《動(dòng)物行為》課件

動(dòng)物行為概論探索動(dòng)物世界中的復(fù)雜行為模式從簡(jiǎn)單反應(yīng)到復(fù)雜社會(huì)互動(dòng)課程目標(biāo)1掌握基本概念理解動(dòng)物行為的核心理論和術(shù)語(yǔ)2分析行為機(jī)制探究行為背后的神經(jīng)和生理基礎(chǔ)3認(rèn)識(shí)進(jìn)化意義了解行為如何促進(jìn)物種生存和適應(yīng)應(yīng)用行為知識(shí)什么是動(dòng)物行為？定義動(dòng)物對(duì)內(nèi)外環(huán)境刺激的可觀察反應(yīng)范圍從簡(jiǎn)單反射到復(fù)雜決策過(guò)程本質(zhì)適應(yīng)環(huán)境的生存策略動(dòng)物行為學(xué)的發(fā)展歷史1古代觀察亞里士多德《動(dòng)物志》記錄早期觀察2達(dá)爾文時(shí)期進(jìn)化論為行為研究提供理論框架3洛倫茲與廷伯根建立現(xiàn)代行為學(xué)基礎(chǔ)，獲諾貝爾獎(jiǎng)4社會(huì)生物學(xué)興起威爾遜拓展至社會(huì)行為研究動(dòng)物行為學(xué)的研究意義1234生態(tài)保護(hù)了解行為助于保護(hù)瀕危物種農(nóng)業(yè)應(yīng)用改善畜牧業(yè)和害蟲(chóng)防治醫(yī)學(xué)研究動(dòng)物模型幫助理解人類行為障礙進(jìn)化理解揭示物種適應(yīng)和進(jìn)化機(jī)制動(dòng)物行為的基本概念行為機(jī)制行為產(chǎn)生的生理和神經(jīng)基礎(chǔ)行為功能行為對(duì)生存和繁殖的價(jià)值行為發(fā)展行為在個(gè)體發(fā)育中的形成過(guò)程行為進(jìn)化行為在物種歷史中的演變行為的類型：先天性和后天性先天性行為無(wú)需學(xué)習(xí)，基因決定所有個(gè)體表現(xiàn)一致例：覓食反射、警戒反應(yīng)后天性行為需要經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)個(gè)體間存在差異例：工具使用、社會(huì)技能刺激與反應(yīng)環(huán)境刺激光、聲、化學(xué)、觸覺(jué)信號(hào)感覺(jué)接收專門感覺(jué)器官捕獲刺激神經(jīng)處理中樞神經(jīng)系統(tǒng)分析信息行為反應(yīng)肌肉活動(dòng)產(chǎn)生適應(yīng)性行為行為的適應(yīng)性1提高生存率逃避捕食者，獲取食物2增加繁殖成功吸引配偶，保護(hù)后代3優(yōu)化能量使用在關(guān)鍵活動(dòng)間分配資源適應(yīng)性行為使動(dòng)物能夠應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)，提高適合度行為的進(jìn)化1自然選擇有利行為被保留2變異產(chǎn)生行為模式的遺傳差異3環(huán)境壓力生態(tài)因素推動(dòng)行為變化行為進(jìn)化遵循達(dá)爾文原理，適應(yīng)環(huán)境變化動(dòng)物行為的主要類型動(dòng)物表現(xiàn)出多種行為類型，各有特定生存價(jià)值覓食行為60%大多數(shù)動(dòng)物將主要能量用于覓食3-4x專業(yè)捕食者成功率顯著高于雜食24/7某些物種幾乎不間斷覓食覓食策略捕食型主動(dòng)搜尋并捕獲其他動(dòng)物采食型收集植物材料作為食物過(guò)濾型從水或空氣中過(guò)濾小型食物最優(yōu)覓食理論能量收益風(fēng)險(xiǎn)成本動(dòng)物選擇最大化能量收益與風(fēng)險(xiǎn)成本之比防御行為檢測(cè)威脅利用感官系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)潛在捕食者1警戒信號(hào)向同類發(fā)出警報(bào)2防御姿態(tài)展示武器或增大體型3逃避或戰(zhàn)斗根據(jù)情況選擇逃跑或抵抗4擬態(tài)和警戒色貝氏擬態(tài)無(wú)毒物種模仿有毒物種外觀米勒擬態(tài)多個(gè)有毒物種演化相似外觀警戒色鮮艷色彩警告潛在捕食者逃避行為威脅評(píng)估判斷捕食者距離和危險(xiǎn)程度決策點(diǎn)確定逃跑時(shí)機(jī)和方向逃跑執(zhí)行最大化速度或利用環(huán)境掩護(hù)安全確認(rèn)達(dá)到安全距離后恢復(fù)正?