We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Yra žinoma, kad delfinai niekada nemiega ta prasme, kaip mes, o vienas jų smegenų pusrutulis miega, o kitas budi. Įdomu, ar jie rodo pastebimus elgesio pokyčius, atsižvelgiant į tai, kuris pusrutulis yra aktyvus? Ar jų pusrutulių specifikacija yra panaši į mūsų (logika ir emocijos)?
Miegas yra biologinė stadija, kurią laikome atsipalaidavimo periodu, tačiau tai tikrai labai funkcinė smegenų stadija. Dauguma su atmintimi susijusių apdorojimo, pavyzdžiui, darbinės atminties ir pažintinių funkcijų, tokių kaip sprendimų priėmimas, samprotavimai ir epizodinė atmintis, valdymas, yra glaudžiai susiję su miegu.
Delfinai niekada nemiega ta prasme, kaip mes, TEISINGAI, nes užmerkiame abi akis ir patenkame į sumažėjusio gebėjimo reaguoti į dirgiklius stadiją. Tačiau delfinų atveju jiems reikia kvėpuoti, todėl visiškai įžengus į tokią miego stadiją kaip mes, jų atveju yra savižudybė. Delfinai turi specializuotą šios problemos sprendimo būdą – jie miega „vienpusrutulio lėtosios bangos miego metu“. Jie miega tik su vienu smegenų pusrutuliu, o kitas yra aktyvus, kai miega dešinysis pusrutulis, kairė akis yra užmerkta ir atvirkščiai, nes dešinysis pusrutulis valdo kairę kūno dalį. Pastebimas jų elgesio pokytis matomas užmerkus vieną akį.
Žmonės ir delfinai turėjo bendrą protėvį, gyvenusį prieš 95 milijonus metų. Per pastaruosius 50 milijonų metų delfinai vystėsi vandenyje, o jų smegenų evoliucija vyko kitu keliu. Neokorteksas, labiausiai išorinis smegenų sluoksnis, kuris laikomas neseniai išsivysčiusia smegenų dalimi. Neokorteksas aktyviai vystosi tiek žmonėms, tiek delfinams, vienas ryškiausių jų bruožų yra tai, kad žmogaus neokorteksas yra didelio storio, o delfinų plonas, turintis daugiau raukšlių nei mūsų. Neokortekso lankstymas yra būdas padidinti jo paviršiaus plotą. Šis esminis skirtumas atsirado dėl to, kad abi rūšys evoliuciškai skiriasi.
Delfinai turi sudėtingą echolokacijos sistemą ir žiūronus, jiems reikia sukurti vizualinį ir sonaro vaizdą apie savo aplinką, o tyrimai parodė, kad jų smegenų dydis padidėjo dėl didžiulio duomenų kiekio, kurį jiems reikia apdoroti šiais tikslais. Be to, būdami socialūs gyvūnai, jų neokorteksą sudaro ryšiai, kaip ir mes, bet kadangi mes abu esame evoliuciškai atskirti maždaug prieš 95 milijonus metų, dauguma smegenų sričių yra diversifikuotos ir išsivysčiusios.
Delfinai parodė, kad jie gali suprasti simbolinę, žmogišką kalbą, kur žodžiai yra švilpimas arba rankų gestai. Ir delfinai galėjo lengvai suprasti, kad mes naudojame skirtingas žodžių eiles, kad reikštume skirtingus dalykus. Taigi jie supranta sintaksę. Delfinų smegenys yra išdėstytos visiškai kitaip nei mūsų, tačiau jie vis tiek gali suprasti, ko mes juos bandome išmokyti. Lou Hermanas taip pat parodė, kad delfinai yra šalia žmonių ir šimpanzių, nes gali suprasti, kad kai į ką nors nukreipiame ar žiūrime, turime omenyje „Nežiūrėk į mane; pažiūrėk, į ką aš žiūriu“. Jis padarė daug įdomių dalykų, o jo darbas labiausiai prisidėjo prie mūsų supratimo, ką šie gyvūnai gali padaryti.
Delfinų elgsenos pokyčiai skirtingais pusrutulių veiklos laikotarpiais? – Biologija
Jūs paprašėte automatinio pasirinkto turinio vertimo iš mūsų duomenų bazių. Ši funkcija teikiama tik jūsų patogumui ir jokiu būdu nėra skirta pakeisti žmogaus atliekamo vertimo. Nei BioOne, nei turinio savininkai ir leidėjai neteikia ir aiškiai atsisako jokių tiesioginių ar numanomų pareiškimų ar garantijų, įskaitant, bet neapsiribojant, pareiškimus ir garantijas dėl vertimo funkcijos funkcionalumo arba vertimo tikslumo ar išsamumo. vertimus.
Vertimai mūsų sistemoje nesaugomi. Naudojantis šia funkcija ir vertimais taikomi visi naudojimo apribojimai, nurodyti BioOne svetainės naudojimo sąlygose.
Dusky delfinų, Lagenorhynchus obscurus, elgesys per parą Golfo Nuevo mieste, Argentinoje
Mariana Degrati, 1 Silvana L. Dans, 1 Susana N. Pedraza, 1 Enrique A. Crespo, 1 Griselda V. Garaffo 1
1 Centro Nacional Patagónico, Universidad Nacional de la Patagonia, Boulevard Brown 2825, (9120) Puert
Apima PDF ir HTML, jei įmanoma
Šis straipsnis pasiekiamas tik prenumeratorių.
Jo negalima parduoti individualiai.
Standartizuotos elgesio priemonės gali būti galingos priemonės, leidžiančios nuspėti žmogaus veiklos poveikį natūralioms žinduolių populiacijoms. Kiekybiškai įvertinome prieblandų delfinų (Lagenorhynchus obscurus) dienos veiklos biudžetą Golfo Nuevo mieste, Argentinoje, nagrinėdami aktyvumo pokyčius, atsižvelgiant į sezoną ir socialinių grupių amžiaus sudėtį. Stebėjimai buvo atlikti iš tyrimų laivo 2001–2005 m. vasarą ir rudenį. Taikyta fokusinės grupės sekimo metodika. Kiekvienoje socialinėje grupėje vyraujantis aktyvumas buvo užfiksuotas naudojant momentinį atranką su 2 minučių intervalu tarp nuskaitymo. Pagrindinis prieblandos delfinų dienos užsiėmimas buvo kelionės, po to sekė malimas ir maitinimas. Motinos ir veršelių poros daugiau laiko skirdavo malimui ir poilsiui, o didesnės suaugusiųjų ir jauniklių bei mišraus amžiaus grupės daugiau laiko praleisdavo keliaudamos ir maitindamosi. Nors buvo nustatytas sezoninis grupės dydžio ir sudėties svyravimų modelis, veiklos biudžetuose, kurie šviesiuoju paros metu buvo beveik pastovūs, sezoniniai skirtumai buvo nedideli. Šio tyrimo metu sukurtas veiklos biudžetas yra pagrindas elgsenos skirtumams, susijusiems su turizmu ir kita žmogaus veikla regione, nustatyti.
Mariana Degrati , Silvana L. Dans , Susana N. Pedraza , Enrique A. Crespo ir Griselda V. Garaffo "Diurnal Behavior of Dusky Dolphins, Lagenorhynchus obscurus , in Golfo Nuevo, Argentina", Journal of Mammalogy 89 (1241-), 1247, (2008 m. spalio 1 d.). https://doi.org/10.1644/07-MAMM-A-110.1
Priimta: 2008-03-01 Paskelbta: 2008-10-01
Šis straipsnis pasiekiamas tik prenumeratorių.
Jo negalima parduoti individualiai.
Įvadas
Jūrų žinduoliai, gyvenantys netoli kranto esančiuose vandenyse, yra veikiami rekreacinės ir komercinės veiklos [1, 2], kai žmonės naudojasi buveinėmis ir ištekliais, pavyzdžiui, grobio daiktais [3]. Buvo užfiksuoti jūros žinduolių buveinių naudojimo ir elgesio sutrikimai pakrantės zonose, kuriose koncentruota žmogaus veikla, įskaitant akvakultūrą [4, 5], aktyvų ir imituojamą vidutinio dažnio sonaro triukšmą [6], delfinų turizmą [7, 8], ir žmogaus sukeltas buveinių degradavimas [9]. Pakrantėse gyvenančios jūrų žinduolių rūšys dažnai aptinkamos natūraliuose ir dirbtinai išgilintuose kanaluose arba šalia jų, kur gausu žuvų grobio arba jie susikaupę [10–13]. Delfinų gebėjimas išnaudoti kanalų ypatybes, pvz., stačius šlaitus, gali padidinti jų grobio aptikimo ir gavimo efektyvumą, nes sukuria kliūtis grobiui ganyti [14]. Gilinti kanalai, sukurti dideliems laivams praplaukti, gali padidinti delfinų maitinimosi galimybes. Tačiau laivų poveikis suintensyvėja siauruose laivybos kanaluose (<1 km pločio), kur yra ribota erdvė horizontaliam judėjimui.
