动物的觅食行为课件

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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;对小食物则常常就地吃掉。
动物的觅食行为
动物的觅食行为
三叉鱼实验
Milinski和Heller (1978)用三叉鱼做 取食与风险之间经济权衡的实验:
饥饿的三刺鱼在正常情况下喜欢在水蚤 高密度区猎食,不饥饿时总是喜欢取食 低密度水蚤。
主要内容
最优化觅食 觅食行为经济学 对离散分布食物最适利用 最适搜寻路线和觅食的能量投入 觅食行为的可变性
动物的觅食行为
第一节 最优化觅食
一个动物在取食前必须首先决定到哪 儿去取食,取食什么类型的食物,什么 时候转移取食地点。 食物的最适选择 食物质量对最优食物选择的影响
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大山雀取样行为的实验
1974年Smith和Sweatman做了个实验:在室内一个大 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蠕虫。
结果:大山雀很快学会了把他们的努力主要集中在食物密 度最大的生态小区内,但在其他有利性较差的小区内,他 们花费了比最优时间更多的时间。
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红脚鹬对食物质量的选择
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植食性动物-驼鹿
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植食性动物-黄鼠
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扭角羚 Budorcas taxicolor
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第二节 觅食行为经济学
椋鸟的食物运量问题 海滨蟹的食物选择与经济模型 从取样中获得信息是减少觅食投资的一种行为适应 将饥饿风险降至最小——动物觅食的另一经济原则 取食与危险之间的经济权衡 社会性昆虫觅食行为经济对策
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3、从取样中获得信息是减少觅食投资 的一种行为适应
1984年Lima研究了绒斑啄木鸟的取样行为。 在每根树干上都有24个洞,啄木鸟喜欢吃的 种子就藏在洞内。啄木鸟事先并不知道哪些树 干上的洞是空的,所以它们在开始觅食时就必 须收集每一根树干的信息,并利用这些信息决 定是否应该在一根树干上继续搜寻下去。
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确定性选择和风险选择
1980年,Caraco等人作了一个实验,在一个鸟舍中为黄 眼灯心草雀提供良种餐法供其选择:一种是风险选择(一 半机会得到4粒种子),一种是确定性选择(每次都能得 到2粒种子)。
用两只饥饿的灯心草雀进行检验:一只是饥饿1小时后(2 粒种子刚好满足需要),另一只是饥饿4小时,它必须作 出风险选择才有机会获得维持生存的食物。
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收割蚁寻觅种子的对策
1)红农蚁和黑农蚁以踪迹信息素标记活动的主干 道在此范围内进行觅食,显然可以扩大觅食范围 并能改进他们利用各类植物种子(集群的或分散 的)的能力;
2)褐农蚁依靠景观定向和发达的时间补偿天文定 向能力对分散的食物进行广泛的寻觅。
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加州农蚁的觅食方式:个体。
1、食物的最适选择
最有利的食物:衡量食物有利性的尺度:食物净
值(即食物总值减去搜寻消化食物所消耗的能量) 与处理时间(指从捕获猎物到吃下猎物所花费的时 间)之间的比值。
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海滨蟹的食物-贻贝
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鹡鸰的食物选择
以上2例表明,捕食者总是倾向于选择有利性更大的食物。
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出猎方式:大群出猎和小群出猎 大群出猎可以形成宽15~20m,纵深1~2m的蚁
群;集体猎食可以制服较大的猎物,并有可能劫 掠黄蜂和其他社会昆虫的窝巢,比较有利于猎食 小而活动性较强的猎物(甲虫)。 小群出猎可以最有效的利用哪些成集团分布的食 物资源(其他昆虫的群体)。 招募能力:能在30s内召集50~100只军蚁。
直接生活在食物资源的内部不仅不需要在觅食上消耗 能量而且也不需在筑巢上消耗能量,取食的过程就是 筑巢的过程,两种功能合二为一;
此外,还为其提供了一个坚硬的保护壳,并使蚁群的 增长不受季节性不利因素的影响。
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如何从经济学角度衡量一个昆虫社会是 否成功?
亲鸟一次带回几只大蚊幼虫最为合算?
