動物的通訊及通訊方式

1、動物的通訊及通訊方式一、什么是通訊？一、什么是通訊？ communication)是指動物個體之間的信息傳遞并能是指動物個體之間的信息傳遞并能導(dǎo)致信息的共享，這種信息共享具有生存的適應(yīng)意導(dǎo)致信息的共享，這種信息共享具有生存的適應(yīng)意義。動物借助于通訊可以把一個個體的內(nèi)在生理狀義。動物借助于通訊可以把一個個體的內(nèi)在生理狀態(tài)等信息傳遞給另一個個體并引起后者做出適當(dāng)反態(tài)等信息傳遞給另一個個體并引起后者做出適當(dāng)反應(yīng)。應(yīng)。 例如黃金蛛的求偶（雄蜘蛛有節(jié)律扯動蛛網(wǎng)，告訴雌蜘蛛身份及求例如黃金蛛的求偶（雄蜘蛛有節(jié)律扯動蛛網(wǎng)，告訴雌蜘蛛身份及求偶需求，雌蛛憑借求偶雄蛛發(fā)出的信號來區(qū)分求偶者和獵物者）偶需求，雌蛛

2、憑借求偶雄蛛發(fā)出的信號來區(qū)分求偶者和獵物者） 動物靠發(fā)送信號進(jìn)行通訊，這些信號包括特動物靠發(fā)送信號進(jìn)行通訊，這些信號包括特定的姿態(tài)、動作、聲音、或化學(xué)物質(zhì)等，它定的姿態(tài)、動作、聲音、或化學(xué)物質(zhì)等，它們都有一定的含義。們都有一定的含義。 狼：豎尾巴是優(yōu)勢個體自信的標(biāo)記，用尿的氣味來標(biāo)記領(lǐng)域，狼：豎尾巴是優(yōu)勢個體自信的標(biāo)記，用尿的氣味來標(biāo)記領(lǐng)域，吠（吠（fei）叫是對入侵者的警告。）叫是對入侵者的警告。二、通訊信號的特點二、通訊信號的特點1. 信號一個重要的特征就是其陳規(guī)老套或不變的刻板性信號一個重要的特征就是其陳規(guī)老套或不變的刻板性（stereotype），動物種群中的每一個成員都以極相似），動

3、物種群中的每一個成員都以極相似的方式發(fā)出同樣的信號。的方式發(fā)出同樣的信號。2. 動物的信號可以是離散的（動物的信號可以是離散的（discrete）也可以是）也可以是 漸進(jìn)的漸進(jìn)的（graded）。）。離散的信號只涉及有或無，而與刺激的強(qiáng)弱無關(guān)。離散的信號只涉及有或無，而與刺激的強(qiáng)弱無關(guān)。漸進(jìn)的信號其強(qiáng)度和持續(xù)時間是隨著動物動機(jī)強(qiáng)度漸進(jìn)的信號其強(qiáng)度和持續(xù)時間是隨著動物動機(jī)強(qiáng)度的增加而增加。的增加而增加。雄克氏雀豎著羽毛表現(xiàn)求偶動作雄克氏雀豎著羽毛表現(xiàn)求偶動作 低強(qiáng)度求偶（低強(qiáng)度求偶（a）和高強(qiáng)度求偶（）和高強(qiáng)度求偶（b），二者差異不大。），二者差異不大。b左是非求偶雄鳥，左是非求偶雄鳥，a和和b

4、右側(cè)均為雌鳥右側(cè)均為雌鳥離散炫耀離散炫耀a. 盯視盯視 b. 繼續(xù)盯視，但站了起來繼續(xù)盯視，但站了起來 c. 站立盯視，同時張口露齒進(jìn)行恫嚇，頭上下擺動，雙手拍打地面站立盯視，同時張口露齒進(jìn)行恫嚇，頭上下擺動，雙手拍打地面獼猴的攻擊炫耀是漸進(jìn)的獼猴的攻擊炫耀是漸進(jìn)的3. 有時兩個或多個信號組合起來就有時兩個或多個信號組合起來就可以表示一個新的意義?？梢员硎疽粋€新的意義。 母斑馬遇到敵手母斑馬遇到敵手面部出現(xiàn)威面部出現(xiàn)威嚇表情嚇表情 身體后半部貼近一頭公馬并把身體后半部貼近一頭公馬并把馬尾移向一側(cè)馬尾移向一側(cè) 準(zhǔn)備好了交配準(zhǔn)備好了交配4.4.有時一個信號在不同場合下會有不同的含義。有時一個信號在