Paprastieji delfinai buteliai (Tursiops truncatus, toliau – „butanosiai delfinai“) aptinkami siaurame ir perpildytame dirbtinai gilintame Galvestono laivų kanale (GSC), Galvestono įlankoje, Teksase, ištisus metus [15]. Tačiau mažai žinoma apie jų buveinių naudojimą ir elgesį, palyginti su įvairiais laivų tipais ir veikla. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje atliktas trejus metus trukęs tyrimas nuotraukomis atpažino 240 GSC asmenų, iš kurių 75 % buvo pakartotinai įvertinti [16]. Delfinai, naudojantys GSC, greičiausiai yra atvira populiacija, kurios grynasis populiacijos dydžio pokytis yra minimalus ir gali būti delfinų iš bendro Galvestono įlankos strateginio išteklių, kurį nustato Nacionalinė jūrų žuvininkystės tarnyba (NMFS), ir vakarinės Meksikos įlankos pakrantės išteklių [16]. ]. GSC turi didžiausią procentą besimaitinančių delfinų grupių Galvestono įlankos sistemoje ir yra viena iš dviejų pagrindinių maitinimosi vietų Žemutinėje Galvestono įlankoje. Iš dalies taip gali būti dėl gilių išgilintų kanalų, į kuriuos iš Meksikos įlankos patenka labai sūrūs vandenys ir grobio rūšys [17]. Butelių delfinų elgesys buvo plačiai ištirtas pasauliniu mastu, tačiau populiacijų elgesiui prie Teksaso buvo skiriama mažiau dėmesio nei kitose srityse, tokiose kaip Florida.T. truncatus) [18] ir Australija (Tursiops sp.) [19]. Keli tyrimai buvo skirti delfinų buveinių naudojimui giliuose, siauruose kanaluose, tačiau nedaugelis ištyrė delfinų reakciją į įvairius laivų tipus šiuose aktyviuose jūrų uostuose.
GSC yra tarp 50 geriausių JAV uostų pagal bendrą tonažą ir yra Galvestono įlankoje, didžiausioje Teksaso estuarijoje ir septintoje pagal dydį JAV (JAV) [20]. TGS gali priimti didelius, pilnai pakrautus laivus ir yra svarbus regiono ekonomikos indėlis [21]. Be transporto sektoriaus, kuriam jis buvo sukurtas, GSC remia komercinę žvejybą (Galveston „Mosquito“ krevečių laivyną), delfinų stebėjimo turizmą (3 įmonės), greitaeigius pramoginius laivus (viena įmonė) ir privačią pramoginę veiklą. plaukiojimas valtimis ir žvejyba. Į sąrašą įtrauktos didelės spūstys jūroje ir įvairiausių tipų laivai Hiustono-Galvestono uosto teritorijoje, kur „niekas nesilaiko eismo schemos“ [22]. Šią zoną besinaudojantys buteliais delfinai gali toleruoti indų trikdymą, kad galėtų pasiekti koncentruotus grobio būrius [23]. Tačiau NMFS grėsmių vertinime buvo nustatyta, kad laivų eismas ir turizmas yra tarp 4 iš 19 galimų grėsmių delfinams Galvestono įlankoje (įskaitant GSC) [24].
Laukinės gamtos reakciją į žmogaus veiklą interpretuoti yra sudėtinga, o elgesiui gali turėti įtakos įvairūs gamtos ir žmogaus sukurti veiksniai. Daugelyje gamtos išsaugojimu pagrįstų tyrimų, kuriuose dalyvauja jūrų žinduoliai ir žmogaus veikla, pagrindinis dėmesys skiriamas tiesioginei sąveikai, dėl kurios atsiranda sužalojimas arba mirtingumas, pvz., susidūrimas su laivu, žvejybos priegauda ir įsipainiojimas [25–27]. Galvestono įlankos regione pastebimi tiesioginio delfinų sužalojimo požymiai (pvz., žvejybos įrankių įsipainiojimas, sraigto žaizdos), tačiau neaišku, kaip šie incidentai yra susiję su bendru mirtingumu (pers.comm. Heidi Whitehead, Teksaso jūrų žinduolių strandų tinklas, 2017). Antropogeninė veikla taip pat veikia jūros žinduolius mažiau akivaizdžiais būdais, pavyzdžiui, keičiasi elgesys [28, 29], ir gali būti aptiktas naudojant trikdymo elgesio rodiklius [30]. Apsaugos elgsenos sistema, švelnus modelis, kuriuo siekiama susieti elgesį ir išsaugojimą, siūlo, kad į elgesį orientuoti išsaugojimo tyrimai būtų sutelkti į: 1) žmonių poveikį gyvūnų elgesiui (galimus stresą sukeliančius dirgiklius), 2) elgesio rodiklius (atsakymus į galimus stresorius), ir 3) elgesiu pagrįstas valdymas [30].
Buvo aprašytos įvairios trumpalaikės odontocetų (dantytų banginių) elgsenos reakcijos, įskaitant horizontalius ir vertikalius judesius, susijusios su jūrų laivų eismu kitose srityse, įskaitant bėgimą, ilgesnį nardymą ir visišką laivų eismo vengimą [31]. . Taip pat buvo pastebėta, kad delfinai keičia grupavimosi modelius arba atstumus tarp individų, kai yra laivų [32]. Taip pat buvo pranešta apie plaukimo greičio pokyčius ir sumažėjusį ar sutrikdantį maisto ieškojimą, poilsį ir bendravimą su laivais, įskaitant delfinų stebėjimo turizmą [33–42]. Metrika, naudojama elgesio pokyčiams nustatyti, apima kvėpavimo intervalų, atstumo iki artimiausio kaimyno, plaukimo greičio, persiorientavimo greičio ir tiesiškumo kiekybinį įvertinimą. Ne visi elgesio atsakai yra klasifikuojami kaip vengimas, o delfinai gali keisti elgesį, artėdami prie laivų. Pavyzdžiui, delfinus gali patraukti į jūrą išmetama priegauda arba grobis, kurį išjudina arba pagauna komercinių tralerių tinklai [3]. Šie rizikingi atraktantai, kuriuos naudojant gali būti lengviau įsisavinti grobį, padidina delfinų sužalojimo riziką dėl sraigto įtrūkimų ar tinklo įsipainiojimo. JAV jūrų žinduolių elgesio modelio trikdymas laikomas priekabiavimu, kaip apibrėžta 1972 m. JAV jūrų žinduolių apsaugos įstatyme (MMPA) [43]. Priekabiavimas šiame kontekste apima bet kokį persekiojimo veiksmą, kuris gali sutrikdyti laukinį delfiną, sutrikdydamas elgesio modelius, įskaitant, bet neapsiribojant, maitinimą [43].
Šiame tyrime buvo ištirtas delfinų elgesys GSC, nesant ir esant įvairiai laivų veiklai, ir pateikiami įrodymais pagrįsti pasiūlymai, kaip suderinti jūrų laivų veiklą su jūrų žinduolių apsauga. Konkretūs tikslai yra šie: 1) nustatyti, kaip skiriasi delfinų elgsenos aktyvumo būsenos, atsižvelgiant į endogeninius (grupės dydis ir sudėtis) ir egzogeninius (paros laikas) veiksnius ir laivo buvimą; 2) kiekybiškai įvertinti judėjimo modelius (plaukimo greitį, persiorientavimo greitį ir tiesiškumą), kad būtų galima įvertinti. delfinų elgsenos atsakas į įvairų laivų eismą ir 3) pateikia moksliškai pagrįstas adaptacinio valdymo rekomendacijas, kurios prisidėtų prie išsaugojimo pastangų svyruojančioje aplinkoje.
Įvadas
Darbinė atmintis – gebėjimas psichiškai išlaikyti ir manipuliuoti informacija, kad būtų galima vadovautis elgesiu – yra labai svarbi daugeliui aukšto lygio pažinimo aspektų [1–3]. Vienas ryškus nervinis darbo atminties veikimo požymis yra nuolatinis padidėjęs uždelsimo periodo aktyvumas priekinėje ir parietalinėje žievėje. Konkrečiai, nuo deguonies kiekio kraujyje priklausomas (BOLD) aktyvumas priekinėje ir parietalinėje žievėje monotoniškai didėja dėl atminties apkrovos ir asimptotų esant individo atminties talpai [4,5]. Manoma, kad šių tinklų veikla atspindi kontrolės įsitraukimą [6, 7]. Pavyzdžiui, vienas neseniai atliktas tyrimas parodė, kad nuolatinis aktyvumas parietalinėje žievėje seka stimulų turinio susiejimo poreikius su konkrečiam tyrimui būdingu kontekstu, o ne per se atminties apkrovą [8]. Įrodyta, kad šie signalai koreliuoja su individualia atminties talpa [4, 5] ir atminties tikslumu [8–10]. Priešingai, nuolatinio padidėjusio aktyvumo vėlavimo laikotarpiu jutiminėje žievėje (pvz., pakaušio žievėje vaizdinei informacijai gauti) dažnai nėra, nepaisant patikimo dirgikliui būdingos informacijos pateikimo [8,10–13].
