高中生物竞赛培优教程：动物行为学

高中生物竞赛培优教程：动物行为学第四章动物行为学【考点解读】动物行为学是研究动物的行为规律，揭示动物行为的产生、发展和进化以及动物行为与动物生活的相互关系的科学，是生物科学领域内一门新兴的分支学科。

本章包括行为的体系、行为的原因、行为的类型等三部分内容。

根据IBO考纲细目和近年来试题的要求，下面从知识条目和能力要求两方面定出了本章要求掌握的具体内容。

【知识阐释】第一节行为的体系1．动物行为的概念动物行为是指动物个体或群体的所作所为，是一切可观察到的动物对身体内部状态或外部环境变化产生反应的过程，包括我们直接观察到的动物的一切状态。

它不仅指动物躯体的动态现象，如奔跑、爬行、游泳、飞行，以及身体局部的微细动作，如竖起耳朵、发出声音、改变体色等，还包括动物日常生活活动，如摄食、呼吸、排泄、生殖等，同时也指动物的静态现象，如身体姿势以及在外表上可辨认的一些变化。

总之，动物行为是动物对体内、外界条件变化所做的有规律的、成系统的适应性活动。

动物生存离不开行为，行为是动物利用环境的工具。

2．动物行为的特点动物行为一般具有以下特点：(1)动物行为是一种运动、变化的动态过程。

猎豹以120km／h的速度追击羚羊，羚羊虽没有猎豹跑得快，但它善于做90°的急转弯，迫使猎豹不断改变奔跑方向，耐力有限的猎豹不一定是胜利者。

猎豹的追捕与羚羊的逃逸始终处于一种运动、变化的动态过程中。

象鼻虫遇敌害会从植株上滚落下来装死，这种现象表面上是静止的，而实际上体内新陈代谢正在加剧，为下一步逃脱蓄集力量。

(2)动物行为与生存环境相适应。

动物的行为都是在长期进化过程中通过自然选择形成的，因此，它对动物的生存环境具有良好的适应性。

(3)动物行为的产生具有一定的遗传基础和生理基础。

动物行为的产生具有遗传基础，通过研究行为的遗传方式，应用遗传学方法，可以推断行为的遗传基础。

动物行为是在一定的生理基础产生的，这种生理基础与神经系统、内分泌系统、感觉系统和运动系统有关。

动物的行为必须要有神经系统、感觉器官的参与。

外界的刺激被感受器感受并转化为神经冲动，神经冲动传人到中枢神经系统，在中枢神经系统的协调下，体内各种组织器官的活动达到一致，从而控制动物行为的产生。

动物的许多行为也受激素的调控，特别是那些变化缓慢的生理活动和行为。

3．动物行为的研究方法动物行为的研究一般包括两个步骤：一是对动物的行为做观察记录，二是对行为从功能、产生原因和系统发育等方面依次解释和说明。

动物行为的研究方法有观察法和实验法，以及将结合这两种方法的综合法。

(1)观察法。

在自然界或实验室内详细、真实、客观地观察、记录动物的行为，不将人的主观因素强加于动物。

可使用摄像机、录音机等设备。

它的优点是真实、自然，可深入、反复进行分析比较。

如用高速摄影慢放法，可观察到蜜蜂的舞蹈、青蛙捕食、蜂鸟鼓翼等细节。

(2)实验法。

在自然界或实验室内，对产生行为的动物或接受行为的动物进行人为地干扰，从而分析产生行为的主要因素。

如破坏狗的嗅觉，狗就会迷路，回不了家。

从这一实验可看出，化学信息对狗的行为具有重要意义。

(3)综合法。

将观察法与实验法有机结合起来，可以更好地研究动物的行为。

第二节行为的原因动物行为产生的基础分遗传基础和生理基础两方面。

1.遗传基础行为的产生具有遗传基础，通过研究行为的遗传方式，应用遗传学方法，可以推断行为的遗传基础，比如蜜蜂的行为遗传基础。

已知棕色品系(H)和Van scoy品系(NH)的蜜蜂，二者在行为上不同。

H型具有打开蜂室和移走感病致死幼虫的两种行为，所以又叫卫生型；NH 型无此二种行为，称为不卫生型。

将两个品系的蜜蜂杂交，F1表现型为不卫生型。

F1和纯的卫生型回交时，得到四种不同的表现型，如图1-4-1所示。

这些表现型的比例符合孟德尔的两对相对性状杂交的遗传规律，因此可以推断，有两个基因控制卫生—不卫生的行为表现型。

2．生理基础(1)神经系统与动物行为多细胞动物行为的主要生理基础之一是其神经系统。

一般来说，动物行为都可以看成是对外界或内部环境的刺激所表现出的一种反应。

神经系统的结构和功能越复杂和完善，对环境变化作出反应的灵敏度和灵活性也越强。

低等无脊椎动物只有简单的反射动作、固定的行为方式及节律活动。

随着神经系统的集中，神经系统对动物整体的活动表现出更加集中的统一控制能力，从而对动物行为也发生了很大的影响：对关键刺激的分辨能力增强，并能作出迅速反应。

脊椎动物的行为已经相当复杂了，这与其神经系统的进化是一致的。

运用现代生物技术，由中枢神经系统的功能定位实验已经能说明某些动物的特定行为(如摄食)与神经系统的某些结构(如下丘脑腹中核)的关系。

如对正常鼠下丘脑腹中核施加电刺激，能降低老鼠的摄食行为，所以下丘脑腹中核通常又叫“饱足中枢”，它控制动物的正常进食，进食一旦超过饱足量，它就抑制进一步进食。

神经系统与动物行为相互关系的特点是：神经系统能直接控制行为的发生，但是由于神经系统结构和功能的复杂性，对刺激信息进行分辨、筛选，最后发生特定反应，往往要多种结构的相互作用才能完成。

如促进和抑制的相拮抗作用、反馈调节作用等，从而对神经系统与行为关系的全面深入研究增加了更大的复杂程度。

(2)激素与动物行为激素影响动物行为的途径主要有两个方面：一是直接影响周缘器官的活动。

如肾上腺素对心血管活动的影响，使脉搏加快，血压升高，血糖水平增加等。

二是影响神经系统的活动。

动物的激素种类很多，作用方式也有差异，如脑下垂体、肾上腺和性腺所分泌的激素对动物的行为具有直接的明显的影响，而甲状腺、胰岛等分泌的激素则主要影响代谢，不直接影响动物行为。

