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猕猴群体内空间互动的时空动态:社会等级与亲和行为对空间利用的结构化影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月24日 来源:Scientific Reports 3.9
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本研究通过高精度空间追踪技术,揭示了圈养猕猴群体中个体空间占用的结构化模式。研究人员利用3D视频追踪系统记录两组猕猴(Macaca fascicularis/M. mulatta)在封闭环境中的运动轨迹,发现个体身份可通过空间占用模式解码(准确率82-85%),且个体间平均距离与社会等级显著相关。研究首次证明猕猴空间分布呈现双峰模式,并通过随机游走模型结合社会行为参数成功模拟该现象,为理解非人灵长类社会组织的空间动力学提供了量化工具。
在灵长类社会中,空间利用远非简单的物理分配问题。就像教室里学生总会选择固定座位一样,动物群体中的空间占用可能隐藏着复杂的社会密码。然而,传统GPS技术难以捕捉圈养环境中毫米级的空间互动细节,这阻碍了科学家解析社会因素如何塑造群体空间结构。猕猴作为人类近缘物种,其复杂的面部表情和理毛行为已广为人知,但群体内部的空间分配规则始终是个谜团。Tadeusz W. Kononowicz团队在《Scientific Reports》发表的这项研究,首次用工程学方法破解了猕猴社会的"空间密码"。
研究采用两项核心技术:7摄像头3D视频追踪系统(分辨率0.4cm)实时记录四只猕猴的运动轨迹,以及基于支持向量机(SVM)的模式识别算法。实验对象包括两组猕猴(雌性组19个3小时session,雄性组9个session),通过食物竞争测试确定社会等级。创新性地设计"四缺一"实验(triplet sessions)来检测社会背景变化的影响。
猴群身份的空间指纹
通过t-SNE降维可视化发现,猕猴的时空轨迹呈现显著聚类特征。SVM解码显示,仅凭三维位置数据就能以82-85%准确率识别个体身份(p<0.001),且这种"空间指纹"具有跨日稳定性。有趣的是,当最亲密伙伴缺席时,个体的空间模式改变最显著(p<0.02),揭示社会关系的非对称性影响。
距离中的社会密码
研究发现平均个体间距与社会等级差呈正相关(p<0.01)。低等级个体(如4号猴)与其他成员保持最大距离(185cm以上),表现出明显的"社交弱势"(affiliative weakness)。距离分布呈现双峰特征——亲密接触(<73cm)与自由活动两个峰值,前者由少数长时间接触(约6分钟)驱动,后者符合随机游走模型。
社会行为的数理建模
在经典随机游走模型中增加"共处概率"参数(p(stay)=0.1-0.9)后,成功模拟出实证数据的双峰分布(相关系数>0.85)。模型显示,一旦进入亲密距离(<10单位),猕猴有显著倾向维持该状态,这种"粘性"参数与社会等级密切相关。
这项研究建立了空间行为与社会结构的定量桥梁:首先,证明封闭环境中的空间占用具有"社会拓扑"特征,个体位置可作为社会关系的生物标记;其次,揭示猕猴通过动态调整微距离(而非固定领地)来维持社会结构;最后,开发的建模框架为实验室动物福利评估提供了新工具。正如作者指出,该方法可拓展至神经科学研究,未来或可通过空间模式异常早期发现社会功能障碍。
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