Naujausi psichofiziniai darbai parodė, kad darbinės atminties netikslumai atsiranda ir dėl atsitiktinių klaidų, ir dėl sistemingų paklaidų. Pavyzdžiui, kai tiriamieji prisimena bruožus, paimtus iš vienodos stimulo erdvės, jų atsakymai nėra vienodi. Vietoj to, atsakymai „susikaupia“ aplink nedidelį skaičių konkrečių reikšmių [14–16]. Tolesnis modeliavimo darbas parodė, kad šį klasterizavimą galima paaiškinti atraktoriaus dinamika, kuri traukia prisiminimus į konkrečias mnemoninės erdvės vietas (pvz., rožinės arba violetinės spalvos dirgiklių atmintis gali būti „pritraukta“ prie raudonos spalvos). Nors toks dreifas sukelia sistemingą klaidą mnemoniniuose vaizduose, jis taip pat stabilizuoja juos ribodamas atsitiktinę sklaidą. Svarbu tai, kad nors dreifo dydis yra didžiausias atminties kodavimo metu, jo nuolatinė įtaka vėlavimo laikotarpiu yra būtina, norint neutralizuoti kitaip besikaupiantį atsitiktinės klaidos poveikį [16]. Be to, manoma, kad įtraukiančiojo pritraukiklio dinamika yra ypač naudinga, kai atminties apkrova didesnė, nes padidėjusį triukšmą atminties atvaizduose galima neutralizuoti didinant poslinkį link kelių stabilių vaizdų.
Kadangi su apkrova susijęs darbinės atminties veikimo netikslumas atspindi ir atsitiktinę difuziją, ir poslinkį link stabilių pritraukėjų būsenų, lieka neaišku, kiek kiekvienas iš šių veiksnių lemia apkrovai jautrų uždelsimo periodo aktyvumą parietalinėje ir priekinėje žievėje. Dabartiniame tyrime išanalizavome duomenis iš esamo eksperimento, kurio metu tiriamieji atlikdami funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos (fMRI) nuskaitymą, esant skirtingoms atminties apkrovoms, atidėtą atšaukė linijos orientaciją. Mes modeliavome tiriamųjų elgesį naudodami diskrečiųjų atrakcionų modelį ir regresavome gautus apkrovai jautrius dreifo ir difuzijos įverčius, įvertintus per kodavimą ir atmintį, atsižvelgiant į nuo apkrovos priklausomą uždelsimo periodo aktyvumą parietalinėje ir priekinėje žievėje. Mes nustatėme, kad priekinio ir parietalinio vėlavimo periodo aktyvumo padidėjimas buvo susijęs su difuzijos ir dreifo padidėjimu, o difuzija paaiškina daugiau dispersijos. Priešingai, šoninėje pakaušio žievėje dreifas paaiškino daugiau dispersijos nei difuzija uždelsimo laikotarpio veikloje. Šie rezultatai pateikia naują funkcijų, susijusių su uždelsimo periodo veikla, interpretaciją, o tai rodo, kad frontoparietaliniai valdymo tinklai gali būti naudojami siekiant kompensuoti su apkrova susijusį difuzinį triukšmą, o su apkrova susijęs dreifas yra ryškesnis pakaušio žievėje.
Delfinai prisitaiko išgyventi invazinėse pakrantės konstrukcijose
Butlenoso delfinas – Tursiops truncatus. Delfinas plaukioja tyrinėjimų laivu Bananų upėje netoli Kenedžio kosminio centro. Kreditas: viešasis domenasButeliais delfinai išmoksta susidoroti su pakrantės statybomis. Tai yra paskelbto tyrimo išvada Jūrų mokslo ribos. Šis tyrimas yra pirmasis, kuriame pateikiama išilginė pakrančių statybos kumuliacinio poveikio perspektyva. Delfinai prisitaikė prie tilto statybos, įrengdami maitinimosi vietas už statybos zonos ribų ir perkeldami elgesio laiką į dienos laiką, kai statybos veikla buvo sumažinta iki minimumo.
Jūrų pakrančių plėtrai būdinga netvari praktika. Dėl pakrančių plėtros 47 % pakrančių jūrų žinduolių rūšių ir 51 % pagrindinių jūrų žinduolių buveinių patiria platų antropogeninį trikdymą. Žmogaus veikla pakrantėse ir jūros buveinėse gali sukelti taršą, atsitrenkimus į laivus, įsipainiojimą, priegaudą ir šiukšlių nurijimą, o tai trikdo ir kenkia jūros laukinei gamtai.
Dvi labiausiai žalingos žmogaus praktikos yra gilinimas ir polių kalimas. Gilinimas, nuosėdų ir šiukšlių pašalinimas iš vandens telkinių, yra mirtinas žuvų ikrams ir lervoms. Polių kalimas sukelia didelę triukšmo taršą, kuri trukdo jūros gyvūnijos elgsenai. Daugelis žuvų rūšių ir banginių šeimos gyvūnų priklauso nuo garso, kad galėtų naršyti, ieškoti grobio, vengti plėšrūnų ir bendrauti su bendraminčiais.
Dėl šios praktikos ir jų poveikio banginių šeimos gyvūnai patiria stresą, mirtiną išsekimą ir ūmų vengimą. Dėl precedento neturinčio užstatymo lygio pakrančių zonos tampa triukšmingiausiomis ir labiausiai nykstančiomis planetos ekosistemomis. Be to, kadangi ši veikla niekada nevyksta atskirai, jos gali turėti bendrą poveikį.
Buteliniai delfinai yra stipriai susieti su savo pakrantės buveinėmis ir yra labiau pažeidžiami žmogaus spaudimo, nes jie patiria didžiausią bendrą poveikį. Dr. Ann Weaver, John's Pass Dolphin Study / Jaasas Academic Press, Florida, ištyrė, kaip butelių nosies delfinus paveikė tilto pakeitimo projektas John's Pass, Sankt Peterburge, Floridos vakarinėje dalyje. John's Pass yra siaura potvynių ir atoslūgių įlanka, jungianti Meksikos įlanką ir Intracoastal Waterway, ir tarnavo kaip pagrindinė delfinų buveinė, nes joje buvo gausu maitinimosi vietų. Tilto keitimo projektas vyko 2 etapais per 5 metus.
Weaveris kelis kartus per savaitę 11 metų rinko stebėjimo duomenis, kad gautų duomenis prieš statybą, jo metu ir po jo. „Bendras delfinų skaičius“, „delfinų buvimas ir nebuvimas“ ir „delfinų, užsiimančių iš anksto nustatytomis elgsenos būsenomis“, matavimai prieš statybą buvo lyginami su tais pačiais matavimais statybų metu ir po jo.
Statybos projektas apėmė polių kalimą ir gilinimą, todėl atsirado šviesos ir triukšmo tarša. Tyrimas parodė du būdus, kuriais delfinai prisitaikė prie šios žmogaus veiklos. Pirma, delfinai nustojo naudoti John's Pass kaip maitinimosi vietą, o persikėlė į teritorijas, esančias už statybos zonos ribų. Dėl šio prisitaikymo taip pat sumažėjo socialinė delfinų sąveika statybų zonoje. Šie elgesio pokyčiai išliko per 5 metus po statybos pabaigos ir niekada neatsistatė.
Antra, per pirmąjį statybos etapą delfinai perkėlė savo elgesio laiką į dienos laiką, kai statyba buvo sumažinta. Antrajame statybos etape delfinai, atrodo, išmoko susidoroti su žmonių trikdymu, nes jų elgesys vystomose vietovėse šiek tiek pasikeitė į įpročius prieš statybą. Weaveris priduria: „Prisitaikymas taip pat galėjo būti iš dalies susijęs su tuo, kaip buvo valdoma statyba. Šis dviejų etapų poveikis statybai galėjo leisti delfinams susipažinti su statyba pirmajame etape ir galbūt leido jiems prisitaikyti prie „naujos normos“. „Antrojo etapo metu“.
Weaveris daro išvadą: "Šie rezultatai yra dvipusis raktas į būsimų pakrančių statybos projektų valdymą, įpareigojant laikytis šios apsaugos politikos. Pirma, prieš pradedant statybas, ištirkite laukinę gamtą, kad sužinotumėte jų įpročius. Antra, pritaikykite šias žinias: suplanuokite pakrantės statybos veiklą pagal Suteikite jiems galimybę prisitaikyti ir padėti delfinams išlaikyti savo istorinius įpročius, kiek įmanoma."
MEDŽIAGOS IR METODAI
Gyvūnai
Trys suaugę delfinai buteliukas [Tursiops truncatus (Montagu, 1821 m.)] (1 lentelė), gyvenantys „The Dolphin Experience“ (Freeport, Didžioji Bahamos sala, Bahamos), buvo mokomi daugiau nei 6 mėnesius eksperimentiniams protokolams. Gyvūnai buvo laikomi dideliuose (15 × 15 × 5 m gylio) sūraus vandens aptvaruose, sujungtuose su atviru vandenynu ir kasdien šeriami stintene ir silke, papildytu multivitaminais (Sea Tabs, Pacific Research Laboratories, San Diego, CA, JAV ). Tyrimo mėnesį (2009 m. vasario mėn.) buvo išmatuotas bendras kūno ilgis ir didžiausias apimtis (ties priekinio nugaros peleko įterpimo vietoje) ir buvo naudojami kūno masėms įvertinti naudojant delfinams būdingą morfometrinį skaičiuotuvą (Messinger ir kt., 1999). Šis skaičiuotuvas buvo sukurtas specialiai delfinų buteliukams ir naudoja delfino lytį, bendrą kūno ilgį, maksimalų apimtį ir amžių, kad nustatytų kūno masę. Duomenys, naudojami lygčiai parametruoti skaičiuoklėje, buvo gauti iš delfinų keturiuose įrenginiuose, įskaitant „The Dolphin Experience“. Vidutinė apskaičiuota trijų tiriamųjų gyvūnų masė buvo 186±12 kg (1 lentelė). Visos eksperimentinės procedūros buvo atliktos pagal Kalifornijos universiteto Santa Kruze institucinius gyvūnų naudojimo ir priežiūros komitetus ir leidžiamos pagal Nacionalinės jūrų žuvininkystės tarnybos jūrų žinduolių leidimą Nr. 984-1587-00.
