外观
Lesson 5 捕食行为
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2026-03-24
依旧 Schrödinger:生命是负熵的,生物从外界摄取食物来维持自己的负熵状态.
一个演化的例子是熊猫感受肉鲜味的蛋白 T1R1 成为了假基因. 同时肉食性动物的出现是来源于这种氮的来源更加容易、更加优质.
植物方面也有很多演化,比如发苦的植物,或者是仙人掌的尖刺. 最典型的例子是烟草,其中的尼古丁有很强苦味,而且会有致幻的效果;或者咖啡因之类. 另外,真菌类中有一些蘑菇 (比如见手青) 含有致幻物质,也是一种防御手段.
五种味觉:酸甜苦鲜咸,其中苦的东西基本是动物不爱吃的. 而我们常说酸甜苦辣咸,辣味是一种痛觉,而不是一种味觉. 之前高考题里面就提到过 TRPV1 这个受体,它同时能够作为痛觉、痒觉受体和辣椒素受体.
TRPV1 的发现:拿出大鼠神经节里的所有基因,分为很多个基因池 (pool),一个 pool 是 16000 个基因组成的,然后用二分法找到了对应辣椒素的基因.
之后敲除大鼠的这个基因,然后让其渴水,之后提供辣椒水,但是大鼠直接喝辣椒水,证明它感受不到辣味.
TRPV1 也能够感受体温,在 42 度以上会被激活. 但是鸟类的体温一般都是 40 度以上,有些动物也在高温的沙漠中生活,它们如何防止感受到痛觉?鸟类 TRPV1 免疫辣椒素,而且它们的 TRPV1 耐高温;而沙漠中的动物直接退化掉了这一基因.
辣椒本身作为浆果植物,种子比较软,为了防止哺乳动物食用进化出辣椒素的基因,这是靶向哺乳动物的,因为不咀嚼的鸟类不会对辣椒素产生反应,而且可以将种子传播出去.
同样保护机制的植物还有薄荷 (冷觉受体)、花椒 (神经阻断) 等等.
既然植物如此狡猾,也有动物演化出能够自养的特性,海中的一种软体动物叶羊能够提取海藻中的叶绿素,并为自己所用;其缺陷是隔一段时间就要吃海藻.
寄生行为:一般的寄生不会致死,而比较极端的形式是拟寄生,会影响宿主的行为,如冬虫夏草这种真菌寄生昆虫,或者是寄生蜂类等等.
我们主要要讲的是下面的主动捕食行为.
鱼类进化出感受电场的能力,能够探测到穿过其电场线的猎物;同时还有蜘蛛的伏击行为.
但是我们总结起来发现,捕食并不容易,很容易捕猎失败,或者被反杀. 因此很多动物会储存自己的食物,或者累积大量的脂肪,前者比如松鼠埋藏种子、伯劳鸟把小动物尸体穿刺在树上,或者是蜣螂堆积粪球;后者比如熊「贴秋膘」,或者一些迁徙的鸟类在飞行前大量捕食.
储藏食物的动物们如何记住藏食物的地点?以小鼠作为实验,发现它的海马体中的一些细胞会随着所处的地点而分别放电,产生导航功能,这和人类的空间记忆机制相同;鸟类藏匿食物时的大脑放电模式和取回食物的放电模式是一样的,因此也是具有一定的记忆功能.
动物也不仅仅是藏匿食物,一些蚂蚁会藏匿「生产力」,比如藏匿培养真菌的叶子或者培养蚜虫的树叶,这是社会性动物独有的一种智慧,即使是大猩猩在没有学习的情况下也没有这种能力.
对于捕食者来说,捕猎失败一般只是饿一顿;但是对于被捕食者来说一旦逃跑失败就会死去. 因此动物会把最重要的神经回路放在逃跑上,比如果蝇的逃跑回路是一个巨大的神经元,有极粗的神经纤维,在 10 ms 内就能做出反应. 人类的杏仁核也有同样功效,但是现代社会的压力是持续性的,即使能够做出迅速的反应也没有很大意义. 在动物研究中会有一个概念叫「习得性无助」,指的是面对长期压力时,动物放弃努力逃生的行为,这就是抑郁症的先兆.
另外的防御方式:armer (叠甲或者说反伤),比如刺猬和海胆;camouflage (伪装),比如枯叶虫、竹节虫和枯叶蝶等等. 某些捕食者也会有这种伪装行为.
拟态有两种,一种是拟态成有毒或者危险的生物恐吓捕食者;另一种是两种不同的生物都有毒,相互拟态,使得捕食者更加不敢吃这种形态的生物.
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2026/3/24 13:00
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