生物怎样传递信息

生物怎样传递信息
生物怎样传递信息

生物怎样传递信息
信息以信号为载体发送出去,为各种外感受器所接受.动物传递信息所用信号有以下各种形式：
声音 利用声音通讯的动物种类很多.许多昆虫用身体各部摩擦发声,秋虫唧鸣为人所熟知.呼吸空气的脊椎动物（蛙、少数爬行类、几乎所有的鸟类和大部分哺乳类）能发声.脊椎动物的发声器官在喉部.用声音传递信息最成功的应属鸟、鲸和人,人类借语言传递的信息量极大.言语现象已超出本文讨论的范围.至今未能证明除人以外其他动物有语言.
声音通讯常用以维系社群、求偶、告警、恐吓对手、通知同类食物的所在等等.以声音为媒介的通讯方式有以下特点:
①声音有许多变量,包括频率、音质、清晰程度、响度、时间模式等.每个变量都提供一些信息,因此声音的信息容量很大.
②发声时动物的躯干和四肢仍可自由活动.
③声音能在一瞬间发出和停止.声音信号的产生和消失均快,维持的时间短.
④接受者不一定要面向信号源.
⑤声音可绕过障碍物,但频率高的声音传播的距离较短,而超声波只能直线传播.
⑥脊椎动物头部两侧有耳,还可定位声源.
视觉形象 包括身体上的标志(结构、颜色等)、姿势、动作等.在各种信号形式中视觉形象研究得最为透彻.视觉信号较声音或化学信号容易定位.但视觉信号只能直线传播,易为环境中的物体所遮挡,又受光线影响；一般借助反射光的动物只能在白日通讯,而自发光的动物如萤火虫则只能在夜间通讯.视觉信号可以是持续存在的,如身上外露的标志,但视觉信号也能在一瞬间开始和结束,例如某些深在标志的突然显示和隐蔽以及各种仪式化表演.许多动物具保护色,从背面看体色与环境一致,但腹面色彩鲜艳,这种色彩仅于求偶或恐吓敌害时方显露出来.如许多蜥蜴背色与环境一致,在求偶时会立起身体显露色彩鲜艳的腹部以吸引雌体或恐吓敌手.为了让接受者接受视觉信号、免除障碍物的遮挡,通讯者往往选择一个易被发现的位置,如站在高处或飞在空中.进行视觉通讯时无论作出姿势或进行动作都会影响通讯者同时进行其他行为,而借助上述标志来传递种属、性别、年龄、乃至生理状态等信息可不妨碍同时完成其他行为.不过传递复杂信息仍需要仪式化的表演或更复杂的动作.如鸟类的求偶表演丰富多彩,而蜜蜂中的工蜂则利用舞蹈动作报告食源的距离和方向.
化学物质 从原生动物到哺乳动物都能产生一些化学物质,分泌到体外,用以传递信息.这些物质称为信息素或外激素,通常为5～20个碳原子的有机化合物.人类也释放多种化学物质,但几乎从不有意识地用它们作为传递信息的重要手段.动物广泛地将信息素用于性引诱,如家蚕雌蛾释放蚕蛾醇,有种和性别特异性,一个分子即足以引起同种雄性的应答,但对其他物种或同种的雌体均不起作用.信息素也可用以指明食源和休息场所,或用作报警信号、进攻信号、集合信号、驱散信号等.蚁的信息素研究得较为详尽.在不同情况下,不同的信息素由不同的腺体分泌；不同的信息素的释放率、消失速度和引起反应的阈值各异.例如报警信息素扩散得甚为迅速,消失亦快,需要继续报警时其他个体会接替分泌报警信息素.用于辨认种属的信息素或一般的集合信息素则消失缓慢.
信息素多释放到环境中,作用于接受者的嗅觉感受器,也有的留在自己体表,由接受者舐尝而作用于其味觉感受器.如蜂后分泌的一种外激素——习称“蜂后物质”,通过空气或口器为工蜂吸收,抑制其卵巢的发育,从而形成蜜蜂社群的阶级制度.哺乳动物将粪尿排在自己领域的边界以为标志,也是一种通讯.
触觉信号 触觉信号都在近距离传递,易于定位.多为身体直接接触,交配行为的完成有赖于触觉通讯.三棘刺鱼的雌体被雄体引入巢,于尾基部被雄体吻部触碰后才能排卵.圆蛛的雄体在生殖季节以一定的力度和节奏牵动雌蛛所结网外周部分的蛛丝,告知系雄蛛求偶,并非猎物入网.触觉信号的强度和性质可以迅速改变,出现及消失也快,有一定的信息量,便于传递定量信息.盲人亦可用触觉代偿失去的视觉.
这里特别要提出的是通讯信号的特异化.在进化过程中,每个物种的通讯信号逐渐变得只有本物种的个体可以接受、理解或作出相应的应答.人就闻不出鼠被夹住后留在夹子上的遇险信息素,也不能理解秋夜里蟋蟀唧唧叫声的意义.尤其是性引诱信号,雄体进化出具种特异性的信号,雌体也进化出对信号的特异性应答.但有时也存在着交叉应答,亦即一个物种的通讯信号也为另一物种的个体接受.这可以来源于学习,例如一种鸟的报警信号常为其他种鸟所接受,这是一种种间合作.可是性信号一般只为同种个体所接受,因而避免了无效交配的出现.
在同一个物种内,由于地理环境的分隔,有时通讯信号也出现类似人类语言中“方言”的现象.这种情况见于鸟、哺乳类以及昆虫.如鸟鸣的基本型调是先天性的,而具体鸣叫方式系模仿学习而得.不同地理区域的鸣叫差别就导致“方言”产生.缅因州海鸥的鸣叫为荷兰和法国的同种海鸥所不懂.