Elektrokardiografijos prietaisai ir eksperimentiniai bandymai
Delfinai buvo mokomi dėvėti neopreno liemenę su IQmark Advanced Holter elektrokardiografo (EKG) monitoriumi (7.2 versija, Midmark Diagnostics Group, Versailles, OH, JAV), patalpintą pagal užsakymą suprojektuotoje vandeniui atsparioje dėžutėje (18 × 8 × 4,5 cm Backscatter). Povandeninis ir vaizdo įrašas, Monterey, CA, JAV). EKG bangos formos signalai buvo nuolat gaunami per ekranuotus laidus, prijungtus prie dviejų siurbtukų elektrodų (5 cm skersmens su 2 cm skersmens sidabro plokštelės elektrodu), kurie buvo pritvirtinti prie delfinų. Vienas puodelis buvo dedamas ant krūtinkaulio išilgai ventralinės vidurinės linijos tiesiai po krūtinės pelekų įdėklais, o kitas buvo dedamas virš dešiniojo kaukolės pagal Williams ir kt. (Williams ir kt., 1993) ir Noren ir kt. (Noren ir kt., 2004). Širdies susitraukimų dažnis buvo nuolat registruojamas per visą eksperimentinę seansą, kai buvo nustatyti elektrodai ir liemenė.
Eksperimentinėmis dienomis delfinai plaukė valtimi į atvirą vandenyną, kur atliko daugybę trenerio nukreiptų veiksmų. Bandymo elgsena buvo įvairios trukmės ir apėmė: (1) poilsį panardinus (1A pav.), (2) mažo intensyvumo aktyvumą panardinant (1B pav.), (3) horizontalų plaukimą po vandeniu (1C pav.), (4) ) vertikalus slydimas į vandens paviršių (1D pav.) ir (5) paviršiaus intervalas po nardymo. Povandeniniai bandymai vyko 15 m gylyje atvirame vandenyne. Po to gyvūnas balandis atsistojo šalia dresuotojo ir buvo duotas signalas, kad vandenyno dugne elgtųsi diskretiškai: ilsėtis, mažo intensyvumo veikla (t. y. pasukama galva arba iššoks žandikauliai) arba plaukimas po vandeniu, kai delfinas pasirinko savo greitį. Elgesys buvo atliktas atsitiktine tvarka, kad gyvūnas negalėtų numatyti tokio elgesio. Tik keliais atvejais buvo atliktas antras diskretiškas elgesys, kol gyvūnui buvo pranešta, kad jis grįžta į paviršių. Kai kuriais atvejais delfinas grįžo į paviršių kvėpuoti prieš duodamas trenerio signalą. Delfinai buvo apdovanoti žuvimi per visą nardymą, o atlygio už žuvį kiekis buvo panašus visais būdais. Be bandymų atvirame vandenyje, širdies susitraukimų dažnis buvo matuojamas ilsintis ant vandens paviršiaus gyvūnų aptvaruose. Tai leido mums gauti ramybės pulso dažnį paviršiuje, išskyrus atsigavimo po plaukimo ir nardymo poveikį.
Elgesio ir judėjimo stebėjimas
Šiame tyrime suaugusių delfinų lytis ir morfologija
JGZysSJNlm9lo4Uv5vyGCWKRhxB2zoi59V652qlz4wobqV89ZUECIbRKA6c5KVXThmERs0cst67yjMOuzg58UnUh36NOMeWSSSH8u4sQI29Kfkh6SiZoh81euoTopgQAmve81MR0GmzjQqvlANDzgW3G6oyqo3Vmt1zdTFc8t0cfAo3ZYB3nyUOjgC7JKRNdCHqZBtF83rU0D5Itog __ & ampKey-pora-Id = APKAIE5G5CRDK6RD3PGA "/>
Suaugę delfinai, nardantys iki 15 m, dėvintys neopreno liemenę su elektrokardiogramos širdies ritmo monitoriumi. Nuotraukose matyti (A) poilsis gylyje, (B) žemo intensyvumo veikla (galvos svyravimas), (C) horizontalus plaukimas gylyje ir (D) vertikalus priartėjimas prie vandens paviršiaus po giluminio panardinimo laikotarpio.
Suaugę delfinai, nardantys iki 15 m, vilkėdami neopreno liemenę su elektrokardiogramos širdies ritmo monitoriumi. Nuotraukose matyti (A) poilsis gylyje, (B) žemo intensyvumo veikla (galvos svyravimas), (C) horizontalus plaukimas gylyje ir (D) vertikalus priartėjimas prie vandens paviršiaus po giluminio panardinimo laikotarpio.
Širdies ritmo analizė
Visų seansų EKG bangos forma (2 pav.) buvo apžiūrėta vizualiai, siekiant įsitikinti, kad prietaisai tiksliai nustatė ritmų intervalus, kai nėra signalo artefaktų, susijusių su raumenų veikla. Tada buvo naudojamas akimirksniu širdies susitraukimų dažnis (tvinksniai min –1) apskaičiuoti, naudojant tarpuplaučio intervalą. Atliekant nardymo testus, momentinis širdies susitraukimų dažnis buvo pavaizduotas bandymo laiko atžvilgiu ir užkoduotas spalvomis pagal užfiksuotą elgesio būseną (3 pav.). Šiuose tyrimuose pavyzdys buvo apibrėžtas kaip visų momentinių širdies susitraukimų dažnių, susijusių su atskiru elgesiu, vidurkis. Iš eilės gautų mėginių ribos buvo pagrįstos gyvūno elgesio pasikeitimu, kaip nurodyta vaizdo įraše. Elgesio pavyzdžiams, kurie buvo po nusileidimo į gylį arba prieš pakilimą į paviršių, momentinio širdies plakimo duomenys buvo vizualiai patikrinti, siekiant nustatyti vingio tašką, kuris apibrėžė to elgesio pastovaus fiziologinio periodo pradžią ir pabaigą. Širdies susitraukimų dažnis prieš arba po šio segmento buvo pereinamasis širdies susitraukimų dažnis, susijęs su kvėpavimu arba numatoma tachikardija, ir nebuvo įtrauktas į vidurkį pagal Noren ir kt. procedūras. (Noren ir kt., 2004). Atliekant bandymus ilsėtis prie paviršiaus gyvūno aptvare, momentinio širdies susitraukimų dažnio vidurkis buvo įtrauktas tarp dviejų kvėpavimų iš eilės.
Mūsų pagrindinis interesas buvo kiekybiškai įvertinti širdies ritmo skirtumus, susijusius su skirtingu elgesiu panardinant. Kiekvienas duomenų taškas atspindi unikalų pavyzdį (skirtingą elgesį), o kiekvieno mėginio trukmė ir pratimų intensyvumas buvo šiek tiek skirtingos, todėl matavimai buvo laikomi nepriklausomais ir nesikartojančiais. Nors surinkome duomenis iš trijų asmenų, šio tyrimo tikslas nebuvo ištirti individualių skirtumų. Šis metodas leido mums sujungti duomenis ir turėti pakankamai didelį imties dydį statistinei analizei. Kai imties dydis mažas, sujungiami duomenys apie asmenis, vadovaujamasi metodais, taikytais ankstesniuose jūros žinduolių ir pingvinų nardymo širdies ritmo tyrimuose (t. y. Noren ir kt., 2004 Meir ir kt., 2008). Nepaisant to, kadangi individualūs skirtumai gali susilpninti susidariusius ryšius, šis bendras analitinis metodas sustiprina išvadų patikimumą (Meir ir kt., 2008).
Pranešti širdies susitraukimų dažnio vidurkiai, atspindintys kiekvieną elgesio būseną, buvo visų trijų delfinų mėginių vidurkis. Širdies susitraukimų dažnio skirtumai įvairiose aktyvumo būsenose buvo nustatyti naudojant vienpusį ANOVA kartu su poriniu Tukey testu (daugkartinė palyginimo procedūra). SegReg (www.waterlog.info) programa buvo naudojama siekiant nustatyti, ar viena ar kelios tiesinės regresijos geriausiai apibūdino ryšį tarp stebimo insulto dažnio ir širdies susitraukimų dažnio (ir apskaičiuoto plaukimo greičio bei širdies susitraukimų dažnio). Trumpai tariant, programa SegReg parenka geriausią lūžio tašką ir funkcijos tipą, remdamasi statistinio paaiškinimo koeficiento padidinimu. Visoms kitoms statistinėms procedūroms buvo naudojama Sigma Stat 2.03 (Systat Software, Chicago, IL, JAV). Duomenys pateikiami kaip vidurkiai ± 1 s.d. Rezultatai buvo laikomi reikšmingais P<0,05.
