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社会性蜘蛛Stegodyphus dumicola长期行为个体性的丧失:对行为稳定性假设的挑战
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月28日 来源:Animal Behaviour 2.3
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本研究针对行为生态学中"短期个体性可代表长期稳定性状"的核心假设,以社会性蜘蛛Stegodyphus dumicola为模型,通过4个月内9次重复测定boldness(胆量)、fleeing(逃逸)和prey capture(捕食)行为,发现短期可重复的行为差异(R=0.41-0.46)在数周内迅速衰减,其中boldness的重复性最终降至R=0.03。该研究强调在关联行为个体性与生态进化过程时,必须验证长期重复性假设。
在动物行为学研究领域,行为个体性(behavioural individuality)——即个体间稳定存在的行为差异——被认为与物种入侵、种群动态和物种形成等重大生态进化过程密切相关。然而这个领域存在一个关键假设:通过短期观察获得的行为特征能够代表个体长期稳定的"性格"。这个假设在被誉为"行为生态学新范式"的社会性蜘蛛研究中尤为突出,大量研究仅通过单次或几天内的行为测定,就将蜘蛛划分为"勇敢型"或"害羞型",并以此解释群体狩猎效率、疾病传播等生态现象。
这种研究范式正面临严峻挑战。近期meta分析显示,大多数动物在特定发育阶段内表现行为一致性,但跨阶段稳定性罕见。更令人担忧的是,在社会性蜘蛛Stegodyphus属中,已有研究发现boldness的重复性从4天内的R=0.32骤降至51天后的R=0.10。这引发了一个根本性问题:当研究将短期测定的行为类型与数月后观察到的生态结果相关联时,其结论是否可靠?
为解决这个问题,来自丹麦奥胡斯大学等机构的研究团队对非洲丝绒蜘蛛S. dumicola展开为期4个月的纵向研究。这种蜘蛛因其高度社会性和年生活史成为研究行为个体性的理想模型。研究人员设计了三类行为测定:通过喷气刺激测定boldness(反映对潜在捕食者的反应),坠落实验测定fleeing(模拟紧急逃生反应),以及群体环境中测定prey capture latency(评估社会性捕食参与度)。每两周重复测定一次,共完成9轮测定,覆盖蜘蛛从幼体到亚成体的关键发育期。
关键技术方法包括:1) 建立28个实验组(每组6只同巢蜘蛛)进行长期饲养;2) 标准化行为测定流程(喷气刺激10cm高度坠落等);3) 采用随机回归模型分析个体反应规范(reaction norms);4) 贝叶斯混合效应模型计算不同时间间隔的重复性;5) 控制发育阶段、饥饿状态等混淆因素。所有分析基于133只雌蛛的913次行为记录。
研究结果呈现三个关键发现:
个体行为差异是否长期可重复?
boldness的个体差异呈现明显"扇形收敛"模式:初始重复性达R=0.41,但个体斜率与截距呈强负相关(rID*slope=-0.99),导致4个月后重复性消失(R=0.03)。fleeing行为衰减较慢,从R=0.46降至R=0.23。而prey attack始终无重复性(R≤0.04)。这种模式符合"资产保护原则"预测——随着发育进展,个体间状态差异通过负反馈循环趋于一致。
初始行为能否预测后期行为?
boldness仅在2周内保持预测力(R=0.47),4周后完全丧失(R<0.01)。fleeing的预测窗口稍长(4周内R>0.27),但之后同样急剧下降。这意味着将早期单次测定结果关联数月后的群体表现,可能产生虚假结论。
行为均值的变化规律
所有蜘蛛随时间显著"变勇敢"——boldness和fleeing的潜伏期从初始的广泛分布(0-600秒)收敛至后期均<200秒。这种均值变化与rank-order差异的消失共同表明,所谓"勇敢型"可能只是发育滞后的个体。
在讨论部分,作者指出三个关键启示:首先,社会性蜘蛛极低的遗传多样性(群体近交系数FST>0.9)可能限制遗传性行为差异的维持,这与鸟类、鱼类等模型形成鲜明对比。其次,研究设计的"时间尺度陷阱"普遍存在——61%的相关研究仅用单次测定定义性格,82%未控制发育阶段。最后,行为可塑性(plasticity)与重复性(repeatability)的交互需要重视:当rID*slope为负值时,选择可能作用于可塑性而非行为类型本身。
这项发表在《Animal Behaviour》的研究,通过精细的纵向设计揭示了行为生态学中一个被忽视的"时空错配"问题。它不仅挑战了社会性蜘蛛研究中"性格驱动群体表现"的流行范式,更为所有涉及行为-生态关联的研究敲响警钟——当我们在Nature或Science上读到"动物性格决定群体成功"的结论时,或许应该先问:这些"性格"测量持续了多久?
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