5、不同場合下會有不同的含義。 如蜜蜂蜂后所分泌的化學(xué)物質(zhì)（如蜜蜂蜂后所分泌的化學(xué)物質(zhì)（Trans-9-keto-decenoic acid）a. 抑制劑抑制劑被工蜂帶到峰箱各處，其功能是抑制所有工被工蜂帶到峰箱各處，其功能是抑制所有工 蜂生殖腺發(fā)育，以防出現(xiàn)新峰后。蜂生殖腺發(fā)育，以防出現(xiàn)新峰后。 b. 性引誘劑性引誘劑進(jìn)行高空婚飛時，分泌這種物質(zhì)可促使雄進(jìn)行高空婚飛時，分泌這種物質(zhì)可促使雄 蜂聚集在其周圍。蜂聚集在其周圍。三、動物的通訊方式三、動物的通訊方式視覺通訊視覺通訊聽覺通訊聽覺通訊化學(xué)通訊化學(xué)通訊觸覺通訊觸覺通訊電場及電通訊電場及電通訊震動通訊震動通訊1.視覺通訊視覺通訊 優(yōu)點：優(yōu)點：（

6、1 1）容易定位，如果看到信號，信號發(fā)送者的位）容易定位，如果看到信號，信號發(fā)送者的位 置就能置就能確定，如雄性個體的求偶炫耀。確定，如雄性個體的求偶炫耀。（2 2）呈直線傳遞，速度快。）呈直線傳遞，速度快。（3 3）視覺系統(tǒng)可以提供極為多種多樣的信號。包括光）視覺系統(tǒng)可以提供極為多種多樣的信號。包括光感信號、色感信號以及空間和時間格局信號等，這感信號、色感信號以及空間和時間格局信號等，這些信號都可能因動物的運(yùn)動和姿態(tài)而發(fā)生變化。些信號都可能因動物的運(yùn)動和姿態(tài)而發(fā)生變化。（1）如果看不到信號發(fā)送者，信號自然就會失效。）如果看不到信號發(fā)送者，信號自然就會失效。（2）視覺很容易受到障礙物的阻擋。）

7、視覺很容易受到障礙物的阻擋。（3）在夜晚和黑暗處無法使用。）在夜晚和黑暗處無法使用。（4）視覺效果會隨著距離的增加而減弱，因此不能用于遠(yuǎn)距）視覺效果會隨著距離的增加而減弱，因此不能用于遠(yuǎn)距離通訊。離通訊。缺點：缺點：視覺通訊的其他作用視覺通訊的其他作用 有些視覺信號實際是動物有標(biāo)志意義的某些特征。例如雄性有些視覺信號實際是動物有標(biāo)志意義的某些特征。例如雄性黑翅豆娘，其翅的末端生有醒目的白斑。黑翅豆娘，其翅的末端生有醒目的白斑。 還有一些動物在靜止時還有一些動物在靜止時極不醒目，但會突然把極不醒目，但會突然把鮮艷的顏色展示出來以鮮艷的顏色展示出來以便傳遞信息。例如雄性便傳遞信息。例如雄性變色龍。