Sąlyginis elgesys
Klasikinio kondicionavimo atveju elgesys suporuojamas su nesusijusiu dirgikliu operantiniame sąlygojimuose, elgesį keičia pasekmės.
Mokymosi tikslai
Atskirkite klasikinius ir operantinius kondicionavimo būdus
Key Takeaways
Pagrindiniai klausimai
- Klasikinio kondicionavimo atveju atsakas, vadinamas sąlyginiu atsaku, yra susietas su dirgikliu, su kuriuo anksčiau nebuvo susietas, sąlyginis dirgiklis atsakas į pradinį besąlyginį dirgiklį vadinamas besąlyginiu atsaku.
- Klasikinis kondicionavimas yra pagrindinis biheviorizmo principas, psichologinės filosofijos šaka, kurioje teigiama, kad visi gyvų būtybių veiksmai, mintys ir emocijos yra elgesys, kurį galima gydyti keičiant elgesį ir keičiant aplinką.
- Operantinio kondicionavimo sąlygomis sąlyginis elgesys palaipsniui keičiamas dėl jo pasekmių, kai gyvūnas reaguoja į dirgiklį.
- Operantinis kondicionavimas priklauso nuo pastiprinimo (t. y. atlygio) ir (arba) bausmės, kad tokiu būdu būtų pakeistas sąlyginis elgesys, gyvūnas yra sąlygojamas susieti tam tikrą elgesį su bausme ar atlygiu.
Pagrindinės sąlygos
- klasikinis kondicionavimas: neutralaus dirgiklio, iš pradžių suporuoto su stimulu, kuris sukelia atsaką, naudojimas sąlyginiam atsakui sukurti
- operantinis kondicionavimas: elgesio modifikavimo technika, naudojant teigiamą ir neigiamą pastiprinimą bei teigiamą ir neigiamą bausmę
Sąlyginis elgesys
Sąlyginis elgesys yra asociatyvaus mokymosi tipai, kai stimulas susiejamas su pasekmėmis. Dviejų tipų kondicionavimo metodai apima klasikinį ir operantinį kondicionavimą.
Klasikinis kondicionavimas
Klasikinio kondicionavimo atveju atsakas, vadinamas sąlyginiu atsaku, yra susijęs su dirgikliu, su kuriuo anksčiau nebuvo susietas, sąlyginiu dirgikliu. Atsakas į pradinį besąlyginį dirgiklį vadinamas besąlyginiu atsaku. Dažniausiai minimas klasikinio kondicionavimo pavyzdys yra Ivano Pavlovo eksperimentai su šunimis. Pavlovo eksperimentuose besąlyginis atsakas buvo šunų seilėtekis, reaguojant į besąlyginį stimulą matyti ar užuosti jų maistą. Sąlyginis stimulas, kurį mokslininkai siejo su besąlyginiu atsaku, buvo varpo skambėjimas. Kondicionavimo metu kiekvieną kartą, kai gyvūnui buvo duodama maisto, buvo skambinamas varpas. Tai buvo pakartota kelių bandymų metu. After some time, the dog learned to associate the ringing of the bell with food and to respond by salivating. After the conditioning period was finished, the dog would respond by salivating when the bell was rung, even when the unconditioned stimulus (the food) was absent. Thus, the ringing of the bell became the conditioned stimulus and the salivation became the conditioned response. Although it is thought by some scientists that the unconditioned and conditioned responses are identical, Pavlov discovered that the saliva in the conditioned dogs had characteristic differences when compared to the unconditioned dog.
Classical conditioning: In the classic Pavlovian response, the dog becomes conditioned to associate the ringing of the bell with food.
Some believe that this type of conditioning requires multiple exposures to the paired stimulus and response, but it is now known that this is not necessary in all cases some conditioning can be learned in a single pairing experiment. Classical conditioning is a major tenet of behaviorism, a branch of psychological philosophy that proposes that all actions, thoughts, and emotions of living things are behaviors that can be treated by behavior modification and changes in the environment.
Operant Conditioning
In operant conditioning, the conditioned behavior is gradually modified by its consequences as the animal responds to the stimulus. A major proponent of such conditioning was psychologist B.F. Skinner, the inventor of the Skinner box. Skinner put rats in his boxes that contained a lever that would dispense food to the rat when depressed. While initially the rat would push the lever a few times by accident, it eventually associated pushing the lever with getting the food. This type of learning is an example of operant conditioning. Operant learning is the basis of most animal training: the conditioned behavior is continually modified by positive or negative reinforcement (such as being given a reward or having a negative stimulus removed) or by positive or negative punishment (such as being given a punishment or having a pleasing stimulus removed). In this way, the animal is conditioned to associate a type of behavior with the punishment or reward. Over time, the animal can be induced to perform behaviors that they would not have done in the wild, such as the “tricks” dolphins perform at marine amusement park shows.
Operant conditioning: The training of dolphins by rewarding them with food is an example of positive reinforcement operant conditioning.
You Can’t Sleep While Traveling Because Your Brain Acts Like a Dolphin’s
We all know the feeling. It’s your first night at a hotel after a long day a travel. You slide under bleach-white sheets, collapsing on a cloud of pillows. Yet, despite near exhaustion, you toss and turn, unable to nod off.
This tendency to sleep poorly on the first night in a new setting, known as the “first night effect,” is well documented, but the causes have remained unclear.
This phenomenon, though, might be an evolutionary advantage in disguise, a new study in Dabartinė biologija suggests. The grogginess may happen because one side of the brain forgoes sleep to act as a “night watch” capable of alerting us to potential dangers, a team from Brown University shows.
“When a subject comes into a lab on the first night [for a sleep study], it takes them longer to fall asleep, they wake up many times in the middle of the sleep session, and the duration of deep sleep is shorter than usual,” says the study’s lead author, Masako Tamaki. “Usually researchers just throw away the data because the quality is so low, but we were curious what is going on in the sleeping brain on that first night.”
During sleep, a person’s brain journeys through a series of stages, each of which has a distinct electrical signature and is associated with a different depth of sleep. Tamaki and her team focused on the deepest form of sleep, called slow wave sleep, which is when we are most vulnerable. They started by inviting a group of subjects to sleep in the laboratory for two consecutive nights. Each participant was hooked up to several instruments that measured activity levels in four networks within each hemisphere of the brain.
On the first night, the amount of slow wave activity in the left hemisphere of the sleepers’ brains was significantly lower than in the right hemisphere. But the second night, the two hemispheres were similar, as has been seen in previous brain studies. These differences in deep sleep between the two hemispheres were most profound in the brain’s default mode network, several regions that are associated with daydreaming and other internal thoughts that occur while awake.
Based on these findings, Tamaki and her colleagues were curious whether that lighter sleep in the subject’s left brain would enable them to more closely monitor their environment for potential dangers, akin to what has been documented in animal studies. The researchers exposed a new batch of sleeping subjects to infrequent, high-pitched sounds mixed in with regular “beeps” presented every second during slow wave sleep. The sound patterns were played separately to both the right and left ear, each of which relays signals to the opposite hemisphere of the brain.
During the first night of sleep disturbance, the left hemisphere showed greater activity in response to the sounds than the right. These differences occurred only in response to the irregular sounds, which were designed to simulate something unusual and possibly dangerous. Once again, this hemispheric imbalance disappeared on the second night.
But did these neural differences actually cause people to wake up and react more rapidly? To test this, a third group was exposed to normal and abnormal tones while sleeping. The participants were asked to tap their finger when they heard a sound. On the first night, strange sounds presented to the right ear, which are processed in the left hemisphere of the brain, resulted in more awakenings and faster reaction times than those that were played to the left ear. A subsequent analysis showed that these reaction times were correlated with the amount of slow wave activity asymmetry in the brain. And as with each of the preceding experiments, the effects vanished the second evening.
“At some level, the brain is continuing to analyze things, even though you are not aware of the analysis,” says Jerome Siegel, director of the Center for Sleep Research at the University of California, Los Angeles. “If something unusual happens—if a door opens or you hear a key in a lock—you can alert to that, even thought the intensity of the stimulus is quite low.”
Researchers have documented such asymmetry in brain activity during sleep in birds, fur seals, dolphins and beluga whales, Siegel notes. In dolphins, for example, at least one brain hemisphere remains entirely awake and vigilant at all times, allowing the other half to safely descend into deep sleep. “The phenomenon is much more subtle in humans, but it is reasonable to expect that it would exist to some extent,” he says.
“Although our brain is very different from marine mammals and birds, we all need some technique to protect ourselves during deep sleep,” adds Tamaki. It could be that “our brains developed so that we only need a small part of the brain to work as a night watch.”
Tamaki and her colleagues suggest that the left hemisphere may be responsible for guard duty because the connections between the default mode network and other brain regions are relatively stronger on the left side. This might facilitate a quicker response to potential threats.
It’s also possible that the night watch responsibilities may shift throughout the night. “We only analyzed the first sleep cycle, but there are four or five sleep cycles in one night,” says Tamaki. “So the vigilant hemisphere may change over time.”
