大自然界的「絢麗奇觀」動物為了躲避危險的群集生活!

2021-01-10 宇宙探索百科

每種動物都需要與生活中同一物種的其他個體有不同程度的聯繫。例如,雖然大多數貓科動物通常是單獨行動,但它們在交配時也需要找到配偶。

蜜蜂、螞蟻、白蟻和靈長類動物是生活在一個複雜的社會結構中。此外,許多動物經常群居,但它們不是「社會性」動物。這些群體基本上是一群沒有社會性的鬆散的個體。

動物「集團軍」

科學家認為,群居的傾向是生命細胞自身的一個明顯特徵。在組織培養基中,同種動物的細胞可以相互聚合,並且會排斥異種的其他細胞。

營固著生活的動物,如牡蠣、藤壺等,其幼體會與同種的個體一起在一個巖石或木樁上定居下來,形成比較大的群集。不能維持定點生活的動物也可以形成集群。例如,成群的寄居蟹在海岸上行進,就像「泥濘中的勇士」;它們的近親招潮蟹總是保持著一個龐大的群體;最大的甲殼類是北大西洋的磷蝦,一個族群可能重達1000萬噸,相當於750艘300米長的大型客輪的重量。

在炎熱的沙漠中,數以百萬計的蝗蟲能夠形成一個龐大的群體,在飛行中保持完整的隊形。在衣索比亞,人們看到了一片巨大的「黑雲」——一群蝗蟲估計達400億隻,總重量達8萬噸,散布在14平方公裡內。

在南撒哈拉的乾旱地區,有1000萬到3000萬隻紅嘴雀聚集在一起。當成群的鳥像椋鳥或磯鷸聚集在一起時,它們展現了自然界最令人興奮的一幕。

皺褶蝙蝠是一種小蝙蝠,但它的數量是哺乳動物中最大的一種。它們生活在洞穴裡,其中一些洞穴可以容納2000萬隻長滿皺紋的蝙蝠。當他們晚上出去的時候,看起來像是遠處火山冒出的煙。

在北美,人們曾在6萬平方公裡的土地上已經看到了2億隻草原犬鼠。

大型陸生哺乳動物也會形成數量龐大的種群,尤其是在它們遷徙的過程中。例如,非洲牛羚和北美馴鹿都將以這種方式進行一年一度的長途跋涉。數千匹馬的咆哮和澎湃是東非塞倫蓋蒂草原上最壯觀的一幕。一組大約有25萬隻角馬。他們沿著雨區飛馳,每個成員都和小組一起行動。

群集的優勢

集群可以給動物的生存帶來許多好處。其中一個最重要的原因是它可以保護自己免受敵人的入侵。首先,聚集意味著有更多的眼睛看到敵人。當捕食者在附近時,負責守衛的人越多,就越安全。那些容易被其他動物捕食的物種在某種程度上傾向於群居。只要他們中的一個或幾個發現了敵人,他們就會立即發出信號通知其他同伴。

第二,集群可以混淆捕食者。對於鳥類、魚類或昆蟲來說,它們很容易躲開捕食者,將自己藏在成百上千的同伴中。例如,當鳥類成群飛行時,會迷惑敵人,使其眼花繚亂,無法下手;當野獸攻擊群體獵物時,當群食動物同時奔跑時,也可能會產生猶豫或困惑。捕食者的猶豫對獵物的逃跑非常有利,即使只是一瞬間。也許,當斑馬奔跑時,斑馬身上的條紋會使獅子等掠食者很難將每隻斑馬的頭和尾與斑馬群區分開來,從而找不到下手的機會。

這種所謂的混淆效應最初是在科學家研究鳥類對猛禽的反應時發現的。它的功能是迷惑或分散猛禽對群中任何特定個體的注意力,使猛禽難以選擇攻擊目標。很明顯,猛禽攻擊這種鳥群的成功率低於單獨的鳥群。猛禽越是分心,就越有可能失敗。近700隻灰背隼攻擊鷸的觀察結果顯示,幾乎所有被攻擊的鳥類都是單獨飛行的鳥,很少是群飛鳥,而有500多隻鳥的群集一次沒有被攻擊過。對雞鷹的觀察也得到了同樣的結果。他們常常對鳥的集群形成感到沮喪,所以只好放棄追逐而飛走。

混淆效應也是魚類經常採用的一種防禦策略。在海裡,石鱸魚的活動場面非常壯觀。顯然,眾多的魚兒聚居在一起是很安全的。他們緊緊地擠在一起,看起來就像一條大魚一樣。當他們想改變運動方向時,魚群兩側的魚馬上就會成為領頭羊。整個魚群朝著有秩序的方向遊去。

科學家們研究了頭足類軟體動物和食肉魚類(如烏賊、切肉刀、梭魚和鱸魚)的捕食行為。對於這些捕食者來說,每次與獵物相遇的成功率都隨著獵物數量的增加而降低。對於前三種伏擊捕獵的捕食者來說,獵物群規模的增加會使它們表現出遲疑和舉棋不定。對於金鱸來說,獵物群體大小的增加常會促使它改變追逐對象。