8、變色龍。 有的信號標(biāo)志（如動物顏色）可隨動物生理狀態(tài)的改有的信號標(biāo)志（如動物顏色）可隨動物生理狀態(tài)的改變而改變或是做為動物炫耀行為的一種形式。例如裸變而改變或是做為動物炫耀行為的一種形式。例如裸鼻雀的雄雞只在生殖季節(jié)才會長出紅色的羽毛。鼻雀的雄雞只在生殖季節(jié)才會長出紅色的羽毛。2. 聽覺通訊聽覺通訊 優(yōu)點：優(yōu)點：（1）可以傳播很遠(yuǎn)的距離，尤其在水中。）可以傳播很遠(yuǎn)的距離，尤其在水中。（2）聲音的傳遞性質(zhì)使信息的迅速交流）聲音的傳遞性質(zhì)使信息的迅速交流 和即時改變成為可能。信號發(fā)出后和即時改變成為可能。信號發(fā)出后 就消失，不留痕跡。就消失，不留痕跡。（3）當(dāng)視覺不靈或受到限制時也能傳遞）當(dāng)視覺不

9、靈或受到限制時也能傳遞 信息。信息。 缺點：缺點：（1）聲音容易受到干擾或容易因距離而失真。）聲音容易受到干擾或容易因距離而失真。（2）發(fā)送信號需消耗很多能量，必須不斷地發(fā)）發(fā)送信號需消耗很多能量，必須不斷地發(fā) 送，而且聲音信號容易被天敵竊聽。送，而且聲音信號容易被天敵竊聽。其他其他 聲音可借助于空氣、水和基質(zhì)進(jìn)行傳播。聲音可借助于空氣、水和基質(zhì)進(jìn)行傳播。 3. 化學(xué)通訊化學(xué)通訊 化學(xué)通訊是借助于動物的嗅覺和味覺進(jìn)行的?；瘜W(xué)通訊是借助于動物的嗅覺和味覺進(jìn)行的。 用于通訊的化學(xué)物質(zhì)就叫信息素（用于通訊的化學(xué)物質(zhì)就叫信息素（pheromone） 。 信息素信息素 動物之間的傳遞信息動物之間的傳遞信

10、息 內(nèi)激素內(nèi)激素 動物體內(nèi)的傳遞信息動物體內(nèi)的傳遞信息 同一種激素也可以被不同的生物用于體內(nèi)或體外。同一種激素也可以被不同的生物用于體內(nèi)或體外。優(yōu)點：優(yōu)點：可以在黑暗中進(jìn)行并可以繞過障礙物可以在黑暗中進(jìn)行并可以繞過障礙物傳播范圍大，在空氣中至少可以傳遞幾千米傳播范圍大，在空氣中至少可以傳遞幾千米化學(xué)信號穩(wěn)定，維持時間長化學(xué)信號穩(wěn)定，維持時間長具有較強(qiáng)的物種特異性具有較強(qiáng)的物種特異性缺點：缺點：傳遞速度比較慢，分子越大擴(kuò)散的越慢傳遞速度比較慢，分子越大擴(kuò)散的越慢用于通訊的化學(xué)物質(zhì)有時不可能很快消退，如未消退可能干用于通訊的化學(xué)物質(zhì)有時不可能很快消退，如未消退可能干擾后續(xù)信息。擾后續(xù)信息。用于信息

11、傳遞的各種化學(xué)物質(zhì)（即信號）是分別由不同腺用于信息傳遞的各種化學(xué)物質(zhì)（即信號）是分別由不同腺體生產(chǎn)和釋放的。體生產(chǎn)和釋放的。信息素的濃度不僅決定于腺體生產(chǎn)和釋放量的多少，信息素的濃度不僅決定于腺體生產(chǎn)和釋放量的多少，而且也決定于信息素隨時間而發(fā)生衰減。而且也決定于信息素隨時間而發(fā)生衰減。信息素的特性取決于它們的分子構(gòu)成。信息素的特性取決于它們的分子構(gòu)成。黑尾鹿生產(chǎn)信息激素的腺體：包括蹠腺、肛腺和趾間腺等黑尾鹿生產(chǎn)信息激素的腺體：包括蹠腺、肛腺和趾間腺等最著名的性信息素是由雌性蠶蛾分泌的，最著名的性信息素是由雌性蠶蛾分泌的，0.01ug就有很強(qiáng)的性就有很強(qiáng)的性吸引功能。吸引功能。美洲月形天蠶蛾美

