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羚羊如何豹口逃生,高速之外的策略竞技

发布时间:2019-05-06 17:32编辑:中国制造浏览(158)

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    一项由贝尔法斯特女王大学主导的研究为理解猎豹如何狩猎提供了新的见解。图为研究中拍摄的猎豹,可以看见脖子上戴的测速仪。图片:Johnny Wilson

    想象一下,某一天你不小心穿越进了一只高角羚体内,正在茫然环顾四周的稀树草原。突然,在你超宽的视野中,一只潜行已久的猎豹从不远处一跃而起,以闪电般的速度向你冲来。这时的你,该怎么办?

    “站在食物链的顶端”听起来是一件很潇洒的事情,但对像猎豹这样的中型掠食者来说,生活可能并不如我们想象的那么痛快——它们也需要“精打细算节俭度日”,有时也会遇到“烦心事”。近日,来自北爱尔兰贝尔法斯特皇后大学的大卫·斯坎特伯雷(David M. Scantlebury)和来自加州大学圣克鲁兹分校的特里·威廉姆斯(Terrie M. Williams)分别为我们揭秘了猎豹和美洲狮的日常生活,相关研究结果发表在《科学》(Science)杂志上。

    英国皇家学会期刊《生物学快报》(Biology Letters)日前发表了一篇研究,来自贝尔法斯女王大学的研究人员与英国、美国、南非等国家的多所高校、研究所和基金会合作,利用安装在猎豹身上的GPS和加速度数据记录器,结合传统的观测方法,对猎豹的狩猎行为进行了分析。

    中国赌城 2突然暴起的猎豹,大概是所有猎物的梦魇。图片来源:wikimedia.org|摄影:Malene Thyssen

    不鸣则已,一鸣惊人

    猎豹(Acinonyx jubatus)是哺乳动物中的短程冲刺之王,其最高冲刺速度可达25米/秒,爆发力之可怕令人咋舌。凭借这样得天独厚的身体素质,猎豹们的捕食方式通常是直来直往的——速度就是他们最大的武器。

    中国赌城 3奔跑的猎豹。图片来源:giphy.com

    为了研究猎豹的活动,斯坎特伯雷用经典的双标水法追踪了卡拉哈迪跨界公园的14只猎豹的每日能量支出情况,结果发现,猎豹平均每天只有12%的时间处于行动状态(2.86±0.95小时),移动速度也非常缓慢(0.83±0.54米/秒),但是这样的移动仍然消耗了大量的能量(占42%的每日能量支出),能量消耗速度为静止不动时的5.4倍。猎豹每天只发动1.2(±0.49)次的追捕活动,其消耗的能量远远无法和寻找猎物过程中的消耗相比——虽然追击显然耗能更快,但是猎豹们很快抓住猎物或是明智地尽早放弃,减少了这一过程的能量损失。在捕获猎物后的第二天,猎豹们经常(65%)会选择不再捕猎,而且会缩短移动距离,这意味着猎豹会根据实际情况来灵活地调节能量消耗。

    值得一提的是,猎豹们有时还会被体型更大的狮子或是鬣狗抢走猎物,这种“豹口夺食”的行为一直被认为是猎豹面临的重大难题。但是在斯坎特伯雷看来,被夺食的后果也并没有人们想象中那么夸张。在观察过程中,夺食现象的发生概率只有9.3%,食物被抢了,猎豹也只是再去捕猎。“与没有遭遇夺食时相比,遭遇夺食的猎豹也只是将捕猎时间从约2.5小时增加到2.86小时,它们受到的影响远不及非洲野狗严重。” 斯坎特伯雷告诉果壳网,“究其原因,是因为非洲野狗每天得追逐猎物好几个小时,猎豹不需如此,而是凭借短期的爆发解决问题,因而只消耗一小部分能量。”

    中国赌城 4中国赌城,狮子、鬣狗等动物偶尔会窃取猎豹已到手的猎物。但猎豹也能通过增加额外的捕猎时间来维持生计。图片来源:维基百科

    该项目的主要研究员、贝尔法斯特女王大学生物科学学院的迈克尔·斯坎特伯里(Michael Scantlebury)博士说:“我们对这一美丽生物的生理以及狩猎战术了解得越多,就越能确保它继续生存下去。”

    生死关头,你想到的可能是全力奔跑 。经过千万年的演化,你们是一对冤家对头,相互淘汰掉对方种群中速度不够快的个体,逐渐都适应了高速奔跑的生存需求。然而在这场教科书级别的“军备竞赛”中,你面对的是陆地哺乳类的短跑冠军, 到底应该采取怎样的策略求得生路呢?

