第五章 行为生理

第五章行为生理主讲人：王希资源与环境工程学院第一节神经系统与行为一、神经系统的基本结构单位及其功能神经系统的基本结构单位是神经元，神经系统在生物体内传送信息靠的就是神经元。神经元虽然有很多不同的形态，但基本结构相似。典型的神经元是由带核的胞体、轴突和树突组成的，轴突末端有线状的突触突起，而树突则由胞体发出。神经系统内的通讯靠的是电脉冲的传送大体有两个阶段：－电脉冲在神经元内的移动－电脉冲从一个神经元传送到另一个神经元在神经元内部电脉冲是靠离子穿透细胞膜的移动而从树突传送到轴突末梢。当刺激到达神经元一端的树突而引起的电脉冲将会导致钠、钾和氯离子膜透性的改变，这就引起了离子浓度的变化并改变了神经元细胞膜内外的电势。膜离子平衡的这种局部变化也会引起相邻区域的类似改变，这样，电脉冲就会沿着神经元传播。电脉冲可从一个细胞的轴突末梢传到另一个细胞的树突并可导致突触神经递质被释放到突触间隙。这些神经递质会影响树突膜的穿透性，从而引发一个上面所描述过的电脉冲，电脉冲就是以这种方式从一个神经元传递到另一个神经元的。不同类群动物的神经系统1、简单的神经系统单细胞动物不具有神经系统的有形结构，但具有感应性。2、辐射对称的神经系统3、两侧对称的神经系统4、脊椎动物的神经系统（1）中枢神经系统进一步集中和增大；（2）神经元之间具有多方面联系；（3）脑形成二、动物的感觉和知觉1感觉器官和感觉能力感觉一词是指把环境刺激或能量（如声、光、热和机械力等）转变为电脉冲的过程。对外部刺激的感觉通常是发生在身体表面，为了能接受环境信息并对其做出反应，动物已进化出很多具有特异性的感觉器官。蚕蛾对环境中的某些化学物质极为敏感，其感受能力远非人的感觉能力所能比拟。雌蚕蛾靠从腹部特殊腺体释放的化学物质蚕蛾醇而把自己所在的位置告知雄蚕蛾。当雄蚕蛾处于雌蚕蛾下风处时，只要靠迎风飞翔雄蚕蛾便能找到这一气味源，从而找到雌蛾。这些具有物种特异性的气味常被称为信息素，可被用于诱杀害虫或诱捕昆虫。2知觉系统信息一旦编码为电脉冲，它便能在动物整个神经系统进行传递。知觉就是对感觉信息的分析和解读。在很多无脊椎动物中，这一解码过程是神经节和神经束的功能。而在脊椎动物中则是中枢神经系统的功能。三、感觉与行为不同类群动物的感觉在脊椎动物中，听觉都依赖于内耳的瓶状囊，发展的最高形式是耳蜗，来自于与平衡有关的系统，包括传递振动的液体和毛细胞，后者可感觉液体的流动和把能量转化为神经脉冲。在鱼类中，毛细胞群是位于管内或皮肤下陷的通道内，这些毛细胞可以感受鱼体周围水的流动和低频振动。蝙蝠能听到高频超声波。除了蝙蝠至少还有23种动物能够听到超过人的听力上限大约20kHz的声音。－包括黑猩猩在内的几种动物能听到30kHz上下的声音，还有很多小哺乳动物（鼠）的听力范围可高达90～120kHz。海豚和海豹可以发出和听到水下高达180kHz上下的声音，虽然海豹水外听力的上限只有22kHz左右。无脊椎动物的听觉通常只限于节肢动物才有，如昆虫有感受压力的腔与感受振动的毛、触角和其他的身体外延器官等。第二节激素与行为－激素是由内分泌腺或内分泌细胞所分泌的在体内作为信使传递信息，对机体生理过程起调节作用的化学物质。－在激素影响行为途径的研究中，人们了解比较清楚的斑马芬雀。这种鸟只有雄性才鸣唱。如果去除雄鸟的精巢，它将停止鸣唱，但是如果给它再植入精巢或用雄性激素（睾酮）处理，它将恢复鸣唱，并且当血液睾酮浓度高时，鸣唱行为会频繁发生。这一事实说明，睾酮与雄鸟的鸣唱行为密切相关。－许多研究还表明，不但激素影响行为，行为也能影响激素的分泌。例如，新生的哺乳动物，本能的吃奶行为刺激母体的乳头，会使母体的脑下垂体前叶分泌催乳素，催乳素又刺激乳腺分泌乳汁。又如，母鼠对饥饿幼鼠的气味和声音会产生反应，从而引起母体分泌催乳激素。雄鼠或雄性猕猴打斗行为停止一段时间后，体内睾酮水平都有所下降。而雌性个体和入侵者的出现会使鸟类领域占有者睾酮水平分泌增加，并引起雄性个体的鸣唱行为和打斗行为。案例分析：有效性比压力对成年雄性黄山短尾猴攻击性的影响研究背景优势Advantages劣势Disadvantages独居Solitary1、独享食物；2、活动和行为不受限制。