12、洲月形天蠶蛾大蠶蛾大蠶蛾啟動信息素啟動信息素啟動激素啟動激素（primer pheromone)是靠改變受體的生態(tài)狀況是靠改變受體的生態(tài)狀況和其后的行為而緩慢起作用的化學(xué)信息激素。和其后的行為而緩慢起作用的化學(xué)信息激素。在社會性昆蟲中，蜂后就是借助于啟動激素控制蜂群中其在社會性昆蟲中，蜂后就是借助于啟動激素控制蜂群中其他雌蜂的生殖活動。他雌蜂的生殖活動。脊椎動物也能產(chǎn)生啟動激素并以各種方式影響生殖活動脊椎動物也能產(chǎn)生啟動激素并以各種方式影響生殖活動 。在哺乳動物中，啟動信息素對調(diào)節(jié)青春期的開始時間、排卵時在哺乳動物中，啟動信息素對調(diào)節(jié)青春期的開始時間、排卵時間和動情期是很重要的。間和動情期是很

13、重要的。4. 觸覺通訊觸覺通訊觸覺通訊：靠身體接觸進(jìn)行通訊。觸覺通訊：靠身體接觸進(jìn)行通訊。觸覺信號只在短距離內(nèi)才起作用觸覺信號只在短距離內(nèi)才起作用傳遞簡單信息傳遞簡單信息 例如，狗的優(yōu)勢地位例如，狗的優(yōu)勢地位傳遞復(fù)雜信息傳遞復(fù)雜信息 例如，蜜蜂采蜜信息傳遞例如，蜜蜂采蜜信息傳遞 靈長動物的梳理行為靈長動物的梳理行為觸覺通訊有以下三個重要的功能觸覺通訊有以下三個重要的功能:相互喂食相互喂食 即把食物從一個個體傳遞給另一個個體，常即把食物從一個個體傳遞給另一個個體，常常是口對口。例如，社會性昆蟲、一些鳥類和少數(shù)哺常是口對口。例如，社會性昆蟲、一些鳥類和少數(shù)哺乳動物。乳動物。引發(fā)梳理行為引發(fā)梳理行為

14、靠緊密接觸被其他個體攜帶和運(yùn)送靠緊密接觸被其他個體攜帶和運(yùn)送 有些動物尤其是社會性昆蟲是靠咬住另一個個體的頸部而被攜有些動物尤其是社會性昆蟲是靠咬住另一個個體的頸部而被攜帶和傳送。帶和傳送。5. 電場及電通訊電場及電通訊 電信號是專門的發(fā)電器官產(chǎn)生的，而在大多數(shù)種類的電器官電信號是專門的發(fā)電器官產(chǎn)生的，而在大多數(shù)種類的電器官均由肌肉衍生而來，只有一些裸背鰻的電器官是來自于神經(jīng)。均由肌肉衍生而來，只有一些裸背鰻的電器官是來自于神經(jīng)。電魚發(fā)出的電信號大體可分為兩類：電魚發(fā)出的電信號大體可分為兩類： 低頻短暫的脈沖低頻短暫的脈沖 例如，長頜魚和裸背鰻例如，長頜魚和裸背鰻 高頻持續(xù)的電信號高頻持續(xù)的電

15、信號 例如，電鰩例如，電鰩雌雄個體之間和不同物種之間常常是不同的。雌雄個體之間和不同物種之間常常是不同的。電信號只有在短距離才能起作用，起作用的距離電信號只有在短距離才能起作用，起作用的距離1-2米米6. 震動通訊震動通訊震動通訊震動通訊 借助于環(huán)境基質(zhì)的震動進(jìn)行的通借助于環(huán)境基質(zhì)的震動進(jìn)行的通訊。訊。如地面和水面的震動，這樣的信號就叫震動信號如地面和水面的震動，這樣的信號就叫震動信號震動信號可比聲音信號傳播得更遠(yuǎn)，因此非常適合于長距離震動信號可比聲音信號傳播得更遠(yuǎn)，因此非常適合于長距離通訊，特別是視覺通訊受到障礙物影響的地區(qū)。通訊，特別是視覺通訊受到障礙物影響的地區(qū)。觀看觀看昆蟲王國昆蟲王國