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往返时间一定的情况下
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往返时间不定的情况下
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当动物到达一个陌生的环境觅食时,必定会借助 于性为适应减少觅食投资和提高觅食效率。
现在已经证实着红星为适应就是从取样中获得食 物分布的信息,并依据这种信息作出有力的觅食 决策。
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对食物资源的竞争主要表现对资源的开拓 和有效利用上,而不表现在对食物的直接 争夺上,竞争的成败关键是改进采食技巧, 而采食技巧的改进又是与采食工具——舌 密切相关。
长舌蜂和短舌蜂
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对资源数量的变化还能以特殊的行为机制 作出适应性反应。
三叶草实验
含蜜量 停留时间 飞行距离
红脚鹬对食物的选择性随着大沙蚕密度的增加而增加,直 到完全拒绝吃小沙蚕。 动物的觅食行为
3、食物质量对最优食物选择的影响
动物选择食物不光涉及到食物大小的选择,事实上, 动物有时是根据食物的营养质量来选择食物。
对植食性动物来说,食物的营养质量问题更为重要, 这是因为植物常常缺少一些重要的营养成分,植食动 物只有靠严格的选择所食植物的种类才能达到各种营 养物摄入量的平衡。
艾鼬气味能显著制约根田鼠对食物的摄入,并使其体 重显著降低。在艾鼬气味条件下,82%的配对根田鼠 产生显著的繁殖迟滞,其雄体附睾精子计数、雌体卵 巢指数及胚胎重量极显著地减低,相应地,雌体血清 孕酮显著地提高。上述结果验证了本文提出的捕食风 险使田鼠类动物产生繁殖迟滞的假设。
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5、取食与危险之间的经济权衡
实验结果表明,随着饥饿时间的增加,鸟的取食决策发生 变化,即从确定性选择转变为风险选择。
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捕食风险对社会行为和繁殖的影响
艾鼬气味对根田鼠一般动作、探究、自我修饰及婚配 行为的频次具有显著的抑制作用,而对各种行为累积 时间的作用则产生明显的性别差异。艾鼬气味可提高 雄体及雌体一般动作及雌体亲密行为的累积时间;对 雄体自我修饰行为,以及雌体攻击、探究及自我修饰 行为的累积时间有显著的降低作用 。
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(1)蜜蜂科昆虫采食的经济学分析 熊蜂(Bombus spp.)的采食活动
采食对策主要是依靠个体的特化采食技巧,通常专 性利用几种植物资源;
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熊蜂采访什么颜色的花同他们的遗传倾向 性有一定的关系。
Heinrich(1977):让熊蜂只采访蓝色的 花(1µl的蔗糖液),重复50次,90%的 熊蜂;用白花做实验,则要重复250次, 才有90%的熊蜂。
Gillian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 底栖动物。
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6、社会性昆虫觅食行为经济对策
从经济学角度衡量一个昆虫社会是否获得了成功, 一个重要的方面是看资源的利用率和这些资源被转化 为社会新成员(新的职虫和雌雄虫)的效率。 蜜蜂科昆虫采食的经济学分析 蚁科昆虫对食物资源的有效利用 等翅目(白蚁)昆虫的经济对策
最适食谱模型
1)捕食者总是偏爱较为有利的食物; 2 )当有利食物很多时,捕食者就会表现出更大的选择; 3 )捕食者拒绝吃有利性小的食物。
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最适食谱的室内及田间试验
实验一:蓝腮太阳鱼
由此可知,随着食物密度的动物增的觅加食行,为 小的食物越来越不被捕食
实验二:大山雀
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实验三:红脚鹬的野外观察
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如蜜蜂採完花蜜后,回到蜂巢內告诉同伴蜜源的 方向和远近,距离近的跳圆形舞,距离远跳八字 舞(摆尾舞)
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(2)蚁科昆虫对食物资源的有效利用
蚂蚁在觅食活动中常常需要个体 间的合作,其化学通讯的进化有助于 它们对食物数量和分布的变化作出极 其灵活而有效的反应。
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军蚁的集体猎食
