进化生态捕食理论详解演示文稿

进化生态捕食理论详解演示文稿进化生态捕食理论详解演示文稿第一页，共二十九页优选进化生态捕食理论优选进化生态捕食理论第二页，共二十九页基本概念捕食者策略反捕食策略讨论第三页，共二十九页基本概念基本概念捕捕食食（predation）：是是指指某某种种生生物物消消耗耗另另一一种种其其他他生生物物活活体体的的全全部部或或部部分分身身体体，直直接接获获得得营营养养以以维维持持自自己己生生命命的的现现象象前前者者称称为为捕捕食食者者（predator）后者称为猎物（）后者称为猎物（prey）广义的捕食关系包括是如下几种类型：广义的捕食关系包括是如下几种类型：1.食食肉肉动动物物（carnivore）：捕捕杀杀其其它它动动物物并并以以后后者者为为食食物物，狭狭义的捕食关系为这种类型，食肉动物因此也被称为真捕食者；义的捕食关系为这种类型，食肉动物因此也被称为真捕食者；2.植植食食动动物物（herbivor）:吃吃绿绿色色植植物物，植植物物不不一一定定全全部部被被吃吃掉掉，因而可能只受损伤；因而可能只受损伤；第四页，共二十九页3.寄寄生生者者（parasitoid）:寄寄生生物物不不立立即即杀杀死死其其宿宿主主，而而是是从从宿宿主主获获得得营养完成其生活史，直到宿主死亡为止；营养完成其生活史，直到宿主死亡为止；4.同同类类相相食食（cannibolism）:捕捕食食同同种种生生物物的的其其他他个个体体，捕捕食食者者与与被捕食者都属于同一个物种。

被捕食者都属于同一个物种第五页，共二十九页捕捕（觅觅）食食行行为为涉涉及及许许多多方方面面,如如动动物物将将于于何何处处、何何时时取取食食、吃吃什什么么、如如何何处理食物、食物的贮藏、种内、种间竞争等处理食物、食物的贮藏、种内、种间竞争等就就广广义义而而言言,捕捕食食与与被被食食关关系系在在生生物物界界普普遍遍存存在在,几几乎乎每每一一种种生生物物都都有有可可能能成成为为某某些些动动物物(包包括括同同种种个个体体)或或其其他他生生物物的的食食物物因因而而,捕捕食食风风险险的的影影响响涵涵盖盖了了几几乎乎所所有有的的动动物物行行为为的的决策方式决策方式捕捕食食风风险险(predation risk)是是猎猎物物种种群群对对捕捕食食者者攻攻击击的的承承受受能能力力,也也是是捕捕食食者者对对猎物的威胁和限制能力猎物的威胁和限制能力,对任何突然中断动物活动的过程都可作为捕食风险对任何突然中断动物活动的过程都可作为捕食风险所所以以在在捕捕食食风风险险下下觅觅食食时时,动动物物必必然然要要在在效效益益与与风风险险间间进进行行权权衡衡(trade-off),并并最最终终作出行为上的改变作出行为上的改变。

第六页，共二十九页捕食者策略捕食者策略 影响动物收益的因素包括：影响动物收益的因素包括：1.猎物的含能值猎物的含能值2.搜寻猎物的时间搜寻猎物的时间3.处理猎物的时间处理猎物的时间第七页，共二十九页捕食者策略捕食者策略捕捕食食（觅觅）食食策策略略就就是是动动物物为为获获得得最最大大的的觅觅食食效效率率所所采采取取的的各各种种方方法法和和措措施施,而而自自然然选选择择总总是是使使动动物物在在觅觅食食过过程程中中尽尽可可能能地地增增大大净净收收益益,因因为为动动物物只只有有通通过过最最有有效效的的觅觅食食,才才能能增增大大其其生存和繁殖成功的机会生存和繁殖成功的机会 从从经经济济学学角角度度分分析析，动动物物的的任任何何一一种种行行为为都都会会给给自自己己带带来来收收益益，同同时时动动物物也也会会为为此此付付出出一一定定的的代代价价（投投资资），自自然然选选择择通通常常倾倾向向于于使使动动物物从从所所发发生生的的行行为为中中获获得得最最大的收益大的收益最佳摄食理论最佳摄食理论（optimal foraging theory）：）：第八页，共二十九页捕食理论捕食理论 食谱宽度模型食谱宽度模型当当同同一一个个生生境境中中存存在在着着几几种种不不同同类类型型的的猎猎物物时时，对对于于一一个个专专食食性性捕捕食食者者，它它将将花花费费大大量量的的时时间间和和能能量量搜搜索索它它喜喜欢欢的的食食物物；而而对对于于一一个个广广食食性性捕捕食食者者它它只只需需花花费费相相对对较较少少的的时时间间和和能能量量搜搜索索食食物物，但但获获取取的的食食物物质量却参差不齐。

