理论教育 定时对动物行为的影响及案例研究

定时对动物行为的影响及案例研究

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于更高级的动物,定时是一件更复杂的事情。不同的个体,对于白昼时间的延长,并不总是以相同的灵敏度作出反应。这一发现源于下述案例。怀孕的雌性三刺鱼,也会对雄鱼模型作出相似的反应。图14 雄三刺鱼向雌鱼的粗糙模型求偶图15 雌三刺鱼追随“展示鱼巢入口”的雄三刺鱼模型(从上看)在这些案例中,鱼儿们并不是只对配偶的动作有所反应,对一些特定的形状和颜色,它们也会作出反应。

定时对动物行为的影响及案例研究

关于牡蛎(Oyesters,Ostreadulis)的生殖行为的定时,最近的研究已表明,(41)它是一些意想不到的外在因素的结果,因而在严格意义上说,它不是一个社会问题。但在此将其作为一个案例进行讨论仍是有益的,在这类案例中,可以这么说,由外在因素决定的行动时常“冒充”社会合作。

大概在牡蛎产卵的八天之后,幼体便如蜂拥般聚集。它们会过上一小段漂浮生活,之后很快落到坚固的基质上。在荷兰,斯海尔特河(the Scheldt)泥泞的入海口,牡蛎饲养者会在海底放置一些瓦片作为人工基质,以此来增加他们的牡蛎储量。但是在牡蛎幼体蜂拥而至之前,这项工作不能做得太过,因为其他一些生物可能在牡蛎定居前就在瓦片上大肆生长。一位动物学家想要知道他是否可以预测幼体潮到来的时间,他基于许多年的研究,得出了看起来十分惊人的预测:“最大的幼体潮预计在每年的6月26日和7月10日之间到来,大约是在满月或新月的十天之后。”(图13)这听起来像是无稽之谈,但却是不争的事实。因为,幼体潮发生在牡蛎产卵之后的八天,它意味着,产卵时间预计在满月或新月之后的两天。这为我指明了决定牡蛎产卵时间的因素—潮汐。产卵在春潮时进行,但春潮如何对牡蛎产生影响,尚不得而知;或许是水压的缘故,因为在春潮时水压的变化幅度会达到最大值。另外,透入海底的光线强度也会在同一时期达到最大波动,这也可能是影响牡蛎的因素。

图13  牡蛎幼虫潮和月相有联系

(基于六月至八月连续74天的观察)

因为牡蛎并不是在每一个春潮都会产卵,所以,必定有其他因素,使它们只为6月的春潮做充分准备;而这一因素我们也尚不知晓。该因素的运作远不及潮汐那般精确,尽管最大产卵期发生在6月18日到7月2日之间,但是在此时期前后的春潮,也会出现小的产卵高峰。我们并不知道,对牡蛎而言这个因素是什么,但我们在其他动物那里能够知道一些。

不仅仅是牡蛎,已知的其他几种海洋动物,也根据潮汐调整它们的时间。其中有著名的太平洋矶沙蚕(Palolo worm of the Pacific),还有其他一些蠕虫和软体动物。

对于更高级的动物,定时是一件更复杂的事情。已知的是,北温带的一些鱼类,鸟类和哺乳动物,会在春天伊始达到繁殖的最高峰。(9,76)繁殖的第一阶段,是向着繁殖地迁徙,所有种群内个体几乎在相同的时间开始迁移,尽管第一名和最后一名到达繁殖地的时间可能会相差数周。这种严格的定时同样不是因为社会行为,而是出于对外部因素的反应。一个主要的外部因素是,晚冬时节逐渐变长的白昼。多种哺乳动物—鸟类和鱼类—都曾接受过人工日照,结果是,它们大脑的脑垂体开始分泌出一种激素,这种激素促进了它们的性腺发育,而后,性腺开始分泌性激素,这些性激素在中枢神经系统中的活动,激发了繁殖的第一行为模式—迁徙。通常,环境温度的上升也会带来额外的影响。

