子瞪眼，恋人之间含情脉脉的对视以及反目成仇的怒视所有这些都体现了视觉通讯的作用。视觉通讯，具有简单、准确、迅速等优点。但是这种通讯方式也有很多的局限性。在自然界仅仅以视觉通讯作为主要通讯手段的动物是很少的， 它们往往以视觉通讯方式和其他通讯方式共同使用，发送或获取准确的信息。2.2 化学通讯化学通讯就是动物通过释放一些化学物质来影响或控制其他动物的行为。化学通讯有时会影响整个动物群体的活动甚至调节整个种群。这些化学物质称为外激素。有文献报道，外激素可能是最为原始的通讯信号，在蓝藻、细菌和其他原核生物之间是惟一的通讯方式。动物释放化学物质，不仅影响其他个体的行为，还能影响到生理。如蜂后会分泌一种称为“ 蜂王浆”物质的化合物，能抑制工蜂卵巢的发育。另外，化学通讯还是维持群体秩序的重要手段。在蚂蚁群中，蚁后不能养活自己，但它可以分泌一种外激素，来引诱工蚁，使工蚁积极喂养蚁后。蚂蚁的卵和幼虫也能分泌一种物质以诱使工蚁给予照顾。蚂蚁幼虫的生活需要一定的条件，当湿度变小，它们便停止分泌外激素，而工蚁会很快的将其转移到潮湿的地方， 这样幼虫便能重新分泌对工蚁来说堪称“ 美味佳肴”的化学物质了。2.3 听觉通讯 1鸟类为吸引异性排斥同性，宣告领地占有的歌声以及警告捕食者来到的尖叫声都是听觉通讯。法国的生物学家记录下乌鸦的种种叫声后，经过反复试验，找到了其中两种声音，一种可以使聚集的乌鸦迅速散开并快速飞离，称为“ 警报”；另一种可使之聚集， 称为“ 召集”。由于动物的发音机制不同，产生的种种奇妙的声音也大相径庭。哺乳动物依靠喉管，鸟类依靠鸣管，昆虫往往依靠翅膀的振动，而青蛙却依赖于声囊发声。因为声波可以绕过障碍物传播， 发声的频率多样组合又为各种信息的传递奠定了基础。同样的发声器官只要做出略微的调整就能产生一系列的声音， 具有很强的灵活性，所以声音的传播不受白天黑夜的限制。然而，声音的传播又具有瞬间性，稍纵即逝。当然，在动物世界里有一些动物是依靠超声波来进行通讯与捕食的，如人们熟悉的蝙蝠和海豚，就是利用超声波通讯的。2.4 触觉通讯某些生活在深海区域中的鱼类， 由于光线很弱，视力退化了，但它们往往具有非常发达的鳍刺和触须，上面布满了敏感的神经，在水中游动时，它们可以感知水流的变化，寻觅与捕捉猎物和接收性信号，这便是触觉通讯。触觉通讯也可以通过其他物体作为媒介，以振动或者波动的形式来传播信息。雄蜘蛛想要进行交配必须到网上寻找对象， 上网前雄蜘蛛会做出一种类似“ 拨弦”的动作，拨动网丝发出一定的振动，据此雌蜘蛛可以判断出是猎物，还是求爱对象。不仅低等动物依靠触觉作为通讯方式， 在高等动物中触觉通讯也相当普遍与重要。在猴子的社会群体中，猴儿们常会彼此相互梳理毛发， 这其中既有母猴出于对幼猴的怜爱，又有出于对猴王的奉承，当然还有猴王嚣张的戏弄。这里值得我们注意的是，如果将刚刚出生的小猴从它的母亲身边抱走，由专门的机器人来抚养，那么即便身体健康，它的反应能力和智力与正常的小猴相比，也显得比较低下。如果人们经常抚摸或者抱抱它，情况则会有很大的改观。从这里不难看出， 幼年时， 对小猴的经常抚摸、搂抱，可以使它的反应提高，更具有生气。对于人类来说，父母们在孩子幼年时多给一些爱抚，比起成天以婴儿车和玩具熊来应付孩子，更有益于孩子的生长发育。2.5 电通讯自然界中电鳗、电鳐利用身体发电器官产生很强的电流猎取食物，深水中的鲶鱼、鲟鱼依靠体表电感器进行个体之间的信息交流。这种电流是由专门的电器官发射出来的，分为低频短暂的脉冲和高频持续的电信号两类。3 动物通讯的起源和发展3.1 动物通讯的起源动物通讯信号的起源。可认为是自然选择的产物，各种通讯信号之所以能存在，必然对发号者和接收者都有利，才能通过自然选择固定下来。有一种假说是大多数动物对于提供信号都有着预适应性，因为他们每天正常的活动都会提供很多可能的信息，例如当水黾在水面划行时会在水面引起波纹，这无疑就是它存在的一种信息。