Tamaki and her team hope to investigate this possibility in future studies, as well as the influence of the first night effect on learning and memory. The findings may also provide a greater understanding of chronic sleep conditions such as insomnia. Insomniacs tend to sleep better in a new place, Tamaki notes.
There are ways we might be able to tone down the bark of our neural watchdog, such as carrying something that makes us feel comfortable and at home, but the best preventative strategy may simply be to plan ahead, Tamaki says. “If you have some important event, it’s better to not arrive the day before so you don’t have to suffer from the first night effect.”
About the Species
Northern right whale dolphins are found in the deep, cold to warm temperate waters of the Pacific Ocean. They usually travel in groups of 100 to 200 individuals but sometimes travel in groups of up to 3,000. They are “acrobatic” swimmers and can leap more than 20 feet over the surface of the water.
Northern right whale dolphins are the only species of dolphin in the North Pacific Ocean without a dorsal fin. At sea, they are sometimes mistaken for herds of fur seals and sea lions due to their dark, streamlined body.
Northern right whale dolphins, like all marine mammals, are protected under the Marine Mammal Protection Act . NOAA Fisheries and its partners are working to conserve northern right whale dolphins and further our understanding of this species through research and conservation activities.
Population Status
NOAA Fisheries estimates population size in its stock assessment reports .
Scientists estimate that there are about 68,000 northern right whale dolphins in the entire North Pacific Ocean.
To manage northern right whale dolphins in U.S. waters, we have placed them into a California/Oregon/Washington stock. Based on the most recent surveys, our scientists estimate that there are about 26,000 dolphins in this stock.
Protected Status
CITES Appendix II
MMPA Protected
Išvaizda
Northern right whale dolphins are about 6.5 to 10 feet long and weigh about 130 to 250 pounds. Males are generally larger than females. Both males and females have a streamlined body with a short beak, sloping forehead, and a small fluke (tail). Their thin body can make them appear smaller than their actual size.
Northern right whale dolphins are one of the only species of dolphin in the North Pacific Ocean without a dorsal fin. Their dorsal side is shiny and black, while their underside is white. Young dolphins range in color from dark gray-brown to cream.
The southern right whale dolphin (Lissodelphis peronii), a related species, looks similar to the northern right whale dolphin. While both species are in the Lissodelphis genus, they differ in size, features, and color. Southern right whale dolphins are generally larger and whiter on their underside compared to their northern relatives. Southern right whale dolphins occur in cool temperate to subantarctic waters of the Southern Hemisphere.
Behavior and Diet
Northern right whale dolphins usually travel in groups of 100 to 200 individuals but are sometimes found in groups of up to 3,000. They are occasionally seen in mixed groups with other cetacean species, such as Pacific white-sided dolphins , Risso’s dolphins , and short-finned pilot whales .
Northern right whale dolphins are fast swimmers, reaching average speeds of 16 miles per hour and short bursts of 22 miles per hour. They make low, graceful leaps out of the water. When moving near the surface, they rarely show much of their body, but will sometimes lift their tails out of the water and then slap them onto the surface. While they usually avoid vessels, groups of northern right whale dolphins will sometimes "surf" the waves created by vessels, especially when traveling in groups with other cetacean species.
Northern right whale dolphins can dive for up to six minutes to feed on small fish (e.g., hake and lanternfish) and cephalopods (such as squid and octopi) in deep waters. They have 37 to 54 pairs of small, cone-shaped teeth in each jaw.
Where They Live
Northern right whale dolphins are found in deep, cold and warm temperate waters from the outer continental shelf to oceanic regions throughout the North Pacific Ocean, between 30° north and 50° North. Their range includes the waters of western North America (northern Baja California to the Gulf of Alaska), Russia (Kamchatka), and Japan. They prefer water colder than 66° Fahrenheit and usually inhabit areas over the continental shelf (the edge of a continent below the ocean’s surface). They may occur in deep water close to the coast where there are submarine canyons and other features.
The distribution of northern right whale dolphins varies with the seasons. They usually migrate within their habitat as the water temperature changes. The dolphins move south during the colder winter and autumn months, then return north during the warmer spring and summer months.
Lifespan & Reproduction
Northern right whale dolphins live for 42 years or longer. Males and females become sexually mature around ten years of age. Females are pregnant for about one year and give birth to a single calf, usually during the summer. For females, there is a minimum of two years between each birth.
Threats
Entanglement
One of the main threats to northern right whale dolphins is becoming entangled or captured in fishing gear such as driftnets, gillnets, and purse seines. Entanglement in gear can injure or kill dolphins.
During the 1970s and 1980s, many northern right whale dolphins were taken in squid fisheries’ driftnets. These high mortality rates may have decreased northern right whale dolphin stocks. These squid fisheries have since been closed by international law.
Medžioklė
Northern right whale dolphins are sometimes targeted and hunted for meat and oil in the Dall's porpoise harpoon drive fishery off of Japan.
Ocean noise
Underwater noise pollution interrupts the normal behavior of northern right whale dolphins that rely on sound to communicate and echolocate. If loud enough, noise can cause permanent or temporary hearing loss. Noise interference from vessels, as well as industrial and military activities, disturbs northern right whale dolphins’ feeding, communication, and orientation.
Scientific Classification
45.7 Behavioral Biology: Proximate and Ultimate Causes of Behavior
Šio skyriaus pabaigoje galėsite atlikti šiuos veiksmus:
- Compare innate and learned behavior
- Discuss how movement and migration behaviors are a result of natural selection
- Discuss the different ways members of a population communicate with each other
- Give examples of how species use energy for mating displays and other courtship behaviors
- Differentiate between various mating systems
- Describe different ways that species learn
Behavior is the change in activity of an organism in response to a stimulus. Behavioral biology is the study of the biological and evolutionary bases for such changes. The idea that behaviors evolved as a result of the pressures of natural selection is not new. For decades, several types of scientists have studied animal behavior. Biologists do so in the science of ethology psychologists in the science of comparative psychology and other scientists in the science of neurobiology. The first two, ethology and comparative psychology, are the most consequential for the study of behavioral biology.
One goal of behavioral biology is to distinguish between the innate behaviors , which have a strong genetic component and are largely independent of environmental influences, from the learned behaviors , which result from environmental conditioning. Innate behavior, or instinct, is important because there is no risk of an incorrect behavior being learned. They are “hard wired” into the system. On the other hand, learned behaviors, although riskier, are flexible, dynamic, and can be altered according to changes in the environment.
Innate Behaviors: Movement and Migration
Innate or instinctual behaviors rely on response to stimuli. The simplest example of this is a reflex action , an involuntary and rapid response to stimulus. To test the “knee-jerk” reflex, a doctor taps the patellar tendon below the kneecap with a rubber hammer. The stimulation of the nerves leads to the reflex of extending the leg at the knee. This is similar to the reaction of someone who touches a hot stove and instinctually pulls his or her hand away. Even humans, with our great capacity to learn, still exhibit a variety of innate behaviors.
Kinesis and Taxis
Another activity or movement of innate behavior is kinesis , or the undirected movement in response to a stimulus. Orthokinesis is the increased or decreased speed of movement of an organism in response to a stimulus. Woodlice, for example, increase their speed of movement when exposed to high or low temperatures. This movement, although random, increases the probability that the insect spends less time in the unfavorable environment. Another example is klinokinesis, an increase in turning behaviors. It is exhibited by bacteria such as E. coli which, in association with orthokinesis, helps the organisms randomly find a more hospitable environment.
A similar, but more directed version of kinesis is taxis : the directed movement towards or away from a stimulus. This movement can be in response to light (phototaxis), chemical signals (chemotaxis), or gravity (geotaxis) and can be directed toward (positive) or away (negative) from the source of the stimulus. An example of a positive chemotaxis is exhibited by the unicellular protozoan Tetrahymena thermophila. This organism swims using its cilia, at times moving in a straight line, and at other times making turns. The attracting chemotactic agent alters the frequency of turning as the organism moves directly toward the source, following the increasing concentration gradient.
Fixed Action Patterns
A fixed action pattern is a series of movements elicited by a stimulus such that even when the stimulus is removed, the pattern goes on to completion. An example of such a behavior occurs in the three-spined stickleback, a small freshwater fish (Figure 45.34). Males of this species develop a red belly during breeding season and show instinctual aggressiveness to other males during this time. In laboratory experiments, researchers exposed such fish to objects that in no way resemble a fish in their shape, but which were painted red on their lower halves. The male sticklebacks responded aggressively to the objects just as if they were real male sticklebacks.
Migracija
Migration is the long-range seasonal movement of animals. It is an evolved, adapted response to variation in resource availability, and it is a common phenomenon found in all major groups of animals. Birds fly south for the winter to get to warmer climates with sufficient food, and salmon migrate to their spawning grounds. The popular 2005 documentary March of the Penguins followed the 62-mile migration of emperor penguins through Antarctica to bring food back to their breeding site and to their young. Wildebeests (Figure 45.35) migrate over 1800 miles each year in search of new grasslands.
