百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



为什么弱势动物成群结队地活动可以降低风险? 第1页

  

user avatar   wang-dou-pi-59 网友的相关建议: 
      

谢邀 @白小鱼

问题中所说的「弱势动物」,可以理解为是在动物间「食与被食」的关系中,所被食的那一方,也就是「被捕食者」(猎物),那么我就主要说说,动物是如何通过成群活动来防御捕食者的。

(一)聚「多」成「少」

——群体更不容易被发现?

捕食者要想找到一个动物群体,

要比找到一个动物个体更难[1][2][3]

这听起来似乎有点违背直觉,动物如果成群结队,那不是应该目标更大,更容易被发现才对吗?

若是在相对较近的情况下,确实如此,动物群体目标更大、更显眼,也就更容易引起捕食者的注意;但如果放到足够大的空间尺度下,事情就起了变化。

在具有一定规模的空间内,如果将动物群体视作一个整体、视作环境中的一个单元,那么动物群的数量必然是要少于动物个体的数量的,于是这就变成了一个概率问题。

请看下面两张图:

(为了便于观看,我把图中动物的尺度放大了,所以就显得场地很小,还请知友们发挥想象力,想象图中是一个比较大的空间~)

那么如上面两张图所示,图中以「羊」的形象代表「被捕食者」(猎物),以「狼」的形象代表「捕食者」。

我们粗略地将整个空间划分为4个区域,在「图一」中,如果每只「羊」都分散开来、单独行动,那么「狼」无论搜寻①~④中的哪一块区域,都可以成功地找到一只「羊」,也就意味着必定有一只「羊」会被「狼」所发现。

而在「图二」中,由于「羊」组成了一个兽群,如果「羊群」随机地分布在①~④中的某一块区域,那么「狼」就相对更不容易顺利地找到「羊群」。

当然,这只是一个极简化的模型,实际情况要复杂得多,但可以看出,如果把「羊群」和「羊」视作大尺度环境下同等的单元时,由于「羊群」的数量要远远少于「羊」,因此被「狼」(捕食者)所发现的概率也就相对降低了。

(二)「多眼」假说

——及时发现捕食者

由于大多数哺乳动物是通过逃跑来获得安全的,而非通过躲藏。因此,越早发现捕食者的接近,就越有利于及时采取逃跑行动,也就越能够脱离危险[2][3]

在一定数量范围内,群体越大就越有利于发现捕食者。

例如长尾黄鼠[4][5]Spermophilus undulatus)在单独生活时,其捕食者红狐,能暗中潜入长尾黄鼠身旁3米的范围内,并将其捕食;但在长尾黄鼠组成群体生活时,当300开外出现捕食者,它们就会发出预警信号,且根据不同情况,还会增强信号的大小和持续时长[6][7]

像上面这种,「群体可能比单独个体更容易发现捕食者」的现象,

就被称之为「多眼假说」(the "many eyes" hypothesis)[8][9][10]

在许多啮齿类的行为学相关研究中,都发现了这一现象:如灌丛八齿鼠Octodon degus)随着种群密度提高,就越能更早地发现人类捕食者;再如黑尾草原犬鼠Cynomys ludovicianus)和白尾草原犬鼠Cynomys leucurus),在种群密度更大时,它们往往也能越早发现捕食者[11]

在鸟类中,斑尾林鸽Columba palumbus)的群体越大,就越能在更远的距离外发现捕食者[1][3]

但这种效应也是有限度的,如果群体过大,反而容易增加「弱势动物」被捕食的可能性[3];原因之一是:随着群体增大,个体的警惕性会降低[12][13]

(三)自私兽群

——聚集的「向心力」

面对狮群,一只牛群中的牛,虽然似乎并不对同伴存有什么友情或兴趣,但哪怕只与同伴分离一小会,都可能令它难以忍受,会想尽办法回到牛群之中,同时它还会努力向着群体的最中心钻去,也许这样能令它感到心安,就仿佛在那群体的中心,有一股引力,驱使着它做「向心运动」[6]

上面的这种现象,就被发展成为

自私兽群假说」(selfish-herd theory)[14][11]

由于处在栖息地外围的动物个体,往往更容易被捕食,因此,有些动物就倾向于移动到中心位置,在这种行为倾向的驱使下,动物就形成了集群[1][11]

(四)反猎者联盟

——群体联合防御

如果「弱势动物」的体型相比捕食者并不小太多,又或者有些动物具有独特的「武器」,例如蜜蜂的刺和牛的角,那么这时「弱势动物」们组成群体、进行联合防御,往往就能成功击退捕食者[3][15]

这其中,最具「联合防御」画面感的动物行为之一,

当属「麝香牛」(Ovibos moschatus)和它们的「环形防线」。

当面对狼群的迂回包围时,麝香牛会组成环形防线,集体围在一起以头对外、角向狼群,形成一个防御圆阵[6][16][17](如下图所示):

麝香牛这种独特的联合防御行为,似乎是专门为了击退狼群而产生的,如果人比较靠近麝香牛群,它们会拆散防御圆阵而逃跑,非洲大羚羊亚洲水牛也有相类似的联合防御行为[6]

当蜜蜂用蜂刺攻击来犯者时,蜂刺中会释放一种化学信号,这种化学信号会引来其他蜜蜂立刻赶来加入战团[18],这也是一种典型的联合防御行为。

蛇是狐獴的捕食者,单只的狐獴一般不会与蛇开战,但狐獴组成群体往往就能成功击退大蛇[19]

(五)稀释效应

——蝉如何用「数学知识」提高存活率

对「弱势动物」来说,群体越大,则每只动物个体被捕食的概率就越低,这被称为「稀释效应」(the dilution effect)[1][11]

在稀释效应的案例中,十三年蝉和十七年蝉的生活史最为有趣。

这两种蝉在演化过程中,通过时间和空间上的同步化,使得在特定的时空之下,其群体极其庞大(尤其是在时间层面上的分布非常集中),产生了极大的稀释效应[3]

即:幼虫在地下生活13年或17年后,才破土羽化而出,当上千万只蝉同时破土之时,就能有效减少每只蝉个体被捕食的概率。

那为什么偏偏是13年或17年呢?

若你是专食这类蝉的捕食者,面对如此长的捕食间隔,你要么转变食性、改吃他物,要么也进行同样时长的休眠,以匹配上猎物的休眠周期,于是这就变成了一场时间上的「竞赛」,最后是十三年蝉和十七年蝉赢得了胜利[3]

虽然13年或17年,已经是两个相当长的时间了,但为什么不是12年或者16年、18年呢?

科学家认为,这是因为13和17都是质数,13和17,都只能被自身和1所除,反之如果是12年,那么捕食者就可以通过一个持续3年或4年的生活史周期,来与蝉达到同步,于是,在自然选择的作用下,13和17这两个质数脱颖而出,造就了奇特的十三年蝉和十七年蝉[3]

(六)混淆效应

——群体的「反复横跳」

捕食者在面对猎物群体时,常常会被「迷惑」[3]

例如,当一只金鱼要对一个密集的水蚤群下手时,金鱼的注意力会不断被一只又一只的水蚤所吸引、目光不断从一只水蚤的身上转移到另一只的身上,直到金鱼成功捕食到本次狩猎行动的第一只水蚤,像这样的现象,就被称之为「混淆效应」(confusion effect)[20]

通常,黑斑羚Aepyceros melampus)如果察觉到危险,一群黑斑羚就会开始突然朝向不同的方位、突击式地奔跑,这种既突然又混乱的行为,常常使黑斑羚的捕食者感到「迷茫」、「犹豫不前」,于是就错过了下手的最佳时机[3]