；顒?dòng)繁殖行為1伴侶選擇評(píng)估潛在配偶的遺傳質(zhì)量和資源2求偶展示通過(guò)炫耀特征吸引異性3交配行為確保精子與卵子成功結(jié)合4親代投資保護(hù)和撫育后代至獨(dú)立求偶行為求偶行為展示個(gè)體健康和基因質(zhì)量可包括視覺(jué)展示、聲音信號(hào)和競(jìng)爭(zhēng)行為交配系統(tǒng)一夫一妻制雌雄形成長(zhǎng)期配對(duì)關(guān)系如大多數(shù)鳥(niǎo)類1一夫多妻制一雄與多雌交配如海獅、鹿2一雌多夫制一雌與多雄交配如某些鳥(niǎo)類、魚(yú)類3雜交制無(wú)固定配對(duì)關(guān)系如黑猩猩、某些魚(yú)類4親代投資雄性投入雌性投入不同物種在親代投資分配上存在明顯差異社會(huì)行為群體生活多個(gè)個(gè)體共同活動(dòng)和生活合作行為個(gè)體間協(xié)作完成任務(wù)溝通交流通過(guò)信號(hào)傳遞信息沖突解決管理個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)和沖突群居行為捕食者防御增加警戒效率，稀釋個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)覓食效率集體搜尋食物，共享信息溫度調(diào)節(jié)共同保持體溫，減少能量消耗育幼合作集體照顧幼體，提高成活率領(lǐng)域行為標(biāo)記利用氣味、聲音或視覺(jué)標(biāo)記宣示領(lǐng)地防御驅(qū)逐入侵者，保護(hù)資源巡邏定期檢查領(lǐng)地邊界等級(jí)制度1優(yōu)勢(shì)個(gè)體享有優(yōu)先資源權(quán)2中等等級(jí)獲得剩余資源3低等級(jí)個(gè)體最后獲取資源等級(jí)制度通過(guò)減少持續(xù)沖突維持社會(huì)秩序個(gè)體位置可通過(guò)戰(zhàn)斗、年齡或家族關(guān)系確定利他行為警戒行為冒險(xiǎn)警告群體成員食物分享與他人分享獲取的食物撫養(yǎng)幫助幫助照顧非直系后代集體防御共同抵抗捕食者或競(jìng)爭(zhēng)者互惠利他主義初次合作一方提供幫助1記憶形成記住合作伙伴2回報(bào)行為接受方未來(lái)回饋3關(guān)系強(qiáng)化持續(xù)互惠增強(qiáng)聯(lián)系4親緣選擇理論個(gè)體更傾向幫助有共同基因的親屬遷徙行為1季節(jié)觸發(fā)日照變化等環(huán)境信號(hào)啟動(dòng)遷徙2生理準(zhǔn)備脂肪積累和激素變化3導(dǎo)航執(zhí)行利用太陽(yáng)、星星和地磁定向遷徙使動(dòng)物能夠利用季節(jié)性資源并避開(kāi)惡劣環(huán)境導(dǎo)航機(jī)制1太陽(yáng)羅盤利用太陽(yáng)位置判斷方向2星座導(dǎo)航夜間利用星象定位3地磁感應(yīng)感知地球磁場(chǎng)變化4地標(biāo)識(shí)別記憶特殊地形特征季節(jié)性遷徙不同物種發(fā)展出獨(dú)特遷徙模式距離從幾公里到數(shù)千公里不等學(xué)習(xí)行為非聯(lián)想學(xué)習(xí)習(xí)慣化敏感化印刻聯(lián)想學(xué)習(xí)經(jīng)典條件反射操作性條件反射觀察學(xué)習(xí)復(fù)雜學(xué)習(xí)洞察學(xué)習(xí)概念形成工具使用習(xí)慣化和敏感化刺激次數(shù)習(xí)慣化反應(yīng)敏感化反應(yīng)習(xí)慣化：重復(fù)無(wú)害刺激導(dǎo)致反應(yīng)減弱敏感化：有害刺激導(dǎo)致反應(yīng)增強(qiáng)印刻1敏感期出生后特定時(shí)間窗口2第一印象識(shí)別并跟隨首個(gè)移動(dòng)物體3穩(wěn)定形成偏好固定不易改變4行為表現(xiàn)影響未來(lái)配偶選擇和社交試錯(cuò)學(xué)習(xí)嘗試行為動(dòng)物進(jìn)行隨機(jī)或有方向嘗試結(jié)果反饋環(huán)境提供正面或負(fù)面后果調(diào)整策略增加成功行為，減少失敗行為行為固化成功模式逐漸成為優(yōu)先選擇洞察學(xué)習(xí)問(wèn)題理解察覺(jué)問(wèn)題的關(guān)鍵要素突然頓悟不依靠試錯(cuò)突然理解解決方案知識(shí)轉(zhuǎn)移將解決方案應(yīng)用到新情境動(dòng)物行為的研究方法自然觀察野外環(huán)境中記錄自然行為實(shí)驗(yàn)操控控制變量測(cè)試特定假設(shè)比較分析跨物種或群體比較相似行為技術(shù)輔助利用現(xiàn)代設(shè)備追蹤復(fù)雜行為觀察法1直接觀察研究者現(xiàn)場(chǎng)記錄行為2錄像記錄使用攝像設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)3行為采樣記錄特定時(shí)間點(diǎn)所有可見(jiàn)行為4焦點(diǎn)采樣跟蹤特定個(gè)體的完整行為序列實(shí)驗(yàn)法假設(shè)提出基于觀察形成可測(cè)試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制變量，保留單一測(cè)試因素?cái)?shù)據(jù)收集記錄動(dòng)物對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的反應(yīng)結(jié)果分析統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證行為差異顯著性比較法種內(nèi)比較比較同種不同性別分析不同年齡段行為對(duì)比不同生態(tài)環(huán)境種群種間比較比較近緣物種相似行為研究相似生態(tài)位物種分析不同進(jìn)化路徑的趨同行為現(xiàn)代技術(shù)在行為研究中的應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)顯著擴(kuò)展研究范圍和深度允許研究以前無(wú)法觀察的行為動(dòng)物行為的神經(jīng)基礎(chǔ)感覺(jué)輸入專門感覺(jué)器官接收環(huán)境信息神經(jīng)處理中樞神經(jīng)系統(tǒng)整合和分析刺激決策形成評(píng)估選項(xiàng)并選擇最優(yōu)反應(yīng)運(yùn)動(dòng)輸出肌肉系統(tǒng)執(zhí)行行為反應(yīng)神經(jīng)元和突觸神經(jīng)元結(jié)構(gòu)樹(shù)突接收信號(hào)，軸突傳遞信號(hào)突觸傳遞神經(jīng)元間通過(guò)化學(xué)物質(zhì)通信神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互連神經(jīng)元形成行為控制回路神經(jīng)遞質(zhì)和激素神經(jīng)遞質(zhì)功能相關(guān)行為多巴胺獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)尋求行為，學(xué)習(xí)血清素情緒調(diào)節(jié)社交行為，食欲去甲腎上腺素警覺(jué)反應(yīng)逃避，戰(zhàn)