现时，水黾运动所引起的波纹实际已具有与其他个体进行通讯的功能，这种通讯功能很可能含有某些视觉或嗅觉效应。3.2 动物通讯的发展 阿尔科克等人认为，信号是动物感受刺激的副产物。当这些刺激中的某些部分碰巧对动物有利时，它们就有可能发展为信号。可以这样假设，很多哺乳动物以尿液为信息的通讯方式的形成，也许是起源于偶然的拉尿行为。类似这方面的实例，还有蜜蜂的舞蹈、绿苍鹭之间的攫夺、黑头鸥的相互摇头动作、蛇的活动方式、负鼠的装死行为等等。 2通讯信号一旦建立，紧接着就有一个通讯价值问题。所谓价值就是收益和消耗的比率，价值高者收益程度大，价值低者收益程度小。如价值接近于零，那么这种信号就可能被淘汰。具体地说，衡量通讯信号价值的因素大体有以下几点：二信号所能接收的有效程度（包括方向和距离等）；编码在信号中的信息数量；发号者发出和传播该信号所需消耗的能量； 信号被其它动物（非法的接收者）拦截的情况以及由此对发号和接收者可能造成的危害。通讯的价值与生态环境密切相关，也受到自然选择的制约。例如，鸟类主要用听觉信号传递信息。不同频率声音所能传播的距离，取决于环境的声学性质。声音的传播可以迅速被植物吸收， 从而减少可能到达接收者的信号数量。听觉信号常被反射或衍射，也会影响信号的完整性。而且经分析得，栖息地的性质不仅影响某些物种声音频率的进化，也影响频率发放的时间组成。总之，信号的进化大体可以作这样的描述：最初仅仅是某个一般性的动作，这种动作起着信号的作用由于该信号对个体（包括发号者和接收者）都有利，在自然的选择下得到巩固和扩大最后演变成比较完善的通讯信号。4 通讯的功能4.1 识别物种褐家鼠集群时各成员相互将尿液滴在其他鼠的毛尖上，使群体成员具有共同气味。同群成员彼此斗殴极少，对其他群体的成员表现明显的攻击行为。很多哺乳动物（如狗、长爪沙鼠、小白鼠）可以通过气味信号实现个体识别。连续给大熊猫提供同一个体的肛周腺分泌物气味，其嗅闻行为随对气味信号的熟悉而下降。当同时提供熟悉和新异肛周腺分泌物气味时，研究对象对新异肛周腺分泌物气味嗅闻显著多于对已熟悉气味的嗅闻。说明大熊猫可以通过肛周腺分泌物气味识别个体。哺乳动物还可以通过化学通讯识别亲缘关系，以实现攻击行为和繁殖上的近亲回避。应该指出的是通过化学通讯的亲缘识别与群体气味和个体气味的识别既相互联系又相互区别。有的物种群体或个体气味识别的过程就是亲缘识别，即通过群体识别或个体识别实现亲缘识别。但有的物种则不同，“熟悉、新异”气味刺激实验显示，雄性金仓鼠可以通过肋腺分泌物气味识别熟悉的不同个体（无论是基因上的亲属还是寄养关系），而在没有先前接触的情况下（非亲缘个体或出生后被分开喂养的亲缘个体）不能通过肋腺分泌物气味实现个体识别。但亲缘辨别中，无论先前的熟悉程度和寄养关系如何，研究对象对同性非亲缘鼠的肋腺标记行为均显著多于同胞鼠。说明在个体识别中，先前经验起关键作用；而在亲缘识别中，动物采用表型匹配机制。气味信号往往是信号释放者综合传特征的表现，在传递动物群体、个体或遗传信息的同时，还显示其他信息。位置较高的气味信号可能意味着释放者个体较大或有强壮的身体，从而影响异性的配偶选择或入侵动物的行为。4.2识别社会等级 动物可以通过气味信息可以表明个体的社会地位或者性活跃能力，即是优势个体还是从属地位的个体（或者性活跃还是非性活跃个体），并有助于维护社会等级。比如，两只雄性家鼠间的社会等级关系形成后，从属个体的尿液标记行为便减少。性活跃的雄性大熊猫尿液标记频次显著高于性不活跃个体。4.3 传递有关繁殖状态的信息并吸引异性。动物利用气味信息提供有关个体的繁殖状态，尤其是雌性的生殖周期以及是否可以接受交配。许多哺乳动物以外激素为信号识别并吸引异性。例如，许多哺乳动物对来自同性和异性的气味信号呈现不同的反应。同时很多哺乳动物通过化学信号判断异性的发情状况并选择动情异性。雄美洲野牛能从一个不发情雌牛群里越过栅栏到达三千米以外的 3有发情牛的群中去。