参考

  1. ^ a b c d 动物生态学原理(第三版)/孙儒泳 编著.—北京:北京师范大学出版社,2001.9
  2. ^ a b 野生动物行为学/张明海,刘丙万,高中信 编著.—哈尔滨:东北林业大学出版社,2009.5
  3. ^ a b c d e f g h i j 行为生态学(第二版)/尚玉昌 编著.—北京:北京大学出版社,2018.10
  4. ^ 啮齿动物学(第2版)/郑智民,姜志宽,陈安国 主编.—上海:上海交通大学出版社,2012
  5. ^ 啮齿动物生物学/施大钊,王登,高灵旺 编著.—北京:中国农业大学出版社,2008.12
  6. ^ a b c d 社会生物学:新的综合/[美]爱德华·O. 威尔逊(Edward O. Wilson)著;毛盛贤,孙港波,刘晓君,刘耳 译.—北京:北京理工大学出版社,2008.5〔Sociobiology:The New Synthesis(Twenty-fifth Anniversary Edition)〕
  7. ^ Ernest A. Carl. Population Control in Arctic Ground Squirrels[J]. Ecology, 1971, 52(3): 395-413.
  8. ^ Judith Goodenough, Betty McGuire, Elizabeth Jakob. Perspectives on Animal Behavior Third Edition[M]. John Wiley & Sons, 2010.
  9. ^ STEVEN L. LIMA. Back to the basics of anti-predatory vigilance: the group-size effect[J]. Animal Behaviour, 1995, 49(1): 11-20.
  10. ^ 动物行为原理与物种保护方法/蒋志刚 主编.—北京:科学出版社,2004.8
  11. ^ a b c d 卫万荣, 麻安卫, 何凯, 张卫国. 啮齿类动物群居起源研究假说[J]. 草业学报, 2016, 25(4):212-221.
  12. ^ GILBERT ROBERTS. Why individual vigilance declines as group size increases[J]. Animal behaviour, 1996, 51(5): 1077-1086.
  13. ^ L. J. Keeling, H. W. Gonyou. Social Behaviour in Farm Animals[M]. CABI, 2001.
  14. ^ Andrew J. King, Alan M. Wilson, Simon D. Wilshin, John Lowe, Hamed Haddadi, Stephen Hailes, A. Jennifer Morton. Selfish-herd behaviour of sheep under threat[J]. Current Biology, 2012, 22(14): R561-R562.
  15. ^ 动物行为学(第二版)/尚玉昌 编著.—北京:北京大学出版社,2014.9
  16. ^ Peter C. Lent. Ovibos moschatus[J]. Mammalian Species, 1988 (302): 1-9.
  17. ^ 应用动物行为学/李世安 著.—哈尔滨:黑龙江人民出版社,1985.4
  18. ^ 昆虫的社会/[美]爱德华·O. 威尔逊(Edward O. Wilson)著;王一民,王子春,冯波,李智,豆威,吴婧,张楠,彭水香,程伟霞 译;黄同陵 译校.—重庆:重庆出版社,2007.1(The Insect Societies)
  19. ^ 动物的群居生活/[美]托尼·奥尔曼(Toney Allman)著;李哲,张海会 译.—上海:上海科学技术文献出版社,2011.1(Animal Behavior:Animal Life in Groups)
  20. ^ 动物的社会行为/[英]尼可拉斯·廷伯根(Nikolass Tinbergen)著;刘小涛 译.—北京:华夏出版社有限公司,2021.1(Social Behaviour in Animals)



  

相关话题

  张家界猴子咬烂游客兜里牛奶猛喝,外出旅行时该怎样避免遇到「猖狂」的猴子? 
  生物学上为啥只有人类、和猫狗的不同品种之间不会用【亚种,亚目】的概念来概括? 
  如何看待复旦大学最新《自然》文章,「小分子胶水」成亨廷顿舞蹈病潜在新药? 
  如何给小朋友解释气球会自己爆炸呢? 
  什么是藻类的第二次内共生? 
  为什么猩猩没有灭绝,而更聪明的猿人却灭绝了? 
  如何解释蟹化现象? 
  有哪些「骗得过自己,骗不过别人」的事情? 
  为什么超市里的牛蛙那么安静不逃跑? 
  猫会听音乐吗? 

前一个讨论
为什么许多人对麦迪怀有「伤仲永」式的感情,他的天赋真的好过科比这样的明星吗?
下一个讨论
男友(未婚夫)很抠门该怎么解决?





© 2024-11-21 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2024-11-21 - tinynew.org. 保留所有权利