行為觀察記錄分析系統(tǒng)在測(cè)量野生海豚攻擊行為的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):960 發(fā)布日期:2024-1-19
來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
攻擊性被定義為在資源競(jìng)爭(zhēng)或社會(huì)等級(jí)背景下發(fā)生的行為表現(xiàn)和身體攻擊。在多種社會(huì)物種中都觀察到了攻擊性行為,例如海豚、黑猩猩和不同種類的鳥(niǎo)類。在整個(gè)動(dòng)物界中,經(jīng)?梢杂^察到同一物種成員之間的種內(nèi)攻擊和不同物種成員之間的種間攻擊。這兩種類型的攻擊行為通常源于對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng)、空間競(jìng)爭(zhēng)和生存競(jìng)爭(zhēng)。Volker和Herzing在《動(dòng)物行為與認(rèn)知》上發(fā)表了一篇關(guān)于海豚之間攻擊性互動(dòng)的文章[1],為我們介紹了野生海豚的攻擊行為。
同域物種
在巴哈馬群島,大西洋斑點(diǎn)海豚(Stenella frontalis)和寬吻海豚(Tursiops truncates)是同域物種,這意味著它們的親緣關(guān)系非常密切,同時(shí)也棲息在同一地理區(qū)域。這些物種會(huì)一起旅行和覓食,但它們也會(huì)進(jìn)行攻擊性互動(dòng),攻擊行為可能包括頭對(duì)頭的姿勢(shì)、張開(kāi)嘴展示、拍打尾巴和下巴、身體沖鋒、展示圓形氣泡等。
圖1巴哈馬研究區(qū)域
種內(nèi)和種間的攻擊性相互作用
在整個(gè)動(dòng)物王國(guó)中,動(dòng)物都會(huì)表達(dá)對(duì)他人的攻擊性。這可以在同一物種的成員之間(種內(nèi))或不同物種的成員之間(種間)。這種競(jìng)爭(zhēng)通常源于對(duì)食物的競(jìng)爭(zhēng)或?qū)ε渑嫉母?jìng)爭(zhēng),特別是為了防止兩個(gè)物種同域生活時(shí)的雜交。
在黑猩猩和鳥(niǎo)類中都觀察到,根據(jù)對(duì)手的不同,它們會(huì)使用不同的攻擊策略。而群體內(nèi)造成的傷害不如群體間造成的傷害嚴(yán)重。本研究的目的就是調(diào)查大西洋斑點(diǎn)海豚群體在種間和種內(nèi)攻擊過(guò)程中使用的三種攻擊行為:接觸行為、追逐行為和展示行為類型。
研究方法
(一)定義攻擊性、種內(nèi)和種間
攻擊性被定義為在一次相遇過(guò)程中發(fā)生的多種多樣行為表現(xiàn)和身體攻擊。種內(nèi)攻擊行為被定義為針對(duì)同一物種個(gè)體的攻擊行為,而種間攻擊行為則針對(duì)另一個(gè)物種的個(gè)體(在本例中為寬吻海豚)。種內(nèi)或種間攻擊行為被定義為在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的多種種內(nèi)或種間攻擊行為。
(二)來(lái)自野生海豚項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的視頻選擇
在本研究中,從野生海豚計(jì)劃長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇了 1991 年至 2004 年期間的水下遭遇檔案資料。提取了22個(gè)視頻,其中 11個(gè)是種間攻擊,11個(gè)是種內(nèi)攻擊。視頻記錄在任何給定的遭遇中都是連續(xù)的,時(shí)間范圍從5分35秒到21分30秒不等。行為樣本的較小片段,具有足夠的高分辨率,畫(huà)面清晰,進(jìn)而進(jìn)行組提取分析。