1、不易发现捕食者；2、不易找到异性。群居Group1、易于发现食物；2、易于发现捕食者；3、易于遇到异性。1、不能独享食物；2、个体的活动和行为受到其它个体的限制；3、与其他个体产生竞争。研究背景有效性比（Operationalsexratio，OSR）是指性成熟雄性数量和发情雌性数量之比——♂/♀性选择理论预测有效性比越大，成年雄性越多，压力越大，交配机会越少，雄性之间的交配竞争越激烈（Mitani&John,1990）——行为方面研究背景关于OSR作用预测的验证研究，大部分集中在：——行为方面鱼类(Quinnetal,1996)爬行类(Patrick&Jean-Francois,2008)鸟类(Mark&Lewis,1988)研究背景1有效性比的变化对雄性鲤鱼的攻击行为没有显著影响（Klugetal,2008）3雄性草原狒狒的交配机会与有效性比无关（Fred,1995）2有效性比对雄性布氏田鼠的社会行为无显著影响（张建军&张知彬,2003）不符合性选择理论关于OSR对交配竞争作用的预测——行为方面研究背景OSR理论繁殖行为攻击行为睾酮水平交配竞争——生理方面正相关研究背景睾酮雄性的攻击行为刺激生殖器官发育维持雄性第二性征雄性性能力控制动物情绪动物免疫力肌体能量——生理方面研究背景短尾猴（陈燃等,2008）美洲绒（Dixson,1993）环尾狐猴（Wingfieldetal,1990）——生理方面研究目的和意义1分析有效性比对攻击行为的影响2揭示有效性比对睾酮水平的影响3探讨OSR、攻击、睾酮的关系研究对象短尾猴Macacathibitana行为谱行为目录行为定义繁殖行为性检查一雄性个体用手指触碰另一个体的外阴道，然后放到鼻子上嗅，或直接用嘴舔，鼻嗅另一个体的外阴道做鬼脸一雄性个体对远处某个雌性个体龇牙咧嘴的一种行为性追赶一雄性个体追赶某一雌性个体，后者时跑时停而且没有发出尖叫交配一雄性个体抓住雌性的背毛，双脚踏在雌性的大腿之上，整个身体趴在雌性的背上，插入阴茎并随之抽动的行为攻击行为瞪眼一雄性个体眼睑上翻，眼睁大并紧盯另一雄性个体，同时抬高身体呈前倾冲刺状，并保持姿势3—5s击地一雄性个体一手撑地，另一只手拍地，同时紧盯着另一雄性个体，然后低头看地追赶一雄性个体紧盯另一雄性个体并快速地冲刺过去，后者随之快速逃跑咬一雄性个体一方面用手紧紧抓住另一雄性个体使其无法脱离，同时用嘴咬对方粪便行为取样和粪便采集方法研究对象和方法——实验室研究（睾酮激素测定）预处理睾酮提取睾酮含量测定本院分子生物学实验室安徽医科大学核医学实验室安徽大学分子生物学实验室本院分子生物学实验室安徽大学分子生物学实验室放射性免疫分析法北方生物研究所生产的放射性免疫测定试剂盒中国科技大学中佳公司生产的GC-911型放射免疫γ计数器计数（如图所示）研究对象和方法——实验室研究（睾酮激素测定）GC-911放射免疫γ计数器研究结果1、有效性比在交配期内，两个群体的有效性比（OSR）没有变化，YA1群的OSR为0.4:1（3:8），YA2群的OSR为0.9:1（10:11），YA2群OSR大于YA1群。研究结果2、繁殖行为差异a：性检查；b：做鬼脸；c：性追赶；d：交配N=1N=3N=1N=3N=1N=4N=1N=3N=1N=3N=1N=4N=1N=3N=1N=3N=1N=4N=1N=3N=1N=3N=1N=4NSNSNSNS***************研究结果3、攻击行为差异N=1N=3N=1N=3N=1N=4***研究结果4、睾酮水平差异不同个体睾酮水平***研究结果群体间睾酮水平NSN=1N=2N=1N=1*结论性选择理论中有效性比对交配竞争作用的预测研究结果支持结论1结论结论2生理结果不符合我们对两群睾酮水平差异高低的预测。睾酮受到个性特征、年龄等多种因素共同影响。激素与育幼行为Riddle等发现在家鸽和母鸡中，催乳素诱导它们出现孵窝行为。孵窝行为包括在巢里孵卵，用翅膀保护、覆盖和温暖雏鸟等。下丘脑性腺性行为垂体促性腺激素性激素催乳素哺乳动物乳腺发育育幼行为鸽的嗉囊泌乳分泌鸽乳激素调节与行为本章回顾神经系统与行为动物的感觉与知觉激素与行为