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1. 捕食(Predation)
生物摄取其他生物个体(猎物,Quarry)的全部或部分为食的现象。前者称为捕食者(Predator),后者称为猎物或被食者(Prey)。如蛇吃老鼠和蛙类等。
猜一谜语:
外号诸葛亮
坐在中军帐
摆下八卦阵
专逮飞来将
2. 捕食者的分类:
(1)食草动物(Herbivore):
以植物组织为食的动物,如象、鹿、马、兔、牛、羊等。
(2)食肉动物(Carnivore):
以动物组织为食的动物,如虎、狮、豹、狼、熊、鳄鱼、鲨鱼、蛇、鹰、隼、鹫等。
(3)杂食动物(Omnivore):
以动植物两者为食的动物,如北美浣熊、猪獾、熊猫、鸡、刺猬、人、猩猩、狒狒等。
(4)捕虫植物(Catchfly):
在自然界中,一般情况下,植物是被动物摄食的对象。但是,也有极少量的植物可以捕获一些小型动物特别是昆虫,用以补充自己的营养,特别是氮素。这一类以昆虫等为食的植物即为捕虫植物,如猪笼草、捕蝇草、瓶子草等。
3. 捕食的行为对策(Behavioralstrategy)
(1)单食者(Monophagia)/特化种(Specialist):对食物的选择非常强,一般情况下仅摄取一种类型的猎物或食物,如大熊猫、食蚁兽等。
(2)寡食者(Oligophagous):以少数几种食物为食的食草动物。
(3)广食者(Eurytrophic)/泛化种(Generalist):以多种食物为食的动物。
(4)同类相食(Cannibalism):一种特殊的捕食现象,即捕食者与被食者为同一种类。同类相食的现象在大自然中是很罕见的,因为大多数动物均尽量使本物种的数目增多,故一般只吃其他种类的动物。动物也可能会在极度紧张或饥饿时将同类吃掉,甚至是自己的情人,即交配对象。
如螳螂新婚之夜时,新娘可能将新郎吃掉。由于雄蜘蛛在花烛之喜时有丧命的可能,所以洞房后大都要拼命逃走。
有些动物会将自己的情敌吃掉,如草原犬鼠。草原犬鼠又称土拨鼠,看起来是一种可爱伶俐的动物。它们还是啮齿类动物中轻浮的交际花。平时在地下王国中,它们一道劳作、嬉戏,看起来是一片和平景象。起码一年中大约有11个月是这样。然而,到了繁殖季节,每年约有六个星期,这些黑尾犬鼠便成了同类的食物,强壮的雄性草原犬鼠常常将自己的情敌吃掉已达到与母草原犬鼠交配的目的。
生物学家发现,兀鹫的父母早已学会为孩子们布置好决定命运的“擂台”。通常这些头部赤裸的食腐动物会孵化出两枚蛋,两枚蛋的孵化时间间隔约一周。延迟孵化的结果无疑使家庭里最小的那个孩子成为哥哥或姐姐的盘中餐。因为通常第二枚蛋孵化出的幼鸟的体型会明显小于大它一周的哥哥或姐姐。因此,个头的大小进一步促成了后出生的雏鸟的死亡,即哥哥或姐姐只需在它的头上啄几下就足以让这位年幼的竞争者忍气吞声,最终因饥饿而死,然后被幸存者撕碎后慢慢享用。
幼年蔗蟾蜍(即蝌蚪)穿梭于蟾蜍卵之间,并肆意捕食它们可找到的黑色滑溜的“球状物体”,即他们的弟妹。值得注意的是蝌蚪们不单单因饥饿捕食弟妹!当给予蟾蜍卵和具有相似外形的其他种类蛙卵时,绝大多数的蔗蟾蜍依旧选择弟妹作为食物。变态后的生活并未使蟾蜍同胞间的威胁得到缓解,因为较大体型的蟾蜍会扭动后腿足趾来引诱幼年蟾蜍,然后将它们整个吞下。
其他有些两栖动物,如高山蝾螈,刚孵化的也会把其他仍在蛋内的弟妹吃掉。
生活在非洲的黑猩猩具有捕食小狒狒和其它猴子等同为灵长类动物的记录,更为甚者,它们为了争夺领地,会把同类杀死并吃掉,甚至是有时候为报复会私下将报复对象的幼崽吃掉。
越南鱼在繁殖期间,会将身于贴近池底,然后侧身用劲翻,逐渐挖成一个锅形的窝。雌鱼在窝里产卵,雄的射精在卵上。卵受精后,雌鱼将卵含在口中孵化,在水温25–27℃时,约4–5 d小鱼便孵出。小鱼孵出后在雌鱼口中还要生活约7 d。在这段时间里,小鱼遇到什么危险会跑到雌鱼口中躲避,而不会被雌鱼吃掉。但过了这段时间,雌鱼保护的责任完毕,将小鱼放出口外,从此一反以前“慈爱”的母性,若遇到小鱼,包括它自己亲生的小鱼在内,统统都会被吞食下肚。