    守株待兔,不失良策

    美洲狮(Puma concolor)的速度天赋则远不能与猎豹相比。在跑步机测试和室外测试中,美洲狮平时展现的常用步速为1.1米/秒,最高时的移动速度仅为4.9米/秒,只有猎豹追击猎物时的五分之一,可谓闲庭信步。美洲狮们更多地选择潜行跟踪,甚至是守株待兔,来悄无声息地接近猎物,而不需要大量剧烈的快速奔跑。一旦偷袭得手,美洲狮便可以击败几倍于自身体型的巨大猎物。

    为了研究美洲狮的每日能量平衡,威廉姆斯别出心裁地为它们设计了一个SMART(Species Moving, Acceleration and Radio Tracking)颈环,通过检测加速度来不间断地监控美洲狮的能量消耗、移动情况和行为。

    中国赌城 5佩戴上SMART的美洲狮。SMART中含有GPS、加速度传感器和磁力计,能够很好地反映美洲狮的位置和行为。图片来源:T. M. Williams

    和之前猎豹中的结论类似的是,威廉姆斯也发现美洲狮在杀戮前的准备过程中耗能更高。为了解决这一问题,美洲狮选用了藏匿策略——通过守株待兔和跟踪行为,美洲狮减少了追逐距离和闲时消耗,这也就可以解释为什么它们在形态上和生理上进化为如此出色的跟踪好手。

    美洲狮甚至在捕食的一瞬间也要精打细算——它们会根据猎物的体型,估算扑杀时所需要的力量,如果对手不够强大,它们也不介意“少放一个技能,省一点蓝”。而正是凭借这样略显“小家子气”的做法,美洲狮才得以最大程度地节约资源,维持生存。

    “我们的研究发现,虽然的猎豹能够以极高的速度奔跑,但以为它们只是比猎物‘跑得快’并不能说明猎豹为何能够捕捉到比它们更敏捷的动物。以往的研究着重关注了猎豹难以置信的速度和加速度以及追踪脱逃猎物的能力,现在我们证明了这种狩猎战术是依具体猎物而定的。”

    以英国皇家兽医学院的Alan Wilson为首的科学家们在猎豹-高角羚和狮子-斑马两对捕食关系中非常认真地研究了这个问题[1],结果既出人意料又在情理之中——捕食者与被捕食者都没有全速奔跑

    盛衰之理,岂非人事

    猎豹和美洲狮各有独到的捕食方式,也创建了自己的能量平衡体系,然而不幸的是,人类的行为却会对这样的自然平衡造成干扰。环境破坏导致的栖息地受损、植被缺失会拆散美洲狮守株待兔的舞台、加大它们潜行匿踪的难度。斯坎特伯雷也告诉果壳网:“修建篱笆、公路或是村庄,都有可能导致猎豹们不得不穿行更远的距离来捕食,这会增加它们的能量消耗。”

    或许人们不会想到,一条小小的篱笆也会对猎豹这样的顶尖杀手带来巨大的困扰。希望随着对它们的了解日益深入,我们能更加注意自身,不让这些动物过早地无家可持。(编辑:Calo)

    “换句话说,我们现在知道了,与其说是简单地以最大速度追赶,其实猎豹是先朝着猎物加速,然后逐渐放慢到对应眼前具体猎物逃脱策略的速度上来。我们认为,在一场以敏捷对抗速度的‘捕食者-猎物’军备竞赛中,猎豹调整其狩猎速度是为了实现快速转弯。简单来说,取决于具体的猎物,猎豹有不同的追逐策略。”

    为了给电光石火的捕猎过程建立定量模型,研究者们给捕食者和被捕食者都戴上了装有全球定位系统(GPS)和加速度计的项圈,在观察了数千次追猎过程之后,得到了奔跑过程中每一步的速度、加速度和轨迹信息。另外,研究者还对每一只带项圈的个体进行了肌纤维取样,来确定奔跑过程中起主要作用的股二头肌的力量。

    参考文献:

    1. D.M.Scantlebury et al.,Science 346,79(2014).
    2. T. M. Williams et al., Science 346, 81 (2014).

    研究表明,猎豹(Acinonyx jubatus)的追逐分为两个主要阶段,第一阶段是最初的快速加速,这使得猎豹能短时间内达到很高的速度,从而迅速赶上猎物;接着是第二个阶段,根据具体的猎物放缓速度的过程,在追捕结束前5至8秒的时间,这一阶段使猎豹能够跟上猎物的轮番转向,直到最终捉住猎物。

    中国赌城 6戴了项圈的研究对象:a) 猎豹;b) 高角羚;c) 狮子;d) 斑马。图片来自[1]

    文章题图:giphy.com

     

     

     

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