正如我曾提到的那样,这种定时程序并不十分精确。不同的个体,对于白昼时间的延长,并不总是以相同的灵敏度作出反应。在一对雌雄性之间,可能会产生明显的差异。研究表明,对于鸽子以及其他一些动物,如果雄性比雌性年长许多,那么它不懈的求偶行为就会加速雌性的发育。这一发现源于下述案例。如果把一只雄性和一只雌性关在两个相邻的笼子里,它们能够看见,甚至触碰到彼此,但却不能交媾,那么,雄性坚持不懈的求偶行为会最终导致雌性的产卵行为。(14,15)当然,这种行为是无果的。在圈养的情况下,如果没有雄性可交配,也可能出现两只雌性鸽子的配对,而它们其中一只,会表现出所有通常由雄性做出的行为。并且,尽管两只雌性鸽子的生殖节律可能在一开始并不一致,但它们最终还是会于同一时间进行产卵行为。不知道为什么,它们相互之间的这种行为必定会产生同步,不仅仅是行为,就连卵巢中的卵子发育也会产生同步。

这种影响同样也可能在其他物种当中发现。达琳(F. F. Darling)曾表明,在鸟类聚集地,繁殖期的公共求爱也会产生相同的影响。(18)(www.daowen.com)

对同步的进一步精确化是必要的。对所有需要或不需要交媾的物种而言,雄性和雌性之间的合作必须按照精确的“时间表”来执行,没有这张时间表,则没有任何繁殖得以可能。仅在极少数物种当中,雄性能够通过武力迫使雌性违背自身意愿与其交配。这意味着,对许多物种来说,存在着某种非常精确的同步,它是整个交配行为的第二部分。这部分通过某种信号系统来完成。我将以三刺鱼为例来进行讨论。(101)在前文提供的交配行为的图式中,(见第34页图)箭头不仅仅表明时间序列,同时还指示因果关系:每个反应实际上都作为一个信号,它会引起配偶的下一个反应。比如,雄性的Z字舞会使得雌性靠近,雌性靠近会促使雄性进行引导,雄性的引导则会刺激雌性跟随,等等。借助一些模型或仿真动物,这些现象很容易得到展示。如果用一个制作十分粗糙的怀孕雌性三刺鱼模型,放入一条雄鱼的领地中,(图14)这条雄性三刺鱼就会靠近模型,并表演Z字舞。当模型朝着雄鱼的方向“游过去”时,它便会调转方向,引导“雌鱼”进入其巢穴。

怀孕的雌性三刺鱼,也会对雄鱼模型作出相似的反应。同样,一条粗糙的雄鱼模型就足够了,只要把它的下身涂成红色,而画上一双亮蓝色的眼睛同样会有所帮助,除此之外,其他的细节都是不必要的。如果这样一个模型在一条怀孕的雌鱼身边,拙劣地模仿Z字舞蹈,雌鱼仍会转向模型并接近它。这时,如果让模型转身游走,雌性就会跟上它,并且我们可以让这只雌鱼尝试“进入”水族箱底的任何一处,只要让模型表现得像是在“展示巢穴入口”就行了。(图15)真正的巢穴也不是必要的,只要让模型做出相应的动作,就足以刺激雌性作出反应。

图14   雄三刺鱼向雌鱼的粗糙模型求偶

图15  雌三刺鱼追随“展示鱼巢入口”的雄三刺鱼模型(从上看)

在这些案例中,鱼儿们并不是只对配偶的动作有所反应,对一些特定的形状和颜色,它们也会作出反应。如果雌鱼模型不像真正的雌鱼那样有隆起的腹部,那么它也不会,或者说,几乎很难激起雄鱼的舞蹈;如果雄鱼模型的下身没有红色,雌鱼同样不会对它有任何兴趣。另一方面,任何其他的细节带来的影响都极少,甚至于毫无影响,所以我们能轻易地激起三刺鱼的交配行为,只要用一个粗糙但“怀着孕”的雌鱼,而不是一条生动但没怀孕的雌鱼。然而,隆起的腹部和红色的半身,这些持续展现的因素,都不能为雄性的响应定时负责。能够为精确的定时负责的,是引起响应的那些突然且短暂的动作。

三刺鱼的交配行为,即是由这些信号响应的序列构成的复杂链条,它的最终结果是,雄性在雌性产下卵之后迅速使其受精。要观察这些行为,并执行之前提到的那种模型实验,并没有太大困难。三刺鱼会很乐意在一立方尺或更大的水族箱里繁殖。水族箱底部需要有一些沙子,以及足量的绿植,其中要包括一些绿线藻。

许多物种的交配行为都涉及这类信号动作,是这些动作完成了同步的最终精确化。

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