与神经系统比较，激素的作用过程较缓慢，但持续时间较长。

激素对动物行为的影响最显著地表现在繁殖行为上。

试验表明，鸟类求偶行为的强烈程度与其体内性激素水平成正相关。

摘除动物睾丸会导致繁殖行为的消失；在非繁殖季节对动物施力口性激素，能诱发繁殖行为。

性激素还影响着动物的其他行为，如攻击行为。

与脊椎动物不同的是，无脊椎动物的性激素是由性腺以外的其他腺体产生的。

例如雄蟹控制性行为的激素是由位于精管附近的雄性激素腺分泌的；蟑螂则是由位于脑附近的一对心侧体分泌的；蝗虫是由一对咽侧体分泌的。

在一些动物中(如鸽子、母鸡)，垂体分泌的催乳素能调控对幼仔的照顾行为，而且能促进某些器官的发育，如口甫乳动物乳腺的发育，鸽嗉囊分泌“嗉囊乳”的活动。

值得注意的是，有的动物行为不仅仅受某一种激素所调控，而是受两种或两种以上激素的相互作用。

神经系统和激素不是相互孤立的，它们对动物行为的控制多是相互影响、协同作用的。

同时也受环境因素制约的。

如鸟类的繁殖行为，不仅受性激素的支配，也受神经系统的控制，还与温度、光照周期有密切的关系。

第三节行为的类型1．攻击行为和防御行为(1)攻击行为攻击行为是指同种个体之间发生的攻击和战斗，属于种内斗争。

发生攻击行为的原因是由于种内个体之间争夺食物、配偶、巢区或领域等。

如两只猫为争夺食物而打架，两只狗为争夺领域而攻击，两只公鸡为争夺配偶而格斗。

攻击行为有的是肉体的攻击，也有的是非肉体的(如装腔作势、恐吓驱逐等动作)，因此攻击行为可分为肉体性和非肉体性两种方式。

攻击行为有时经过威胁、估量实力、争斗三个过程。

攻击行为的特点是：同种动物在相互攻击中，双方身体一般很少受到伤害，而表现为败方的屈服。

毒蛇在攻击时不使用毒牙；狼的相互攻击只是一种伪战，败者会主动暴露出致命的咽喉部，请对方宽恕，胜者也绝不会乘机咬死对方。

但在种群密度增多、生活资源和活动空间严重不足时，也有相互残杀现象。

如一个小水坑中有过多的蝌蚪时，大蝌蚪会释放毒素杀死小蝌蚪；雌野猪往往把最后出生的幼体杀死；雄海豹为争夺雌海豹，常发生流血战斗。

攻击行为是动物占有足够的食物和活动空间的可靠保证，攻击的胜利者拥有交配权，对种群的生存和进化具有重要的意义。

(2)防御行为防御行为是指动物为对付外来侵略、保卫自身的生存，或对种群中其他个体发出警戒而产生的行为。

防御行为的方式有保护色、警戒色、拟态、假死、逃逸等。

①保护色动物身体的颜色与其栖息环境相似，以此隐蔽自己，避免被捕食或利于自己捕食，这种体色叫保护色。

如斑马、虎、豹身体上具有竖立的黑色条纹，在草木环境中，躯体的轮廓由此变得模糊不清，便于隐蔽捕食；避役的体色可随环境的变化而变色，具保护自己、利于捕食的意义；水母、海蜇等漂浮生物的身体近乎全透明，是对水体的良好适应。