斗乙酰膽堿肌肉控制運(yùn)動(dòng)，覓食大腦結(jié)構(gòu)與行為大腦皮層復(fù)雜認(rèn)知和決策哺乳動(dòng)物特有1海馬體空間導(dǎo)航和記憶影響遷徙和覓食2杏仁核情緒處理恐懼和攻擊反應(yīng)3下丘腦調(diào)節(jié)基本驅(qū)動(dòng)饑餓、交配和溫度4動(dòng)物行為的遺傳基礎(chǔ)1復(fù)雜行為多基因交互2基本模式特定基因控制3遺傳程序DNA編碼行為藍(lán)圖行為遺傳學(xué)研究基因如何影響行為表達(dá)某些行為高度遺傳，其他則受環(huán)境影響較大行為基因直接控制特定行為影響行為閾值調(diào)控神經(jīng)發(fā)育影響激素系統(tǒng)控制感覺(jué)能力基因通過(guò)多種機(jī)制影響行為表達(dá)基因與環(huán)境的相互作用基因潛能設(shè)定行為可能范圍環(huán)境激活特定條件觸發(fā)基因表達(dá)經(jīng)驗(yàn)塑造學(xué)習(xí)經(jīng)歷調(diào)整行為傾向適應(yīng)性結(jié)果產(chǎn)生最適合當(dāng)前環(huán)境的行為動(dòng)物行為與生態(tài)環(huán)境環(huán)境壓力氣候、資源等生態(tài)因素1行為適應(yīng)動(dòng)物調(diào)整行為應(yīng)對(duì)壓力2生態(tài)影響行為改變環(huán)境狀態(tài)3進(jìn)化變化長(zhǎng)期適應(yīng)形成新行為模式4生態(tài)位與行為適應(yīng)沙漠適應(yīng)夜行行為避免高溫高效水分利用行為熱帶雨林適應(yīng)復(fù)雜社交網(wǎng)絡(luò)立體空間利用行為極地適應(yīng)季節(jié)性活動(dòng)模式團(tuán)體保溫行為種群動(dòng)態(tài)與行為攻擊行為遷移趨勢(shì)種群密度影響攻擊性和遷移行為動(dòng)物行為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1家畜管理理解群居行為改善飼養(yǎng)效率2繁殖優(yōu)化利用求偶行為提高繁殖成功率3害蟲(chóng)控制利用趨性行為設(shè)計(jì)防治策略4授粉促進(jìn)利用傳粉者行為提高作物產(chǎn)量家畜行為與福利自然行為需求允許表達(dá)物種特有行為社交互動(dòng)社會(huì)性動(dòng)物需要適當(dāng)群體生活環(huán)境豐富化提供刺激減少刻板行為壓力管理減少恐懼和焦慮行為害蟲(chóng)防治中的行為學(xué)應(yīng)用1行為監(jiān)測(cè)識(shí)別害蟲(chóng)活動(dòng)模式和觸發(fā)因素2信息素應(yīng)用利用化學(xué)通訊干擾交配行為3行為調(diào)控改變環(huán)境因素減少有害行為4生物防治利用天敵捕食行為控制害蟲(chóng)動(dòng)物行為在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用60%哺乳動(dòng)物大腦功能與人類有高度相似100+基于動(dòng)物行為的人類疾病模型數(shù)量1000s每年使用動(dòng)物行為測(cè)試的新藥物數(shù)量動(dòng)物模型與人類行為研究神經(jīng)疾病帕金森和阿爾茨海默癥模型精神障礙焦慮和抑郁癥研究模型成癮行為藥物依賴和戒斷研究社交障礙自閉癥譜系行為研究動(dòng)物行為與保護(hù)生物學(xué)行為監(jiān)測(cè)評(píng)估野生種群健康狀況棲息地設(shè)計(jì)基于行為需求保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域沖突緩解減少人獸沖突的行為策略繁育計(jì)劃利用行為知識(shí)提高繁殖成功率瀕危物種行為研究繁殖行為理解配對(duì)偏好和育幼模式領(lǐng)域需求確定保護(hù)區(qū)最小面積要