動物的聚集也有利於發現食物。例如,成群的鳥在尋找諸如昆蟲、魚、成熟水果、雜草種子和動物屍體等食物方面更為有效。

有些動物只有在繁殖的時候才會生活在一起,在一座山上,覆蓋著數以萬計正在築巢的憨鰹鳥。

它看起來像一個海鳥城市,而這裡實際上是一個由陌生者組成的群落。和大多數群居的鳥類一樣,憨鰹鳥沒有表現出任何合作的社會行為。這種繁殖方式本身可能是一種反捕食的策略,使繁殖場所在一個有限的時間內到處都充滿著卵和幼鳥,使憨鰹鳥的敵人,如大黑背鷗,不可能把這些卵和幼鳥都吃光,總有一些幼鳥會長大後飛走。此外,對任何一種食肉動物來說,面對如此眾多的鳥嘴總不是一件輕鬆的事。

群集現象新發現

對於一些喜歡長途遷徙的動物群體來說,群居起著不可替代的作用。遊隼的出現會使椋鳥和濱鷸立即形成密集群,使遊隼感到對這個群體進行猛撲式的攻擊會很困難,甚至相當於自殺。事實上,一大群鳥確實具有嚇跑敵人的功能。比如,有些貓頭鷹捕食鳥類,在群鳥的共鳴中,不但不敢下手,反而會被群鳥嚇跑!

有趣的是,科學家還發現鳥類集群行為的目的是為了保護「年長者」。也就是說,集群行為對老年鳥類是安全的,而對幼鳥是危險的,因此他們提出了「保護老年鳥類」的理論。

根據野外觀察,科學家認為鳥類在陸地上的群體位置可分為垂直和水平兩種主要形式。根據科學家對澳大利亞彩虹鸚鵡和英國禿頭烏鴉的觀察,

它們都以垂直方向成群生活。年長的鳥不容易被陸敵攻擊,而年輕的鳥則容易被敵人殺死。生活在美國的棕頭椋鳥和生活在加拿大的紅翅鶇都是以水平方向群棲的。老鳥在內層,幼鳥在外層。因此,後者是最先被敵人攻擊的。前者顯然更安全。對燕子的研究也發現,老燕子優於小燕子,可以減少或避免敵人的攻擊。

然而,科學家們仍然不明白:是因為鳥類也有和人類一樣的敬老行為,還是因為老謀深算的鳥類自己先佔據了「安全的地方」?

此外,鳥類成群飛行可以節省能量體力消耗。在長途飛行中,它們自動排列成「V」字形,不僅避免了同伴之間的碰撞,而且保證了每隻鳥都能看到前進的方向。當它們以一個縱隊飛行時,它們可以劃開空氣,形成一個飛行「跑道」。在這條跑道上產生一部分真空或滑流,這使得後面的大部分鳥類減少了空氣阻力,很容易向前飛行。如果鳥類以搖晃的「V」的形式飛行,當氣流離開鄰近鳥類的翅膀時,它們的翼尖會產生向上的漩渦氣流,從而大大節省能源消耗。科學家計算出,以「V」形擺動的方式成群飛行的鳥類,通過拍動翅膀可以節省70%的能量。他們把這兩種形式的節能飛行方式稱為鳥類的「廉價飛行」。

群體的協調

群居動物成功的基礎是,每個個體必須相互合作,確保整個群體團結在一起,否則群居的優勢將不復存在。這種統一的動作是通過視覺信號、嗅覺信號、聽覺信號和化學信號等通信信號來實現的。

蝗蟲群由視覺、嗅覺和聽覺以及這些感官的結合維持。其中,聽覺可能不是最重要的,因為飛行中的蝗蟲對飛行聲音沒有反應,飛行方向也不受強噪聲的幹擾。

大多數魚依靠視覺和化學感官。魚進化出了完美的眼睛,能夠辨別其他魚的形狀,從而形成了一種信號,可以用來識別同類魚。魚類也會產生特殊的化學物質,這可能會有維持魚類群體數量的作用。同樣的魚不僅有同樣的氣味,有時來自同一地區的魚也有特殊的氣味。一些魚類對同一物種的受傷個體釋放的化學物質有逃逸反應。例如,當飛鏢魚和鱖魚的皮膚破裂時,皮膚細胞會釋放出一種報警物質。嗅到這種化學物質的同一物種很快就逃走了。在大多數情況下,只有群居的魚才有這種防禦方式。

北美西部池塘和湖泊中聚集的美洲蟾蜍的蝌蚪受傷後也會分泌警告性化學物質。(有報警物質時蝌蚪的存活率,明顯高於無報警物質蝌蚪的存活率。)有效地避免了水蟲和蜻蜓幼蟲兩種天敵的攻擊。

哺乳動物主要通過視覺、嗅覺或兩者識別同一物種。事實上,大多數哺乳動物更傾向於通過嗅覺而不是體形來識別同伴。

鳥類是通過視覺和聽覺信號來識別的。北美野鴿的脖子兩側有一條黑白色斑紋。這兩個黑白斑不是為了吸引異性,而是為了報警。

一旦前方有危險,鴿子就會挺直脖子,讓兩個黑白斑在陽光下反光。當其他鴿子看到信號時,它們會同時起飛並轉移到另一個地方。在遷徙季節,當大雁或野鴨在夜間成群結隊地飛過天空時,它們經常發出響亮的鳴叫或嘎嘎的聲音,這無疑有助於保持鳥類的隊形。

人們通常認為鳥類沒有發育出嗅覺器官,但這可能並不準確。許多海鳥的特殊氣味,如信天翁和海燕,可能是它們識別自己物種的一種方式。許多具有特殊氣味的海鳥在夜間活動,因此使用化學標記而不是視覺標記可能非常重要。

最神奇的是椋鳥。整個鳥群仿佛只是一個個體一樣,以驚人的協調飛行在一起。他們一定是在用一些信號來引導這種行為,但到目前為止還沒有完全令人信服的解釋。

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