(三)使用行為觀察記錄分析系統(tǒng)
行為觀察記錄分析系統(tǒng)用于集成視頻進(jìn)行行為編碼和評(píng)分。行為被編碼到系統(tǒng)中,以對(duì)種內(nèi)和種間的攻擊活動(dòng)進(jìn)行評(píng)分。研究者開(kāi)發(fā)了行為圖,行為被分為三類:
展示:拱起、產(chǎn)生氣泡、張開(kāi)嘴、拍下巴等。
追逐:追逐或跟隨另一只海豚
接觸:猛沖、按住、咬、拍尾巴等。
完整的行為圖如下表1所示。
表1 行為類型和行為事件表
行為觀察記錄分析系統(tǒng)是一款專業(yè)用于收集、分析、展示觀察數(shù)據(jù)且操作簡(jiǎn)便的行為事件記錄軟件。系統(tǒng)可以支持和引導(dǎo)研究項(xiàng)目的整個(gè)工作流程,幫助完成數(shù)據(jù)采集、管理、篩選、可視化和分析工作。系統(tǒng)可以定量編碼行為并在時(shí)間軸上可視化呈現(xiàn),輕松整合視頻和生理數(shù)據(jù),計(jì)算統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并評(píng)估數(shù)據(jù)可靠性。同時(shí),系統(tǒng)能夠連接不同的硬件進(jìn)行使用,與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的接口或同步其它程序和系統(tǒng)。
結(jié)果1991年至2004年間,總共記錄了 1,550 次遭遇事件。種內(nèi)遭遇(僅限斑點(diǎn)海豚)占總數(shù)的75.78%,其中 9.86% 的遭遇中觀察到種內(nèi)攻擊行為。種間遭遇(斑點(diǎn)海豚和寬吻海豚)占同一時(shí)間段內(nèi)遭遇總數(shù)的 14.7%,其中 45.2% 發(fā)生了種間攻擊。
(一)群體規(guī)模分析
群體規(guī)模對(duì)種間攻擊(U = 10,p = .361)或種內(nèi)攻擊(U = 10,p = .683)的遭遇行為率沒(méi)有顯著影響。 因此,11 個(gè)種內(nèi)遭遇和 11 個(gè)種間遭遇可以合并并作為兩個(gè)單獨(dú)的組進(jìn)行分析。
(二)比較種內(nèi)和種間攻擊
所有行為事件的每分鐘平均速率
當(dāng)檢查所有行為事件的遭遇行為率時(shí),種間和種內(nèi)攻擊之間的平均行為率沒(méi)有顯著差異(U = 56.000,p = .797)(Minter = 8.12,Mintra = 7.60,圖 2)。
圖2
種內(nèi)和種間攻擊遭遇期間所有行為事件組合的每分鐘平均速率
行為類型
在種間和種內(nèi)攻擊期間,這三種行為類型以相同的頻率模式使用。“展示”的每分鐘平均速率(rpm) 最高(Minter = 4.26,Mintra = 5.49),其次是“接觸”(Minter = 2.45,Mintra = 1.78),而“追逐”的每分鐘平均速率最低(Minter = 1.42,Mintra = 0.33)。
當(dāng)比較種間攻擊和種內(nèi)攻擊之間的行為類型的平均速率時(shí),Mann-Whitney U 測(cè)試表明,在種間攻擊期間,“追逐”的使用明顯多于在種內(nèi)攻擊期間的使用(U = 9,p = .001,圖 3) 。 “展示”(U = 40,p = .178)或“接觸”(U = 37,p = .123)行為類型的使用沒(méi)有顯著差異(圖3)。
對(duì)于種間攻擊性,F(xiàn)riedman檢驗(yàn)顯著。每分鐘使用的“展示”和“接觸”中位數(shù)均顯著高于“追逐”(“展示”與“追逐”,p = .001;“接觸”與“追逐”,p = .012)。然而,“展示”和“接觸”之間沒(méi)有顯著差異(p = .065,圖 3)。