16、視頻視頻下節(jié)課下節(jié)課動物通訊的功能動物通訊的功能四、動物的通訊代價四、動物的通訊代價動物鳴叫消耗能量動物鳴叫消耗能量 正在鳴叫的青蛙和昆蟲代謝率提高420倍； 個別昆蟲鳴叫一小時就會體重降低23。動物鳴叫吸引捕食者動物鳴叫吸引捕食者電磁輻射影響人體量越大危害越大電磁輻射影響人體量越大危害越大 據(jù)友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科專家伍文清指出，手機(jī)在使用的過程中會據(jù)友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科專家伍文清指出，手機(jī)在使用的過程中會產(chǎn)生電磁輻射是可以確認(rèn)的，人們在使用電腦時如果手機(jī)來電，產(chǎn)生電磁輻射是可以確認(rèn)的，人們在使用電腦時如果手機(jī)來電，電腦屏幕就會閃爍，這就是電磁輻射對機(jī)器產(chǎn)生的影響。電磁電腦屏幕就會閃爍，這就是電磁輻射

17、對機(jī)器產(chǎn)生的影響。電磁輻射對人的身體確實有害。例如癌癥病人大劑量、長時間地進(jìn)輻射對人的身體確實有害。例如癌癥病人大劑量、長時間地進(jìn)行放射治療，對大腦、小腦、脊椎等部位都會有影響。行放射治療，對大腦、小腦、脊椎等部位都會有影響。 手機(jī)輻射危害比預(yù)想要嚴(yán)重手機(jī)輻射危害比預(yù)想要嚴(yán)重 最近，德國一項新的研究證明，手機(jī)輻射使人體最近，德國一項新的研究證明，手機(jī)輻射使人體細(xì)胞發(fā)熱的程度遠(yuǎn)比人們想像的要厲害得多。德細(xì)胞發(fā)熱的程度遠(yuǎn)比人們想像的要厲害得多。德國研究人員懷疑手機(jī)輻射會使人的大腦神經(jīng)腱發(fā)國研究人員懷疑手機(jī)輻射會使人的大腦神經(jīng)腱發(fā)熱不是熱不是1，而是，而是100。手機(jī)輻射會危及大腦神經(jīng)細(xì)。手機(jī)輻射會

18、危及大腦神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)腱。因為神經(jīng)腱末端有荷電原子（離子），這胞和神經(jīng)腱。因為神經(jīng)腱末端有荷電原子（離子），這些粒子經(jīng)手機(jī)輻射后產(chǎn)生振蕩，至于有多強(qiáng)，目前還無些粒子經(jīng)手機(jī)輻射后產(chǎn)生振蕩，至于有多強(qiáng)，目前還無法進(jìn)行測量。法進(jìn)行測量。輻射值大于輻射值大于1.3SAR就會破壞人體就會破壞人體DNA在手機(jī)輻射峰值規(guī)定上，歐洲為在手機(jī)輻射峰值規(guī)定上，歐洲為2.0SAR，美國為，美國為1.6SAR，而中國，而中國一直沒有定論，此前中國衛(wèi)生部和國家環(huán)?？偩忠呀?jīng)提出一直沒有定論，此前中國衛(wèi)生部和國家環(huán)?？偩忠呀?jīng)提出1.0SAR為我為我國手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，但是一直沒有成為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)資料顯示，衛(wèi)生國手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，但是一

19、直沒有成為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)資料顯示，衛(wèi)生部曾表示只有手機(jī)輻射值低于部曾表示只有手機(jī)輻射值低于1.0SAR才能保證對人體沒有危害。在才能保證對人體沒有危害。在2005年年9月份，來自歐盟月份，來自歐盟7個國家的個國家的12個研究小組發(fā)布了歷時個研究小組發(fā)布了歷時3年才完年才完成的成的“電磁場對人類細(xì)胞的影響電磁場對人類細(xì)胞的影響”調(diào)查，這個研究機(jī)構(gòu)是目前全球調(diào)查，這個研究機(jī)構(gòu)是目前全球最大的手機(jī)輻射調(diào)查研究機(jī)構(gòu)。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，如果手機(jī)對每公斤人最大的手機(jī)輻射調(diào)查研究機(jī)構(gòu)。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，如果手機(jī)對每公斤人體組織的輻射值大于體組織的輻射值大于1.3SAR，就會破壞人體，就會破壞人體DNA。指指Specifi