埋葬虫在食动物尸体的时候,常群集于鸟兽尸体旁,总是不停地挖掘尸体下面的土地,最后把尸体埋葬在地下,因此得名。绝大部分埋葬虫食动物死亡和腐烂的尸体,起着像是自然界里清道夫的作用。埋葬虫把卵产在动物的尸体上,幼虫孵化出来以后,头二三天靠父母的褐色液体养活。雌虫绝对是动物世界“坏妈妈”的典范代表之一,在一场致命的“抢座位”游戏中,它们会残忍地吃掉自己的亲生骨肉。通常情况下,埋葬虫幼虫会爬进埋葬的死老鼠体内。雌虫会用反刍的方式喂食孩子老鼠肉。幼虫来回摆动身体乞求妈妈喂食,最先抢到‘座位’的幼虫得到食物,最后的不幸儿仅能苦苦乞求,在无食物可分后,埋葬虫妈妈便残忍地吃掉自己的亲生骨肉。
母赤椿象会尽心尽力抚养孩子直至小赤椿象长大。而这时母赤椿象也疲惫不堪而累死。然而,这时马上离家出走的小赤椿象竟然以自己母亲的尸肉为食,因悉心照料孩子而累死的母赤椿象却成为儿女们离家前最后的晚餐。
在20世纪50年代初,居住在大洋洲巴布亚新几内亚高原的福雷部族的不少人患上库鲁病,表现为全身战栗性震颤、手足有扭曲动作,最后出现语音障碍、失语直至完全不能运动,发病后不到一年就死亡。经过多年的研究发现,库鲁病仅与一个非常简单的现象直接相关,即福雷部族食人(Cannibalism)的习俗。当亲友死后,不仅要将他的尸体吃掉,还要将他的大脑吃掉。其中男人吃肌肉,妇女和儿童吃脑等器官。这样,经过10–20 a的潜伏期便开始发病,并且患病的大多是妇女和儿童,而成年男性患病的机会则较少。
同类相食的生物学意义:
保持种群稳定。
减少种间竞争;
提高种群基因质量。
4. 捕食者适于捕食的特征:
(1)形态:锐齿、利爪、尖喙、毒牙等。
(2)方法:诱饵追击、集体围猎或单枪匹马等。
5. 猎物逃避捕食的对策:
保护色(Apatetic coloration)、警戒色(Sematiccoloration)、拟态(Imitation)、假死(Play dead)、集体抵御(Collectiveresist)。
本部分可参考http://blog.sciencenet.cn/blog-565899-970867.html
6. 捕食者与被捕食者的数量关系:
时滞(Skewing):捕食者种群对猎物种群的数量变化所延迟的反应时间。
7. 洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)捕食者-猎物模型
猎物在无捕食者条件下按指数增长:dN/dt=r1N。
N:猎物种群密度,t:时间, r1:猎物的种群增长率。
捕食者在无猎物条件下按指数减少:dP/dt=–r2P。
P:捕食者的种群密度, t:时间,r2:捕食者的种群增长率。
当两者共存于一个有限的空间内,捕食者发现和进攻猎物的效率为ε,称压力常数,即平均每一捕食者捕杀猎物的常数;捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的常数为θ,即捕食效率常数。
猎物的种群增长方程:dN/dt=r1N–εPN。
捕食者的种群增长方程:dP/dt=–r2P+θNP。
8. 自然界捕食者对猎物种群数量的影响:
(1)捕食者对猎物数量无明显影响:任一捕食者的作用,只占猎物种群死亡率的一小部分,捕食者仅对猎物种群有微弱影响。捕食者仅利用了猎物种群中超出环境容量的部分个体,对猎物种群大小无显著影响。
(2)捕食者对猎物数量有明显影响:热带岛屿引入捕食者后猎物种群的灭绝,原因是无反捕食对策。
在协同进化过程中,有害的“负作用”倾向于减弱,“精明的”捕食者不会对猎物过捕。实际上,捕食者捕到的猎物多为领域外的、受伤的、有病的、年老的、无家可归的“游荡者”,使猎物种群有更高的素质。