對(duì)于種內(nèi)攻擊性,F(xiàn)riedman 檢驗(yàn)也顯著。所有三種行為類型均引發(fā)顯著不同的中位數(shù)。“展示”每分鐘使用率中值顯著高于“接觸” (p = .001) 和“追逐”(p = .001),并且“接觸”的每分鐘使用率中值顯著高于“追逐”(p = .001,圖 3)。
圖3每種行為類型在種間攻擊和種內(nèi)攻擊中的平均每分鐘使用率
個(gè)別行為事件
以下個(gè)別行為事件在種內(nèi)和種間攻擊期間每分鐘的平均速率最高:猛沖(接觸)、短暫的頭對(duì)頭(展示)和張開(kāi)嘴(展示)(圖 4)。在總共 23 個(gè)行為事件中:三個(gè)僅在種間攻擊期間觀察到(主動(dòng)避免側(cè)掛、被動(dòng)、尾部氣穴),而兩個(gè)僅在種內(nèi)攻擊期間觀察到(S姿態(tài)、旋轉(zhuǎn),表2)。
圖4
在種間和種內(nèi)攻擊期間每分鐘觀察到每個(gè)行為事件的平均速率
表2
在兩種類型的攻擊、僅種間攻擊或僅種內(nèi)攻擊期間觀察到的行為事件
發(fā)現(xiàn)
研究發(fā)現(xiàn)總體行為率沒(méi)有差異,這意味著這些海豚在任何一種攻擊行為中都沒(méi)有使用更具攻擊性的事件。每種攻擊類型都有獨(dú)特的行為事件,例如尾部氣穴(種間)和旋轉(zhuǎn)(種內(nèi))。
(一)種內(nèi)和種間攻擊行為事件
在種間和種內(nèi)攻擊期間,斑點(diǎn)海豚使用的行為事件的總體平均行為速率(rpm)沒(méi)有顯著差異:在任何一種類型的攻擊期間,它們都沒(méi)有使用明顯更具攻擊性的行為事件。
斑點(diǎn)海豚群體在攻擊過(guò)程中總共使用了 23 種不同的個(gè)體行為事件。在種間和種內(nèi)攻擊期間使用了十八個(gè)行為事件。其他五種行為事件僅記錄在一種攻擊類型中(表 2)。在這兩種類型的攻擊中,使用最多的是相同的三種行為事件:猛沖、短暫的頭對(duì)頭和張開(kāi)嘴。除其他外,這三種行為也在寬吻海豚的攻擊行為中曾被觀察到。這兩個(gè)物種之間存在和使用類似的攻擊行為并不太令人驚訝。寬吻海豚和斑點(diǎn)海豚具有相同的流線型身體結(jié)構(gòu),限制了它們扭曲和操縱身體的方式,導(dǎo)致行為相似,遺傳學(xué)和類似的社會(huì)結(jié)構(gòu)也可以解釋攻擊行為過(guò)程中的相似性。
在大西洋斑點(diǎn)海豚的攻擊行為期間,總共觀察到了展示行為類型中的 14 種不同的展示行為事件。與接觸和追求相比,展示行為類型的個(gè)體行為事件數(shù)量也最多,平均使用次數(shù)也最多。 這并非沒(méi)有道理,因?yàn)閭(gè)人通常會(huì)先展示來(lái)威懾?cái)橙,以避免浪費(fèi)體力,同時(shí)也減少受傷的機(jī)會(huì)。大量的展示行為對(duì)于一個(gè)物種來(lái)說(shuō)可能是有利的。“分級(jí)信號(hào)假說(shuō)”可能為該群體中各種展示行為提供可能的解釋。分級(jí)信號(hào)是強(qiáng)度增加的警告,如果敵人不退縮,則意味著更嚴(yán)重的后果。根據(jù)情況或?qū)κ值牟煌,斑點(diǎn)海豚在對(duì)抗過(guò)程中似乎有大量的展示行為可供選擇。
(二)種內(nèi)和種間攻擊行為類型
斑點(diǎn)海豚群體在種內(nèi)和種間攻擊過(guò)程中都以相同的總體模式使用三種行為類型:展示行為的每分鐘平均速率 (rpm) 最高,其次是接觸行為,而追逐行為類型的平均速率最低。從進(jìn)化的角度來(lái)看,展示行為被認(rèn)為比接觸和追逐行為消耗的能量更少,風(fēng)險(xiǎn)也更小。這可能解釋了為什么斑點(diǎn)海豚最常利用它們的展示行為,正如前文所述,許多物種都使用威脅展示來(lái)傳達(dá)意圖,并且可用于在沖突升級(jí)為全面的物理攻擊之前解決沖突。