20、c Absorbtion Ratio， 就是特定頻段的吸就是特定頻段的吸收比率。收比率。 表征手機(jī)電磁輻射強(qiáng)度值表征手機(jī)電磁輻射強(qiáng)度值, 單位是單位是W/kg。就是每千克的人體在手機(jī)輻射最大的時候吸收的就是每千克的人體在手機(jī)輻射最大的時候吸收的電磁輻射功率。電磁輻射功率。 五、對動物通訊方式的選擇壓力五、對動物通訊方式的選擇壓力1. 形態(tài)和生理特征對通訊方式的影響形態(tài)和生理特征對通訊方式的影響動物的通訊方式是由很多因素決定的，其中包擴(kuò)動物的：動物的通訊方式是由很多因素決定的，其中包擴(kuò)動物的：形態(tài)特征形態(tài)特征生理特點生理特點行為特征行為特征動物所處的環(huán)境特征動物所處的環(huán)境特征2. 行為對通訊方式

21、的影響行為對通訊方式的影響 例如螞蟻的覓食行為和招募信號例如螞蟻的覓食行為和招募信號 家蟻通過將食物反吐和腹部毒腺排出信息素，招募家蟻通過將食物反吐和腹部毒腺排出信息素，招募一個同伴的幫助一個同伴的幫助 火蟻不斷排放蹤跡信息素，招募很多同伴的幫助?；鹣伈粩嗯欧袍欅E信息素，招募很多同伴的幫助。3. 環(huán)境特征對通訊方式的影響環(huán)境特征對通訊方式的影響螢火蟲螢火蟲 晨昏晨昏 21/23 黃色光黃色光 全黑暗全黑暗23/32 綠光綠光動物的通訊功能動物的通訊功能 一、識別物種一、識別物種 對一個動物能夠識別出與自己同種的個體是對一個動物能夠識別出與自己同種的個體是十分重要的。十分重要的。 如青蛙和蟾蜍發(fā)

22、出特有的叫聲。鳥類把叫聲如青蛙和蟾蜍發(fā)出特有的叫聲。鳥類把叫聲作為判斷是不是本種成員的一個重要依據(jù)。作為判斷是不是本種成員的一個重要依據(jù)。二、識別社會等級二、識別社會等級 例如蜜蜂的蜂后是靠分泌信息素表明自己王蟲身份的。例如蜜蜂的蜂后是靠分泌信息素表明自己王蟲身份的?；鹣伩炕瘜W(xué)信息素識別幼蟻的?；鹣伩炕瘜W(xué)信息素識別幼蟻的。三、識別種群三、識別種群 動物不僅僅能夠識別自己所屬的物種，而動物不僅僅能夠識別自己所屬的物種，而且常常也能識別這一物種內(nèi)自己所屬的種且常常也能識別這一物種內(nèi)自己所屬的種群或群體。群或群體。 群體成員的身份主要是靠氣味識別群體成員的身份主要是靠氣味識別 例如，社會昆蟲的氣味，狼的氣味例如，社會昆蟲的氣味，狼的氣味/聲音。聲音。四、吸引異性四、吸引異性 用于吸引異性的信號除了具有物用于吸引異性的信號除了具有物種特異性之外還必須在遠(yuǎn)距離起種特異性之外還必須在遠(yuǎn)距離起作用。作用。 吸引異性通常采用吸引異性通常采用化學(xué)信號化學(xué)信號 雌性蠶蛾雌性蠶蛾聲音信號聲音信號 蟋蟀蟋蟀五、求偶五、求偶 動物在交配前有一個求偶過程，求偶有多種功能：動物在交配前有一個求偶過程，求偶有多種功能：求偶者告訴對方自己所屬的物種、性別生殖狀態(tài)和位置。如蟾蜍夜晚鳴求偶者告訴對方自己所屬的物種、