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群居动物是如何决策的

放大字体  缩小字体 2019-09-16 18:30:41  阅读:3865 作者:责任编辑。王凤仪0768

独自的动物个别在危机四伏的天然界中总显得势单力薄,因而,许多动物以群居日子的方法应对机会与应战并存的大天然。群居日子好处多多,例如:可以削减个别寻寻食物时的能量消耗,进步对天敌来袭的预警才能,下降被捕食的风险等。可是,为了获取群居日子的收益,群中的个别需求不断调整各自的行为及节律,以便与动物群的活动和谐一致,并保持团体的聚合度。聚合度也叫凝聚力、内聚力,可以促进个别间加强沟通并使团体发展出杂乱的社群结构。

可是,动物群内的个别又会因为资源有限而发作竞赛。当群内个别的需求不能被满意时,团体就会失掉聚合度,发作割裂,导致动物个别失掉团体的保护而直接暴露在风险之下。因而,为了防止此类状况发作,动物群就需求有消除个别间不合的机制,然后对在何时取食、向何地移动、于何处歇息等具体问题进行团体决议计划。

正在逃避长吻真海豚捕食的沙丁鱼群(全景网 供图)

部分信息沟通条件下的团体决议计划

沙丁鱼和椋鸟都是团体性动物,鱼群和鸟常常呈现一些壮丽的现象。例如由上万尾鱼组成的、直径从几米到几十米不等的球型沙丁鱼群,当遭受天敌时,最早发现敌情的一尾或几尾沙丁鱼会敏捷做出逃避行为。“岗兵”的这一行为被其周围的沙丁鱼感知后,它们也会做出相应的逃避行为。所以,好像连锁反响一般,逃避行为在鱼群内不断重复和分散,然后在很短时刻内让一切沙丁鱼都做出反响,终究构成和谐一致的团体决议计划。椋鸟群的状况与之相似。当数千只椋鸟组成的鸟群遭受天敌捕食时,最早发现风险的鸟会敏捷改动飞翔方向,并影响到周围个别,终究使整个鸟群的飞翔方向敏捷改动,躲过天敌。

沙丁鱼群和椋鸟群应对风险信息的方法称为自组织机制。一般来说,以自组织机制构成团体决议计划的动物具有四个特色:首要,动物群由巨大的个别数量组成;其次,动物群中个别的信息只能传递给小规模内的个别,一般是其街坊;再次,动物群的决议计划进程不是由一个领导者来和谐,而是朴实以部分沟通为根底,简略地对其周围个别的行为做出有用回应;终究,当有多条信息在动物群内一同传递时(如一群捕食者一同对动物群建议进犯),那么动物群中大大都个别挑选的必定是最有用且传递速度最快的反响方法,并能成为动物群终究的挑选。

对信息进行反应的团体决议计划

蜜蜂群和蚂蚁群相同由数量巨大的个别组成,但不是以自组织机制来完结团体决议计划的。

在好年份(大年),蜜蜂群会快速增长,抵达必定规划时,老蜂后会带领部分蜜蜂脱离旧巢,树立新群。新巢的选址尤为重要。分群前,会有大约5%的工蜂专门担任寻觅适合的巢址。这些工蜂连续回来后,会用跳“摇摆舞”的方法向其他工蜂传递新巢的信息:不断振荡翅膀的一同摇摆身体,并做“8”字形移动。头的朝向代表新巢相对于太阳的方向,翅膀振荡频率和“舞步”速度代表新巢与旧巢间的间隔。

跳“摇摆舞”的蜜蜂(全景网 供图)

面临多只工蜂的“摇摆舞”,如安在很多的新巢址中挑选最优的那一个呢?这时,旧巢内的其他工蜂会依据舞蹈代表的信息,对新巢进行实地评价,假如它们也以为好,就会参加舞蹈的部队,表示支撑该选址,这种方法称为正反应

假如工蜂们觉得新巢质量不高,可以自己外出另找并“舞”出信息,或观看其他寻址工蜂的舞蹈,评价后再决议是否支撑这个巢址。跟着评价工蜂不断参加舞蹈部队,一些质量差的巢址被筛选,参加好巢穴舞蹈的工蜂数量不断上升。当逾越必定数量规模(阈值)后,舞蹈中的工蜂会排泄信息素,按捺其他备选蜂的舞蹈,或许直接打断备选蜂的舞蹈,这种方法称为负反应。负反应会打破对几个好巢址难以挑选的僵局,然后完结新巢选址的团体决议计划。

蚂蚁群的决议计划方法与蜜蜂群略有不同。当旧巢内的个别数量过多时,蚂蚁也会分群。分群前,会有约30%的工蚁外出寻觅新巢址。一只工蚁发现新巢后,会依据巢穴的巨细和清洁度、进口的数量以及该区域同种蚂蚁的蚁穴数量等对新巢进行评价,假如经过,工蚁会选用两种方法向其他工蚁传递新巢的信息。