对猕猴、帽猴的研究得出，雄猴主要通过嗅觉区分动情和非动情母猴，破坏雄猴嗅觉后，交配行为明显减少。嗅觉正常的公羊可以准确的选择动情母羊，用摘除嗅球的办法使公羊丧失嗅觉后，公羊在羊群中跑来跑去，不会选择配偶。4.4 表明对某一区域的时空占有动物可以利用气味信息表明个体在某个时间段对某领地（空间）的占有，即领地的拥有者。许多哺乳动物具有巢穴、食场、休息场所或领域， 它们多用气味信号标记以供识别。同时动物用气味标记行为维护自己的领域并通过化学通讯维持与其他个体之间的社会关系，以避免直接冲突。4.5 求偶 动物可根据听觉和视觉信号，找到自己的伴侣。但当雌雄个体相遇时，有时异性个体并不总是持友好态度，因此求偶的另一个功能就是减弱对方的攻击倾向，以便能安全交配。例如，园蛛，雌蛛的个体大，而雄蛛的个体大小与雌蛛猎物的大小相似，很容易被雌蛛误认为是猎物吃掉，因此雄蛛在接近雌蛛之前总要轻轻触动蛛网向雌蛛发出明确的身份信号，以确保万无一失。4.6 使卵的孵化同步化 雁鸭类的早成性鸟类通常一窝能产很多卵，如果这些卵离放置，卵将在几天之内陆陆续续孵化，但如果把他们放在一起，他们就会在一个很短的时间内几乎同时孵化。那么处在壳内的同胞兄弟们是如何让知道彼此是什么时候孵化的呢？答案其实很简单，那就是他们彼此互相呼叫。其实在卵化的前几天就开始呼叫了，而在即将岀壳的时候这种呼叫才达到最高潮。壳内雏鸟听着同伴日益强烈的呼叫声随时准备着破壳而出。雁鸭类鸟类的孵化同步化是一种适应性，因为在第一只雏鸭出壳后的几小时内，母鸭就会把整窝小鸭戴笠巢穴，以便减少遭捕食的风险。晚孵化的落伍者死亡概率较高。4.7 乞食和喂食 很多社会性昆虫都有乞食行为，在特定场合下接收到乞食信号的个体会把食物反吐给社会中的其他成员，这一过程常被称为交哺现象。血红牧蚁和红火蚁的幼蚁靠后摆头和收缩大鳄的动作乞食，而红褐林蚁则是靠用触角和前足触摸另一只工蚁的头来诱发后者的交哺行为。最有趣的是，寄生在蚂蚁巢中的隐翅甲也会靠特定的动作向工蚁祈求食物，它先是用触角轻敲工蚁的身体，然后用前足触碰工蚁的口器，最后才能吃到工蚁反吐给它食物。4.8 报警 动物通讯的重要功能之一就是报警，即一个动物将危险告知另一个或另一些动物。自然界的危险源很多，其中最主要的危险是来自捕食者。动物有事甚至需要防备来自同种其他成员的侵害，如阻止杀婴行为和领域被接管等。 动物有很多方法传递报警信号，很多有蹄动物都生有明显可见的臀斑，当鹿群或羚羊群中的一个个体感到危险时，它就会抬起尾巴和直立起斑处的毛而使臀斑暴露得更加醒目。利用化学物质报警在动物中也很普遍，特别是社会性昆虫。蜜蜂进行攻击后总是把毒刺留在对象体内并释放出一种叫乙酸异戊酯的报警物质，这种物质可吸引其他工蜂前来助战。4.9 求救呼叫 报警鸣叫是在动物感到有危险但尚未受到攻击时发出的叫声，但有些动物在即将受伤的危机时刻会发出另一种叫声即求救呼叫，这种叫声非常急切响亮，既有惊吓天敌又有报警的作用。 寒鸦、乌鸦在听到求救呼叫时会飞向呼叫源并对捕食者发动集体攻击。当一头麋鹿掉 4进壕沟并发出求救呼叫时，其他麋鹿就会聚集到壕沟周围来。4.10 招募 招募是一种特殊类型的集合，及群体成员直接汇集到一个特定地点去完成一项特定的任务如搬运食物、筑巢、防卫或迁移等。 非洲织蚁分别采用不同的信号招募其他工蚁去取食、移居、攻击近距离的入侵者和远距离的入侵者。4.11 靠身体接触保持社会联系 有些动物个体之间的社会联系是靠身体接触而保持和加固的，这些种类常被称为是接触动物。黑猩猩靠手的接触或把一只手放在对方的腿上来致意，海狮则是摩擦鼻子，而狮子则是摩擦面颊。非洲野犬彼此致意的方式是将吻部伸入对方的嘴角里。5 对通讯信号的利弊分析对通讯信号的适应价值可以借助于经济学中利弊分析的方法加以研究，这种分析方法运用的前提条件是承认任何一个行为特征只有当它带给动物的好处大于它所带给动物的不利时才能得到