质量却参差不齐自自然然选选择择的的结结果果将将使使捕捕食食者者从从现现有有的的几几种种不不同同类类型型的的猎猎物物中中选选择择在单位时间内获得最大能量的猎物在单位时间内获得最大能量的猎物第九页，共二十九页食谱宽度模型与边际值原理食谱宽度模型与边际值原理若若一一捕捕食食者者的的食食谱谱中中已已经经有有了了几几种种很很好好的的食食物物，它它是是否否会会进进一一步步将将遇遇到到的的下下一一种种猎猎物物（i）纳纳入入食食谱谱，从从而而扩扩大大其其食食物物范范围围、减减少少觅觅食食时时间？间？ Ei /hi E/(h+s)BurrowBurrow等等认认为为随随着着捕捕食食风风险险的的增增加加, ,由由于于死死亡亡率率和和消消化化方方面面的的限限制制, ,动动物物普普遍遍地地都都会会产产生生食食谱上的收缩谱上的收缩第十页，共二十九页据该理论，可得出如下据该理论，可得出如下推论：1.任何捕食者都不会捕食不利的猎物，不论该猎物的可获得性如何之高；任何捕食者都不会捕食不利的猎物，不论该猎物的可获得性如何之高；2.搜搜索索精精明明的的捕捕食食动动物物应应当当是是泛泛化化者者（generalist）,否否则则它它们们将将有有花花费费长长时时间间搜索猎物的不利。

搜索猎物的不利3.处理精明处理精明的捕食者动物一定是专化者，由此有利于减少处理猎物的时间；的捕食者动物一定是专化者，由此有利于减少处理猎物的时间；4.高高生生产产力力的的环环境境有有利利于于专专化化者者，因因为为搜搜索索更更为为容容易易，而而非非高高生生产产力力和和环环境境则则有有利利于泛化者于泛化者第十一页，共二十九页边际值原理边际值原理若若捕捕食食者者在在不不同同生生境境斑斑块块内内觅觅食食，如如何何分分配配它它在在不不同同生生境境斑斑块块内的觅食时间？内的觅食时间？Charnov(1976)建建立立了了模模型型来来预预测测捕捕食食者者最最优优觅觅食食行行为为，提提出出了了边边际际值值原原理理（marginal value theorem）,即即捕捕食食者者在在一一个个斑斑块块的的最最佳佳停停留留时时间间为为捕捕食食者者在在离离开开这这一一斑斑块块时时的的能能量量获获取取率率（即即这这一一斑斑块块的的“边边际际值值”）第十二页，共二十九页推论：最最优优觅觅食食者者在在优优质质资资源源斑斑块块里里停停留留的的时时间间比比劣劣质质资资源源斑斑块里的停留时间更长；块里的停留时间更长；若若资资源源斑斑块块间间的的旅旅行行时时间间越越长长，觅觅食食者者在在资资源源斑斑块块中中的的停停留留时时间间更长；更长；若若整整个个环环境境的的质质量量较较差差，觅觅食食者者在在一一资资源源斑斑块块里里的的停停留留时时间间相相应应延延长。

长第十三页，共二十九页捕食风险下动物的行为捕食风险下动物的行为捕食风险下动物的行为决策取决于能量状态捕食风险下动物的行为决策取决于能量状态随随着着捕捕食食风风险险的的增增加加,由由于于死死亡亡率率和和消消化化方方面面的的限限制制,动动物物普普遍遍地都会产生食谱上的收缩地都会产生食谱上的收缩捕捕食食风风险险还还会会影影响响猎猎物物动动物物觅觅食食活活动动的的时时间间格格局局（昼昼夜夜垂垂直直迁迁移移，昼行性、夜行性）昼行性、夜行性）第十四页，共二十九页反捕食者策略反捕食者策略 反捕食策略：动物的反捕食策略是动物自我防御行为的一种，是指动反捕食策略：动物的反捕食策略是动物自我防御行为的一种，是指动 物为应对外来捕食者、保卫自身生存而发生的任何一种能避免或减少物为应对外来捕食者、保卫自身生存而发生的任何一种能避免或减少 来自其他动物伤害的行为反捕食策略和捕食策略协同进化，捕食压力来自其他动物伤害的行为反捕食策略和捕食策略协同进化，捕食压力 是猎食行为形成过程中的重要选择压力，被捕食者可以通过调节自身行是猎食行为形成过程中的重要选择压力，被捕食者可以通过调节自身行 为降低捕食压力为降低捕食压力 ，这就形成了动物多种多样的捕食策略。

