综述:啮齿动物尾部震颤的行为学、情感意义及演化功能研究

《Journal of Comparative Physiology A》:Tail-rattling in rodents: more than a threat display

【字体: 时间:2026年06月10日 来源:Journal of Comparative Physiology A 1.9

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  研究人员对啮齿动物尾部震颤(tail-rattling)这一跨物种保守行为的生物学本质进行了系统性综述。该行为表现为动物通过快速振动尾部与基质或其他表面碰撞产生可感知的声响或视觉信号。研究首先梳理了该行为的发现历史——从18世纪对豪猪的描述延伸至21世纪实验室

  
研究人员对啮齿动物尾部震颤(tail-rattling)这一跨物种保守行为的生物学本质进行了系统性综述。该行为表现为动物通过快速振动尾部与基质或其他表面碰撞产生可感知的声响或视觉信号。研究首先梳理了该行为的发现历史——从18世纪对豪猪的描述延伸至21世纪实验室小鼠模型中的多情境观测,明确了其并非单一物种特有表型。进一步分析表明,尾部震颤并不对应特定情绪类别,而是高情绪唤醒状态下的非特异性表达,可由攻击性冲突、恐惧应激、决策不确定性、性唤起及愉悦刺激等多种情境诱发。研究人员提出了“放电模型”(discharge model)解释其核心机制:当动物的行动驱动因抑制性驱动无法转化为实际行为时,未表达的动机能量会通过尾部震颤释放。在功能层面,该行为在部分物种中具有适应性通讯价值(如豪猪的威胁警告、黑鼠的求偶信号、群居环境下的报警功能),而在非通讯情境中则保留减压功能,属于演化遗留的 vestigial 行为而非 displacement 行为。研究同时指出,传统实验室简化环境限制了该行为的完整表达与功能解析,推荐采用半自然环境(seminatural environments)范式结合比较行为学方法推进未来研究,为跨物种情感神经科学提供了重要的行为学框架。
啮齿动物尾部震颤的情感本质
研究人员基于演化比较心理学视角,将情绪定义为包含体验、生理、躯体与行为成分的多组分反应,认为基础情绪在哺乳动物中高度保守。通过分析不同情境下的伴随行为,可将尾部震颤关联至五类核心情感状态:攻击性情境下,该行为常与竖毛、耳部后压及攻击前兆共现,但小鼠中攻击行为与尾部震颤的时间关联性较弱,不支持其为纯粹攻击表达;恐惧情境中,无论是电击诱导的条件性恐惧、 looming 视觉刺激诱发的先天防御反应,还是哺乳期雌鼠面对潜在幼崽威胁时的捕食前兆,尾部震颤均与冻结、逃避及自主神经激活共现,反映负性效价唤醒;不确定性情境下,决策冲突导致的行动抑制(如无法逃避的封闭恐惧箱、被动回避任务中的趋避冲突)会显著诱发尾部震颤,支持 Scott 提出的“犹豫期情绪表达”假说;性唤起情境中,多种啮齿类的雄体 courtship 阶段及黑鼠雌体的 proceptive 行为阶段均会出现尾部震颤,且与 lordosis 接受行为紧密时序关联,呈现正性效价特征;愉悦情境中,宠物大鼠在接受熟悉人类抚摸或与共居犬类社交时出现尾部震颤,伴随静止接触、眼睑松弛等放松表现,代表奖赏性触觉诱导的正性唤醒。研究人员据此提出“放电模型”:当动物同时受到驱动性(红色表征)与抑制性(蓝色表征)动机冲突时,若抑制性驱动占优导致行动受阻,未表达的动机能量将通过尾部震颤释放;若驱动性动机占优,则直接转化为具体行动而无震颤表现。该模型统一了解释了正负效价情境下的尾部震颤表达机制,同时提示在攻击性研究中应将尾部震颤视为“未实现的攻击性”指标,而非与攻击行为简单合并计分。
啮齿动物尾部震颤的功能演化
研究人员回顾了该行为的功能假说演变:早期观点认为其仅为类似豪猪的威胁信号,但 Haber 等的实验表明小鼠尾部震颤无即时通讯效应,且在非社交应激中同样出现,因此曾被视为无功能的应激副产品。通过比较多物种野外与实验室数据,研究人员指出尾部震颤具有高度情境依赖性多重功能:在种间 agonistic 互动中,豪猪通过特化尾棘产生高强度声响实现威慑,显著降低受伤风险;在性选择压力下,黑鼠雌体通过尾部震颤传递 proceptive 信号,雄性 dusky-footed woodrat 的 courtship 震颤可促进雌体 lordosis 反应,直接提升繁殖成功率;在群居预警场景中,个体对捕食者的恐惧震颤可作为 alarm signal 提醒同社群成员,虽可能牺牲自身但提升群体适合度;即使在无接收者的实验室情境中,尾部震颤仍可通过释放未表达的动机能量实现减压功能,为非适应性表达提供即时收益。演化分析显示,尾部震颤可能起源于早期啮齿类共同祖先的高唤醒非特异性反应,随后在不同谱系中经历独立 ritualization:部分类群强化其在特定情境中的信号功能(如豪猪的威胁、绿 acouchi 的求偶炫耀),另一部分类群则因缺乏选择压力使其逐渐弱化成为 vestigial 行为。研究人员强调,不能将非通讯情境中的尾部震颤归类为 displacement 行为,后者指适应性行为被错误情境置换,而前者是祖先适应性特征在 descendant 物种中因功能丧失而经历的退行性保留,其持续存在得益于缓慢的负向选择进程。
尾部震颤研究的未来方向
研究人员指出当前研究受限于实验室环境的过度简化与自然观测的不可控性,提出两条互补路径:一是构建半自然环境范式,通过扩大饲养空间、引入生态相关刺激(如巢穴、复杂地形、自然光照周期)并实现24小时连续行为监测,可显著提升自然行为表达率,例如 dusky-footed woodrat 在该环境下才成功实现繁殖与完整 courtship 序列观测;二是结合比较行为学与神经科学手段,跨物种解析其神经环路保守性与特异性。现有神经机制研究已揭示多个关键节点:腹内侧下丘脑(ventromedial hypothalamus, VMHvl)在攻击性与观察性尾部震颤中均被激活;腹侧丘脑中线核(ventral midline thalamus, vMT)与腹外侧膝状体(ventral lateral geniculate nucleus, vLGN)构成视觉威胁信号的特异性传导通路;视网膜内在光敏神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, ipRGCs)通过 perihabenula(PHb)-前额叶皮层通路调控其表达;蓝斑旁臂核(lateral parabrachial nucleus, LPB)的垂体腺苷酸环化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide, PACAP)能神经元可同时诱发尾部震颤与恐慌样自主反应;杏仁核与导水管周围灰质(periaqueductal gray, PAG)的星形胶质细胞及神经降压素(neurotensin, Nts)能神经元亦参与其调控。未来研究需整合多层级证据,阐明该古老行为在情绪、通讯与演化交叉领域的生物学意义。
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