Skip to main content
Global

6.1.1.1：捕食

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    173205

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    也许生物相互作用的经典例子是捕食者与猎物的关系。 当一个物种（捕食者）在其生命周期内杀死并吃掉多个猎物时，就会发生捕食。

    捕食者-猎物动力学

    随着时间的推移，群落中捕食者和猎物的种群规模不是恒定的，它们可能在看似相关的周期中有所不同。 例如，来自北美的 100 年诱捕数据显示了山猫（捕食者）和雪鞋野兔（猎物）的种群动态是如何循环的（图\(\PageIndex{a}\)-b）。

    一只加拿大山猫坐在雪地里，有着棕色和灰色的皮毛，耳朵里伸出黑色簇绒
    图\(\PageIndex{a}\)：加拿大山猫就是捕食者的一个例子。 图片由迈克尔·扎赫拉（CC-BY-SA）提供。
    一只白色的雪鞋野兔坐在雪地里，周围环绕着针叶树的树枝。 它有黑色的小眼睛和直立的耳朵。
    图\(\PageIndex{b}\)：雪鞋野兔是加拿大山猫的猎物。 图片由国家公园管理局提供（公共领域）。

    捕食者和猎物种群规模的这种循环周期约为十年，捕食者的数量比猎物种群落后一到两年（图\(\PageIndex{a}\)-c）。 这种模式的一个显而易见的解释是，随着野兔数量的增加，山猫可以获得的食物越来越多，这也使山猫的数量也随之增加。 但是，当山猫数量增长到阈值水平时，它们会杀死如此多的野兔，以至于野兔数量开始下降，随后由于食物短缺，山猫的数量减少了。 当山猫数量少时，野兔种群规模开始增加，部分原因是捕食压力低，重新开始了这个周期。

    捕食者-猎物动态图显示了随着时间的推移山猫和野兔种群的波动
    图\(\PageIndex{c}\)：加拿大山猫和雪鞋野兔种群在安大略省北部的循环活动就是捕食者-猎物动态的一个例子。 x 轴以年为单位显示时间，y 轴显示数千只动物的种群规模。 山猫种群用蓝色（较短的峰值）表示，野兔种群用红色（较高的峰值）表示。 这两个种群在10年周期内都会增加和减少，山猫种群的变化比野兔种群的变化落后了几年。

    之所以出现紧密匹配的种群循环，是因为雪鞋野兔是山猫的主要食物来源。 当捕食者拥有通才，以各种猎物种为食，猎物被各种捕食者物种消耗时，它们的种群动态就不太可能一起循环。

    捕食者的改编

    捕食者有多种适应方法来捕捉和消耗猎物，具体的适应能力取决于捕食者。 例如，猛禽，如猫头鹰和鹰，有钩嘴用来撕肉，用爪子抓住猎物。 哺乳动物捕食者的牙齿和爪子通常很锋利。 有些捕食者可以快速奔跑来追逐猎物，而另一些捕食者则会 “坐下来等待”，在猎物经过时向前猛冲。 有些捕食者，例如响尾蛇和狼蛛，通过向猎物注射毒液来制服猎物（图\(\PageIndex{d}\)）。 捕食者的眼睛通常位于前方（如狼），而不是眼睛在头部两侧相距很远（如绵羊）。 朝前的眼睛可以进行深度感知，这是追踪猎物的关键。 相比之下，当眼睛位于两侧时，周边视野会扩大，这有助于猎物识别威胁。

    锋利、有光泽、尖尖的狼蛛尖牙
    图\(\PageIndex{d}\)：这只亚洲捕鸟者狼蛛用尖牙向猎物注入有毒毒毒液。 图片由 Matt Reinbold（CC-BY-SA）提供。

    猎物的防御特性

    猎物进化出对抗捕食者的机械、化学、物理或行为防御能力。 有些猎物有盔甲（例如海龟壳或保护犰狳），这是一种通过阻止身体接触来减少捕食的机械防御。 许多动物会从植物中产生或获得化学防御能力，然后储存它们以防止捕食。 其他物种使用其体型和颜色作为伪装，以避免被捕食者发现，这是物理防御的一个例子。 热带拐杖是一种具有树枝颜色和体型的昆虫，这使得它在真正的树枝背景下静止时很难看见（图\(\PageIndex{e}\)-a）。 在另一个例子中，变色龙可以改变其颜色以匹配周围环境（图\(\PageIndex{e}\)-b）。

    带有细长身体的棕色和绿色手杖（左）和尾巴盘绕的绿色变色龙（右）与植被融为一体。
    图\(\PageIndex{e}\)：（a）热带手杖和（b）变色龙使用其体型和/或颜色来防止捕食者发现。 （来源 a：琳达·坦纳对作品的修改；来源 b：弗兰克·瓦森对作品的修改）

    有些物种使用着色来警告捕食者它们令人反感或有毒。 例如，君主蝴蝶毛虫从其食物（植物和乳草）中隔离毒药，使自己对潜在的捕食者产生毒性或厌恶。 毛毛虫呈亮黄色和黑色，以宣传其毒性。 毛毛虫还能够将隔离的毒素传递给成年君主，成年君主也被明显地涂成黑色和红色，作为对潜在捕食者的警告。 火腹蟾蜍，会产生毒素，使它们对潜在的捕食者产生厌恶（图\(\PageIndex{f}\)）。 它们的腹部有鲜红色或橙色，它们向潜在的捕食者展示这些颜色，以宣传它们的毒性并阻止攻击。 警告颜色只有在捕食者使用视力来定位猎物并能够学习时才起作用——天真的捕食者必须经历吃掉猎物的负面后果才能避开其他颜色相似的个体。

    一只火腹蟾蜍，身体下侧有亮橙色和黑色斑纹。
    图\(\PageIndex{f}\)：火腹蟾蜍，腹部颜色鲜艳，可以警告潜在的捕食者它有毒。 （来源：罗伯托·韦尔佐对作品的修改）

    虽然一些捕食者由于其颜色而学会避免食用某些潜在猎物，但其他物种已经进化出模仿这种颜色的机制以避免被吃掉，尽管它们本身可能不会不愉快地食用或含有毒化学物质。 在某些模仿情况下，无害物种会模仿有害物种的警告颜色。 假设它们共享相同的捕食者，则这种颜色可以保护无害的捕食者。 许多昆虫物种模仿黄蜂的颜色，黄蜂是刺痛的有毒昆虫，因此阻碍了捕食（图\(\PageIndex{g}\)）。 在其他模仿案例中，多个物种具有相同的警告颜色，但实际上它们都有防御能力。 信号的共同性提高了所有潜在捕食者的依从性。

    黄蜂和食蝇在不同的花朵上。 两种昆虫都有透明的翅膀，光滑的身体以及黑色和黄色的条带。
    图\(\PageIndex{g}\)：一种模仿形式是无害物种模仿有害物种的颜色，例如（a）黄蜂（P olistes sp.）和（b）hoverfly（S yrphus sp.）。 （来源：汤姆·英格斯对作品的修改）

    逃离掠食者、躲藏和玩死是行为防御的例子。 一些猎物还表现出威胁捕食者的行为。 例如，捕捉海龟会伸展双腿使其显得更大，然后猛烈地猛击捕食者。