松鼠每次在地面捡到食物后总是要回到树上去吃,就这 样一次次往返于树上和地面之间。蚂蚁、豹、黄鼬等 也有类似的行为。
松鼠的上述行为模式是在食物和安全之间求得的一种 平衡。在就地吃食(牺牲了安全)和呆在树上不下到 地面(忍受饥饿)之间权衡。
理论上讲,当往返移动对能量摄取率的影响比较小时, 松鼠应把食物带回树上去吃,以便求得绝对安全。
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1、椋鸟的食物运量问题
椋鸟主要靠捕大蚊幼虫 和其他无脊椎动物来喂 养雏鸟,在生殖季节最 繁忙时,每只亲鸟每天 要在鸟巢和取食地之间 往返飞行多达400多次, 一次次地把食物带回巢 中喂给雏鸟。
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亲鸟每次多带幼虫回巢就会减少往返次数,但椋 鸟是用喙以特定方式搜寻食物的,起初,它的搜 寻效率很高,但当它的口里已含有幼虫时,搜寻 效率就会明显下降。因此,每次收集的猎物太多, 其总效益不一定最好。
当生态小区的质量突然下降时,大山雀会转到第二个较有 利的生态小区觅食。这表明,大山雀似乎对每个生态小区 事先都取过样,并能把取样所获得的各生态小区相对有利 性信息储存起来,必要时加以利用。
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4、动物觅食的另一经济原则——将 饥饿风险降至最小
俗话说“饥不择食”,一个饥饿的动物对食物的选择 性往往会大大下降,此时它会吃一些平时不去吃或不 喜欢的食物。因为对处于饥饿状态的动物来说,饥饿 风险较大,在这种情况下,任何有利于增加它能量储 备的食物都会减少它的死亡风险;相反,在饥饿风险 较小的情况下,动物对食物往往就会进行选择和挑剔, 以便最大限度地提高能量摄取率。
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绒斑啄木鸟取样行为的试验
最简单的试验安排
让一部分树干上的洞全是空的,而另一部分树干上的 洞全都藏有种子(即作出0或24的安排)。
观察结果,绒斑啄木鸟在作出正确的取食决策 之前平均需要检查1.7个洞。
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另一个安排
让一些树干含有0粒种子,而让另一些树干含有6粒种 子(即作出0或6的安排),或是让一些树干含有0粒种 子而让另一些含有12粒种子(即0或12的安排)。
动物的觅食行为ຫໍສະໝຸດ 蜜蜂借助于通讯提高采食效益
虽然蜜蜂个体常常趋于特化,但作为一个整体的蜂群 却能够对资源的变化作出迅速的反应,它可以调动它 的大部分成员(工蜂)到一种报偿最高的植物花上去 采蜜。蜂群对资源变化的敏感性和对报偿较高的植物 的特化主要是依靠它们的侦察活动和通讯能力。
蜜蜂的通讯方式,以园圈舞、8字舞和摇摆舞等来表 示蜜粉源的方向、远近等。
但是,当翠鸟模型从水族箱上方飞过后, 即俄的三叉鱼便明显地转移到水蚤低密 度去觅食。
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蓝腮太阳鱼实验
Gillian 1982研究了捕食风险对蓝腮太阳鱼选取食物地的影响。
通常情况下,蓝腮太阳鱼75%的时间在水底取食,因为取食底栖无脊 椎动物比取食水面或池边浮游生物能获得更多的能量。
但是,当把鲈鱼放到池塘中后,小太阳鱼大都转移到芦苇丛中捕食浮 游生物,而较大的太阳鱼继续在水底取食底栖动物。
海刺鱼的食物选择
不同大小的海刺鱼分别选择不同大小的猎物(新糠虾)作 为最喜食的食物(仿Kislaliogu等,1976)
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2、最适食谱
在捕食者的食谱中应该包括有利性大的食物 也应该在一定程度上包含有有利性小的食物, 这中间存在着一种最适权衡。
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最适食谱模型
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Veromessor pergandei同时采取个体和
集体两种觅食方式:纵队旋转。 好处:可以减少个体搜寻的重复率。
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(3)等翅目(白蚁)昆虫的经济对策
白蚁常常直接居住在食物资源的内部,故它们周围的 食物资源几乎是无限的,虽然这些食物的可供利用的 能值很低,但它们利用的效率却很高;
经过理论计算,最经济的觅食决策是在连续检查 6个(0或6安排时)和3个(0或12安排时)洞是 空的时,就不要在这个树干上继续搜寻下去。
观测值的平均数分别是6.3和3.5,这与理论值很接 近说明绒斑啄木鸟能够利用所搜集的信息及时作 出符合经济原则的觅食决策,使食物的净摄入率 达到最大。
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