當(dāng)分別檢查每種攻擊類型的行為類型時(shí),也發(fā)現(xiàn)了一些差異。在種內(nèi)攻擊期間,斑點(diǎn)海豚使用展示型的次數(shù)明顯多于接觸型,但在種間攻擊期間,這兩種類型的使用并沒(méi)有顯著差異。 寬吻海豚比斑點(diǎn)海豚體型更大,因此,在種間沖突中,數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)對(duì)斑點(diǎn)海豚也起著至關(guān)重要的作用。 Herzing 和 Johnson(1997)曾研究表明,斑點(diǎn)海豚與寬吻海豚的比例至少需要六比一,才能使攻擊性向有利于它們的方向發(fā)展[2]。在種內(nèi)攻擊過(guò)程中,斑點(diǎn)海豚可能會(huì)使用比展示行為少得多的接觸行為,以降低同伴受傷的風(fēng)險(xiǎn),在其他攻擊性遭遇中,它們可能需要這些同伴來(lái)幫助對(duì)抗更大的寬吻海豚。
另外,在種間攻擊過(guò)程中同樣會(huì)使用能量消耗更高的行為類型:“追逐”。如上所述,接觸和追逐行為可能比展示行為更耗費(fèi)能量且風(fēng)險(xiǎn)更大。并且,當(dāng)斑點(diǎn)海豚與寬吻海豚搏斗時(shí),接觸的使用并不明顯少于展示,這表明斑點(diǎn)海豚在種間攻擊過(guò)程中也會(huì)使用較多的能量。當(dāng)個(gè)體將更多精力投入到攻擊性互動(dòng)中時(shí),就像斑點(diǎn)海豚在與寬吻海豚發(fā)生攻擊性遭遇時(shí)所做的那樣,表明寶貴的資源受到威脅。種間攻擊的原因可能包括對(duì)食物、領(lǐng)地或交配機(jī)會(huì)的競(jìng)爭(zhēng),正如其他哺乳動(dòng)物物種中所發(fā)現(xiàn)的那樣。
結(jié)論
本文研究發(fā)現(xiàn),兩種海豚會(huì)根據(jù)體型使用不同的策略:在種內(nèi)(同一物種)攻擊過(guò)程中,斑點(diǎn)海豚使用展示策略的次數(shù)比使用接觸策略的次數(shù)多,而在種間(不同物種)攻擊時(shí),這兩類海豚的使用次數(shù)并不比另一類多。斑點(diǎn)海豚比寬吻海豚小,因此需要數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)才能使攻擊性朝著對(duì)它們有利的方向發(fā)展。這些都表明,通過(guò)根據(jù)對(duì)手改變它們的攻擊行為,這些海豚確實(shí)具有高度的行為可塑性。
行為可塑性讓海豚可以根據(jù)環(huán)境中變化的刺激來(lái)學(xué)習(xí)和改變自己的行為,包括物種重疊的可能性。當(dāng)群體因氣候變化而被迫進(jìn)入新的棲息地,并不得不適應(yīng)才能生存時(shí),這一點(diǎn)發(fā)揮了重要作用。
參考文獻(xiàn)
1.Volker, C. L.; Herzing, D. L. (2021). Aggressive Behaviors of Adult Male Atlantic Spotted Dolphins: Making Signals Count during Intraspecific and Interspecific Conflicts. Anim. Behav. Cogn., 8 (1), 35–51
2.Herzing, D. L., & Johnson, C. M. (1997). Interspecific interactions between Atlantic spotted dolphins (Stenella frontalis) and bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) in the Bahamas, 1985-1995. AquaticMammals, 23,85–99.
關(guān)注諾達(dá)思公眾號(hào),聯(lián)系我們獲取更多產(chǎn)品信息及學(xué)術(shù)文章!