Although migration is thought of as innate behavior, only some migrating species always migrate (obligate migration). Animals that exhibit facultative migration can choose to migrate or not. Additionally, in some animals, only a portion of the population migrates, whereas the rest does not migrate (incomplete migration). For example, owls that live in the tundra may migrate in years when their food source, small rodents, is relatively scarce, but not migrate during the years when rodents are plentiful.
Foraging
Foraging is the act of searching for and exploiting food resources. Feeding behaviors that maximize energy gain and minimize energy expenditure are called optimal foraging behaviors, and these are favored by natural section. The painted stork, for example, uses its long beak to search the bottom of a freshwater marshland for crabs and other food (Figure 45.36).
Innate Behaviors: Living in Groups
Not all animals live in groups, but even those that live relatively solitary lives, with the exception of those that can reproduce asexually, must mate. Mating usually involves one animal signaling another so as to communicate the desire to mate. There are several types of energy-intensive behaviors or displays associated with mating, called mating rituals. Other behaviors found in populations that live in groups are described in terms of which animal benefits from the behavior. In selfish behavior, only the animal in question benefits in altruistic behavior, one animal’s actions benefit another animal cooperative behavior describes when both animals benefit. All of these behaviors involve some sort of communication between population members.
Communication within a Species
Animals communicate with each other using stimuli known as signals . An example of this is seen in the three-spined stickleback, where the visual signal of a red region in the lower half of a fish signals males to become aggressive and signals females to mate. Other signals are chemical (pheromones), aural (sound), visual (courtship and aggressive displays), or tactile (touch). These types of communication may be instinctual or learned or a combination of both. These are not the same as the communication we associate with language, which has been observed only in humans and perhaps in some species of primates and cetaceans.
A pheromone is a secreted chemical signal used to obtain a response from another individual of the same species. The purpose of pheromones is to elicit a specific behavior from the receiving individual. Pheromones are especially common among social insects, but they are used by many species to attract the opposite sex, to sound alarms, to mark food trails, and to elicit other, more complex behaviors. Even humans are thought to respond to certain pheromones called axillary steroids. These chemicals influence human perception of other people, and in one study were responsible for a group of women synchronizing their menstrual cycles. The role of pheromones in human-to-human communication is not fully understood and continues to be researched.
Songs are an example of an aural signal, one that needs to be heard by the recipient. Perhaps the best known of these are songs of birds, which identify the species and are used to attract mates. Other well-known songs are those of whales, which are of such low frequency that they can travel long distances underwater. Dolphin species communicate with each other (and occasionally even with other species of dolphins) using a wide variety of vocalizations. Male crickets make chirping sounds using a specialized organ to attract a mate, repel other males, and to announce a successful mating.
Courtship displays are a series of ritualized visual behaviors (signals) designed to attract and convince a member of the opposite sex to mate. These displays are ubiquitous in the animal kingdom. Often these displays involve a series of steps, including an initial display by one member followed by a response from the other. If at any point, the display is performed incorrectly or a proper response is not given, the mating ritual is abandoned and the mating attempt will be unsuccessful. The mating display of the common stork is shown in Figure 45.37.
Aggressive displays are also common in the animal kingdom. For example, a dog bares its teeth when it wants another dog to back down. Presumably, these displays communicate not only the willingness of the animal to fight, but also its fighting ability. Although these displays do signal aggression on the part of the sender, it is thought that these displays are actually a mechanism to reduce the amount of actual fighting that occurs between members of the same species: they allow individuals to assess the fighting ability of their opponent and thus decide whether it is “worth the fight.” The testing of certain hypotheses using game theory has led to the conclusion that some of these displays may overstate an animal’s actual fighting ability and are used to “bluff” the opponent. This type of interaction, even if “dishonest,” would be favored by natural selection if it is successful more times than not.
Distraction displays are seen in birds and some fish. They are designed to attract a predator away from the nest. This is an example of an altruistic behavior: it benefits the young more than the individual performing the display, which is putting itself at risk by doing so.
Many animals, especially primates, communicate with other members in the group through touch. Activities such as grooming, touching the shoulder or root of the tail, embracing, lip contact, and greeting ceremonies have all been observed in the Indian langur, an Old World monkey. Similar behaviors are found in other primates, especially in the great apes.
Nuoroda į mokymąsi
The killdeer bird distracts predators from its eggs by faking a broken wing display in this video taken in Boise, Idaho.
Altruistic Behaviors
Behaviors that lower the fitness of the individual but increase the fitness of another individual are termed altruistic. Examples of such behaviors are seen widely across the animal kingdom. Social insects such as worker bees have no ability to reproduce, yet they maintain the queen so she can populate the hive with her offspring. Meerkats keep a sentry standing guard to warn the rest of the colony about intruders, even though the sentry is putting itself at risk. Wolves and wild dogs bring meat to pack members not present during a hunt. Lemurs take care of infants unrelated to them. Although on the surface, these behaviors appear to be altruistic, the truth may not be so simple.
There has been much discussion over why altruistic behaviors exist. Do these behaviors lead to overall evolutionary advantages for their species? Do they help the altruistic individual pass on its own genes? And what about such activities between unrelated individuals? One explanation for altruistic-type behaviors is found in the genetics of natural selection. In the 1976 book, The Selfish Gene, scientist Richard Dawkins attempted to explain many seemingly altruistic behaviors from the viewpoint of the gene itself. Although a gene obviously cannot be selfish in the human sense, it may appear that way if the sacrifice of an individual benefits related individuals that share genes that are identical by descent (present in relatives because of common lineage). Mammal parents make this sacrifice to take care of their offspring. Emperor penguins migrate miles in harsh conditions to bring food back for their young. Selfish gene theory has been controversial over the years and is still discussed among scientists in related fields.
Even less-related individuals, those with less genetic identity than that shared by parent and offspring, benefit from seemingly altruistic behavior. The activities of social insects such as bees, wasps, ants, and termites are good examples. Sterile workers in these societies take care of the queen because they are closely related to it, and as the queen has offspring, she is passing on genes from the workers indirectly. Thus, it is of fitness benefit for the worker to maintain the queen without having any direct chance of passing on its genes due to its sterility. The lowering of individual fitness to enhance the reproductive fitness of a relative and thus one’s inclusive fitness evolves through kin selection . This phenomenon can explain many superficially altruistic behaviors seen in animals. However, these behaviors may not be truly defined as altruism in these cases because the actor is actually increasing its own fitness either directly (through its own offspring) or indirectly (through the inclusive fitness it gains through relatives that share genes with it).
Unrelated individuals may also act altruistically to each other, and this seems to defy the “selfish gene” explanation. An example of this observed in many monkey species where a monkey will present its back to an unrelated monkey to have that individual pick the parasites from its fur. After a certain amount of time, the roles are reversed and the first monkey now grooms the second monkey. Thus, there is reciprocity in the behavior. Both benefit from the interaction and their fitness is raised more than if neither cooperated nor if one cooperated and the other did not cooperate. This behavior is still not necessarily altruism, as the “giving” behavior of the actor is based on the expectation that it will be the “receiver” of the behavior in the future, termed reciprocal altruism. Reciprocal altruism requires that individuals repeatedly encounter each other, often the result of living in the same social group, and that cheaters (those that never “give back”) are punished.
Evolutionary game theory, a modification of classical game theory in mathematics, has shown that many of these so-called “altruistic behaviors” are not altruistic at all. The definition of “pure” altruism, based on human behavior, is an action that benefits another without any direct benefit to oneself. Most of the behaviors previously described do not seem to satisfy this definition, and game theorists are good at finding “selfish” components in them. Others have argued that the terms “selfish” and “altruistic” should be dropped completely when discussing animal behavior, as they describe human behavior and may not be directly applicable to instinctual animal activity. What is clear, though, is that heritable behaviors that improve the chances of passing on one’s genes or a portion of one’s genes are favored by natural selection and will be retained in future generations as long as those behaviors convey a fitness advantage. These instinctual behaviors may then be applied, in special circumstances, to other species, as long as it doesn’t lower the animal’s fitness.
Finding Sex Partners
Not all animals reproduce sexually, but many that do have the same challenge: they need to find a suitable mate and often have to compete with other individuals to obtain one. Significant energy is spent in the process of locating, attracting, and mating with the sex partner. Two types of selection occur during this process: intersexual selection , where individuals of one sex choose mates of the other sex, and intrasexual selection , the competition for mates between species members of the same sex. Intersexual selection is often complex because choosing a mate may be based on a variety of visual, aural, tactile, and chemical cues. An example of intersexual selection is when female peacocks choose to mate with the male with the brightest plumage. This type of selection often leads to traits in the chosen sex that do not enhance survival, but are those traits most attractive to the opposite sex (often at the expense of survival). Intrasexual selection involves mating displays and aggressive mating rituals such as rams butting heads—the winner of these battles is the one that is able to mate. Many of these rituals use up considerable energy but result in the selection of the healthiest, strongest, and/or most dominant individuals for mating.
Three general mating systems, all involving innate as opposed to learned behaviors, are seen in animal populations: monogamous, polygynous, and polyandrous.
Nuoroda į mokymąsi
Visit this website for informative videos on sexual selection.