②警戒色一些能释放毒液或恶臭气味的动物，其体表多具有醒目的色泽或斑纹，目的在于警告或吓退其捕食者，所以这种体色叫警戒色。

如黄蜂腹部有黄黑相间的条纹，令被它蜇过的鸟望而生畏，从而保护了自己的生存。

③拟态某些动物的形体或色泽与其他生物或非生物非常相似，这种状态叫拟态。

如尺蠖的体型使之在栖息时酷似树枝；枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶；竹节虫的体形酷似竹枝。

④假死这是一种以装死方式来逃生的保护性适应。

如金龟子在遭遇敌害时，从植株上滚落到地上装死，从那些喜吃活食的捕食者口中逃生。

⑤逃逸某些动物遇到敌害时，会采取一定方式来迷惑捕食者，趁机逃走，这种保护性适应方式叫逃逸。

如蜥蜴会断尾，它利用断尾的摆动吸引捕食者的注意，趁机逃生；乌贼喷出形状与其形体类似的墨团，诱使天敌去攻击墨团，自己则趁机逃逸。

⑥其他方式麝牛遇到捕食者时，成年麝牛会围成一圈，把幼仔围在中间，它们头朝外，用角御敌；乌鸦会聚众乱叫以退敌；食肉目动物多以提上唇、露犬齿，并发出吼叫声来驱敌；鸵鸟会伪装受伤来诱敌，以保护雏鸟。

动物的防御行为并不是总能起到保护自己的作用的。

如饥饿的食虫鸟不再挑剔金龟子的死活；杜鹃口腔上皮细胞有特殊的保护能力，不怕毛虫的毒毛。

这说明适应具有相对性。

动物的防御行为保护了个体的生存，保证了种族的延续，是动物长期适应环境的结果。

2．索食行为和贮食行为(1)索食行为动物的索食行为是指搜寻食物、捕捉食物和对食物进行加工处理，以满足自己或同种个体对食物需要的行为。

动物在捕捉食物时，有的种类是单独作战，如猛禽、毒蛇、猛兽等。

其中虎、豹、狮经常潜伏隐蔽，等待猎物临近时，进行突然袭击。

金雕、游隼利用自己的飞行速度和体力以及灵敏的视觉和利爪捕食。

毒蛇借助毒牙咬死并吞食猎物。

有的种类是集体索食。

如蝗虫、麻雀、乌鸦等，它们常聚集成群，寻找食物，但这个集体是松散的，没有明确的分工。

狼在采取围猎策略来制服躯体庞大的社群性食草动物的集体反抗时，往往还有巧妙的分工，一部分潜伏，一部分追逐，甚至有时还会轮流作战。

蜜蜂则有严密的分工合作，先是侦察蜂出去寻找蜜源，找到之后飞回蜂巢，以舞蹈的方式告知同伴蜜源的方向和远近，同伴得知蜜源的信息后，便飞出巢区采蜜。

动物是异养生物，必须摄取现成的有机物才能生存。

索食行为保证了动物个体及其同类能找到并捕捉到充足的食物，获得进行一切生命活动必需的物质和能量来源，以保证个体不断生长发育与繁殖，种族得到延续。