这就形成了动物多种多样的捕食策略1.隐蔽隐蔽动动物物通通过过伪伪装装使使自自己己与与背背景景环环境境相相接接近近，使使得得天天敌敌不不容容易易发发现现自自己己，这这种种现象称之为隐蔽隐蔽的方式有两大类：现象称之为隐蔽隐蔽的方式有两大类：1）通过行为隐蔽）通过行为隐蔽2）通过颜色和斑点隐蔽）通过颜色和斑点隐蔽第十五页，共二十九页1.1.穴居穴居自自然然界界生生活活着着很很多多穴穴居居的的动动物物 ，有有陆陆生生穴穴居居，如如鼹鼹鼠鼠也也有有水水生生穴穴居居，如如鼓鼓虾虾，穴穴居居的的动动物物生生活活在在洞洞穴穴里里 ，不不仅仅可可以以防防御御自自然然界界中中的的恶恶劣劣环环境境，而而且且还还不不易易被被捕捕食食者者发发现现，即即使使捕捕食食者者发发现现了了其其洞洞穴穴也也无无法法进进行行捕捕食食，只只能能选选择择放放弃弃穴穴居居动动物物一一般般在在晚晚上上才才出出来来觅觅食食，此时遇见捕食者的几率是很低的，从而降低了被捕此时遇见捕食者的几率是很低的，从而降低了被捕 食食 的的 风风 险险 （蚯蚓） 第十六页，共二十九页1.2 保护色保护色保保护护色色是是动动物物为为适适应应栖栖息息环环境境而而产产生生与与周周围围环环境境相相适适应应色色彩彩的的现现象象。

保保护护色色多多种种多多样样，有有些些动动物物的的保保护护色色可可以以随随环环 境境的的改改变变而而改改变变如如比比目目鱼鱼，变变色色龙龙，能能够够随随周周围围环环境境的的改改变变而而改改变变自自己己的的体体色色，从从而而保保持持与与环环境境的的一一致致性比目鱼，变色龙）性比目鱼，变色龙）第十七页，共二十九页1.3 警戒色警戒色 不不可可食食或或者者有有毒毒的的动动物物常常具具有有极极为为醒醒目目的的颜颜色色这这种种颜颜色色对对捕捕食食动动物物具具有有警警告告的的作作用用，能能使使捕捕食食者者避避而而远远之之 警警戒戒色色趋趋于于与与环环境境背背景景不不同同，易易被被捕捕食食者者发发现现，主主动动向向捕捕食食者者展展示示自自己己美美丽丽的的花花纹纹和和鲜鲜艳艳的的色色彩彩因因为为色色彩彩鲜鲜艳艳的的猎猎物物一一般般与与有有毒毒素素或或口口味味很很差差联联系系在在一一起起利利用用警警戒戒色色的的动动物物一一般般具具有有伤伤害害捕捕食食者者的的能能力力，它它们们对对捕捕食食者者造造成成警警戒戒作作用用使使得得捕捕食食者者畏畏惧惧而而放放弃弃捕捕食食蜜蜜蜂蜂腹腹部部黑黑黄黄相相间间的的斑斑点点与与条条纹纹警警示着捕食者自己有毒不可食示着捕食者自己有毒不可食 ）。

第十八页，共二十九页彩彩蚴蚴吸吸虫虫的的包包蚴蚴被被琥琥珀珀螺螺吃吃下下后后便便潜潜入入它它的的触触角角，琥琥珀珀螺螺的的触触角角便便会会变变得得在在捕捕食食性性鸟鸟类类看看来来非非常常醒醒目目，从从而而被被鸟鸟类类啄啄食食，彩彩蚴蚴吸吸虫从而在鸟类体内发育并寄生虫从而在鸟类体内发育并寄生第十九页，共二十九页1.4拟态拟态 拟拟态态是是指指一一个个可可食食、 味味道道很很好好的的物物种种模模拟拟有有伤伤害害性性或或者者有有毒毒性性物物种种的的形形态态特特征征或或体体色色特征，以保护自身避免被捕食较为常见的特征，以保护自身避免被捕食较为常见的2种拟态是种拟态是贝茨拟态贝茨拟态和和缪勒拟态缪勒拟态第二十页，共二十九页贝茨拟态是指一种可食动物模拟另一种不可食动物的现象贝茨拟态是指一种可食动物模拟另一种不可食动物的现象副 王 蛱 蝶普累 克 西 。