In monogamous systems, one male and one female are paired for at least one breeding season. In some animals, such as the gray wolf, these associations can last much longer, even a lifetime. Several theories may explain this type of mating system. The “mate-guarding hypothesis” states that males stay with the female to prevent other males from mating with her. This behavior is advantageous in such situations where mates are scarce and difficult to find. Another explanation is the “male-assistance hypothesis,” where males that help guard and rear their young will have more and healthier offspring. Monogamy is observed in many bird populations where, in addition to the parental care from the female, the male is also a major provider of parental care for the chicks. A third explanation for the evolutionary advantages of monogamy is the “female-enforcement hypothesis.” In this scenario, the female ensures that the male does not have other offspring that might compete with her own, so she actively interferes with the male’s signaling to attract other mates.
Polygynous mating refers to one male mating with multiple females. In these situations, the female must be responsible for most of the parental care as the single male is not capable of providing care to that many offspring. In resourced-based polygyny, males compete for territories with the best resources, and then mate with females that enter the territory, drawn to its resource richness. The female benefits by mating with a dominant, genetically fit male however, it is at the cost of having no male help in caring for the offspring. An example is seen in the yellow-rumped honeyguide, a bird whose males defend beehives because the females feed on their wax. As the females approach, the male defending the nest will mate with them. Harem mating structures are a type of polygynous system where certain males dominate mating while controlling a territory with resources. Harem mating occurs in elephant seals, where the alpha male dominates the mating within the group. A third type of polygyny is a lek system. Here there is a communal courting area where several males perform elaborate displays for females, and the females choose their mate from this group. This behavior is observed in several bird species including the sage grouse and the prairie chicken.
In polyandrous mating systems, one female mates with many males. These types of systems are much rarer than monogamous and polygynous mating systems. In pipefishes and seahorses, males receive the eggs from the female, fertilize them, protect them within a pouch, and give birth to the offspring (Figure 45.38). Therefore, the female is able to provide eggs to several males without the burden of carrying the fertilized eggs.
Simple Learned Behaviors
The majority of the behaviors previously discussed were innate or at least have an innate component (variations on the innate behaviors may be learned). They are inherited and the behaviors do not change in response to signals from the environment. Conversely, learned behaviors, even though they may have instinctive components, allow an organism to adapt to changes in the environment and are modified by previous experiences. Simple learned behaviors include habituation and imprinting—both are important to the maturation process of young animals.
Habituation
Habituation is a simple form of learning in which an animal stops responding to a stimulus after a period of repeated exposure. This is a form of non-associative learning, as the stimulus is not associated with any punishment or reward. Prairie dogs typically sound an alarm call when threatened by a predator, but they become habituated to the sound of human footsteps when no harm is associated with this sound, therefore, they no longer respond to them with an alarm call. In this example, habituation is specific to the sound of human footsteps, as the animals still respond to the sounds of potential predators.
Imprinting
Imprinting is a type of learning that occurs at a particular age or a life stage that is rapid and independent of the species involved. Hatchling ducks recognize the first adult they see, their mother, and make a bond with her. A familiar sight is ducklings walking or swimming after their mothers (Figure 45.39). This is another type of non-associative learning, but is very important in the maturation process of these animals as it encourages them to stay near their mother so they will be protected, greatly increasing their chances of survival. However, if newborn ducks see a human before they see their mother, they will imprint on the human and follow it in just the same manner as they would follow their real mother.
Nuoroda į mokymąsi
The International Crane Foundation has helped raise the world’s population of whooping cranes from 21 individuals to about 600. Imprinting hatchlings has been a key to success: biologists wear full crane costumes so the birds never “see” humans. Watch this video to learn more.
Conditioned Behavior
Conditioned behaviors are types of associative learning, where a stimulus becomes associated with a consequence. During operant conditioning, the behavioral response is modified by its consequences, with regards to its form, strength, or frequency.
Classical Conditioning
In classical conditioning , a response called the conditioned response is associated with a stimulus that it had previously not been associated with, the conditioned stimulus. The response to the original, unconditioned stimulus is called the unconditioned response. The most cited example of classical conditioning is Ivan Pavlov’s experiments with dogs (Figure 45.40). In Pavlov’s experiments, the unconditioned response was the salivation of dogs in response to the unconditioned stimulus of seeing or smelling their food. The conditioning stimulus that researchers associated with the unconditioned response was the ringing of a bell. During conditioning, every time the animal was given food, the bell was rung. This was repeated during several trials. After some time, the dog learned to associate the ringing of the bell with food and to respond by salivating. After the conditioning period was finished, the dog would respond by salivating when the bell was rung, even when the unconditioned stimulus, the food, was absent. Thus, the ringing of the bell became the conditioned stimulus and the salivation became the conditioned response. Although it is thought by some scientists that the unconditioned and conditioned responses are identical, even Pavlov discovered that the saliva in the conditioned dogs had characteristic differences when compared to the unconditioned dog.
It had been thought by some scientists that this type of conditioning required multiple exposures to the paired stimulus and response, but it is now known that this is not necessary in all cases, and that some conditioning can be learned in a single pairing experiment. Classical conditioning is a major tenet of behaviorism, a branch of psychological philosophy that proposes that all actions, thoughts, and emotions of living things are behaviors that can be treated by behavior modification and changes in the environment.
Operant Conditioning
In operant conditioning , the conditioned behavior is gradually modified by its consequences as the animal responds to the stimulus. A major proponent of such conditioning was psychologist B.F. Skinner, the inventor of the Skinner box. Skinner put rats in his boxes that contained a lever that would dispense food to the rat when depressed. While initially the rat would push the lever a few times by accident, it eventually associated pushing the lever with getting the food. This type of learning is an example of operant conditioning. Operant learning is the basis of most animal training. The conditioned behavior is continually modified by positive or negative reinforcement, often a reward such as food or some type of punishment, respectively. In this way, the animal is conditioned to associate a type of behavior with the punishment or reward, and, over time, can be induced to perform behaviors that they would not have done in the wild, such as the “tricks” dolphins perform at marine amusement park shows (Figure 45.41).
Cognitive Learning
Classical and operant conditioning are inefficient ways for humans and other intelligent animals to learn. Some primates, including humans, are able to learn by imitating the behavior of others and by taking instructions. The development of complex language by humans has made cognitive learning , the manipulation of information using the mind, the most prominent method of human learning. In fact, that is how students are learning right now by reading this book. As students read, they can make mental images of objects or organisms and imagine changes to them, or behaviors by them, and anticipate the consequences. In addition to visual processing, cognitive learning is also enhanced by remembering past experiences, touching physical objects, hearing sounds, tasting food, and a variety of other sensory-based inputs. Cognitive learning is so powerful that it can be used to understand conditioning in detail. In the reverse scenario, conditioning cannot help someone learn about cognition.
Classic work on cognitive learning was done by Wolfgang Köhler with chimpanzees. He demonstrated that these animals were capable of abstract thought by showing that they could learn how to solve a puzzle. When a banana was hung in their cage too high for them to reach, and several boxes were placed randomly on the floor, some of the chimps were able to stack the boxes one on top of the other, climb on top of them, and get the banana. This implies that they could visualize the result of stacking the boxes even before they had performed the action. This type of learning is much more powerful and versatile than conditioning.
Cognitive learning is not limited to primates, although they are the most efficient in using it. Maze running experiments done with rats by H.C. Blodgett in the 1920s were the first to show cognitive skills in a simple mammal. The motivation for the animals to work their way through the maze was a piece of food at its end. In these studies, the animals in Group I were run in one trial per day and had food available to them each day on completion of the run (Figure 45.42). Group II rats were not fed in the maze for the first six days and then subsequent runs were done with food for several days after. Group III rats had food available on the third day and every day thereafter. The results were that the control rats, Group I, learned quickly, and figured out how to run the maze in seven days. Group III did not learn much during the three days without food, but rapidly caught up to the control group when given the food reward. Group II learned very slowly for the six days with no reward to motivate them, and they did not begin to catch up to the control group until the day food was given, and then it took two days longer to learn the maze.
It may not be immediately obvious that this type of learning is different than conditioning. Although one might be tempted to believe that the rats simply learned how to find their way through a conditioned series of right and left turns, E.C. Tolman proved a decade later that the rats were making a representation of the maze in their minds, which he called a “cognitive map.” This was an early demonstration of the power of cognitive learning and how these abilities were not just limited to humans.
Sociobiologija
Sociobiology is an interdisciplinary science originally popularized by social insect researcher E.O. Wilson in the 1970s. Wilson defined the science as “the extension of population biology and evolutionary theory to social organization.” 9 The main thrust of sociobiology is that animal and human behavior, including aggressiveness and other social interactions, can be explained almost solely in terms of genetics and natural selection. This science is controversial noted scientists such as the late Stephen Jay Gould criticized the approach for ignoring the environmental effects on behavior. This is another example of the “nature versus nurture” debate of the role of genetics versus the role of environment in determining an organism’s characteristics.
Sociobiology also links genes with behaviors and has been associated with “biological determinism,” the belief that all behaviors are hardwired into our genes. Niekas neginčija, kad tam tikras elgesys gali būti paveldėtas ir kad natūrali atranka atlieka svarbų vaidmenį juos išlaikant. Būtent tokių principų taikymas žmogaus elgesiui sukelia šį ginčą, kuris išlieka aktyvus ir šiandien.