榜首种,工蚁在新巢邻近直接招募其他工蚁。它会以串联移动的方法带领另一只工蚁抵达新巢,让后者进行评价。假如后者也支撑这个新巢,它们就一同在新巢邻近活跃招募工蚁,将评价作业推行开来。风趣的是,工蚁能使用触觉来预算支撑新巢的工蚁数量,逾越必定阈值后,这个巢穴就成为分群的目的地,然后完结新巢址的团体决议计划。

2只串联移动的蚂蚁

第二种,发现新巢的工蚁完结评价后,直接回来旧巢告诉其他工蚁。在回来途中,它会不断喷洒信息素,直至抵达旧巢。因为信息素的存在,邻近的工蚁很简略被招引过来,并能轻松地找到新巢,然后进行评价。假如被招募的工蚁支撑这个巢穴,它们会在回来旧巢的路上持续喷洒信息素,构成对榜首只工蚁的正反应。跟着正反应的累加,这条道路变得越来越有招引力,能招募更多的工蚁。需求留意的是,信息素具有挥发性,因而道路需求不断保护。招募的工蚁越多,喷洒的信息素越多,道路就越明晰,也标明新巢的质量越高。因而,蚂蚁群可以在多个备选新巢中轻松地挑出最佳地址,完结团体决议计划。

全体信息沟通下的团体决议计划

假如动物群由数量不多的个别组成时,如狼群、牛群或非人灵长类动物群,群内个别之间,乃至个别与整个团体可以直接沟通。因而,当团体需求进行团体决议计划时,群内个别可以对具体问题、观点或选项进行评价,然后与其他个别“商洽”,权衡利弊后做出自己的挑选。所以,群内的个别挑选逐步累积,终究构成团体决议计划。在这类决议计划中,群内动物的信息沟通是经过特别行为完结的,而团体移动进程正是这类决议计划方法的典型事例。

团体移动的秦岭金丝猴(川金丝猴的秦岭亚种)

动物群常常要从一个地址移动到另一个地址。团体移动前,动物群处于自在活动状况,这时,群内一个或一部分个别(即建议者)经过特别的行为向其他个别标明其预备移动的目的。这种行为一般发作在动物群正式团体移动前,称为移动前行为。例如,山地大猩猩群的建议者会宣布叫声标明自己的移动目的;黄狒狒群的建议者会将身体转到某个特定的方向上,表达它们移动的目的和方向。移动前行为的呈现,与接下来动物群的团体移动时刻和方向密切相关,目的是在正式移动前树立一致,消除群内个别间的抵触,然后保持动物群的聚合度,防止在移动进程中动物群割裂。

建议者表达团体移动目的后,动物群内其他个别会“投票”表决,“票数”占优的目的便是动物群的团体决议计划成果。这些参加“投票”的个别被称为跟随者,可能是一部分个别,也可能是悉数,“投票”进程也是依托特别的行为来完结的。例如,在猕猴群中,当建议者表达移动目的后,榜首只跟随者会沿着建议者期望的方向移动一小段间隔,然后停下来,回头看未移动的个别,招募第二只跟随者,以此类推。当一切的个别都朝着自己挑选的方向移动后,动物群就完结了“投票”,其间“票数”最多的成为动物群终究的移动方向。那些未做挑选和挑选其他方向的跟随者会参加“票数”最多的部队中,构成动物群的团体决议计划。这种由建议者建议,跟随者“投票”的团体决议计划方法,称为领导力机制

实际上,领导力机制会遭到许多要素的影响。首要,建议者的身份和状况会影响决议计划进程。例如,山地大猩猩群中等级最高的成年雄性永久充任建议者的人物,其他个别会无条件遵守指令;阿拉伯狒狒群中的建议者和跟随者均为年长的雄性,当这些成年雄性构成团体决议计划后,其他个别会依照成果完结团体移动。其次,跟随者也会影响决议计划进程。例如,当猕猴群进行团体决议计划时,跟随者一般会支撑平常联系较好的个别,因而,“猴缘”较好的个别一般有更高的团体移动建议成功率。领导力机制让动物群内个别可以从群全体的视点来考虑团体决议计划,使团体举动和谐一致,相互配合,决议计划进程快速有用。

团体移动中的豚尾狒狒。这是狒狒类中体形最大的一种

结语

团体决议计划遍及存在于群居动物之中,协助群居动物应对各式各样的应战,从昆虫的巢穴挑选、寻食地挑选,到灵长类的团体移动挑选和鸟类的飞翔目的地挑选,这是一种简略有用而又巧夺天工的才能。这种才能逾越了群内个别才能的总和,一般也被称为团体的才智。(图片除阐明外,均由作者供给)

作者单位:王程亮 陕西省动物研究所;李保国 中国科学院西安分院

本文转自负天然杂志

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