the basic of animal behaviour - prince of songkla university pdf/2... · the basic of animal...

The basic

of animal behaviour

Talerngsak Angkuraseranee

Department of Animal Science,

Faculty of Natural Resources, Prince of Songkla University

Genetic and physiology

The relationship between genes and behaviour

The relationship between genes and behaviour

Structure

Nerve cell

Receptor

Muscle and

Glands

Genes Behaviour

The relationship between genes and behaviour

Genes Behaviour

Anatomy

Physiology

The relationship between genes and behaviour

Condition Behaviour

Genesregulation

Genes andEnvironmentinteraction

Genetic basis to behaviour

Processes Genetic Environment

Enzyme

Cellular metabolismand development

Physiologicalmechanisms

Behaviour

Regulatorgenes

Structuralgenes

GENOMEOrderly enzymes

Regulated biochemical reaction

Organization development of nervous, skeletal and endocrine system

Sensory perception,Central nervous processing and command to muscle

Amino acidsEnvironment influences

Carbohydrates, fats, proteinsEnvironment influences

Raw materialsEnvironment influences

Environment influences

Methods demonstratinga genetic basis to behaviour

Inbreeding : การผสมเลอดชด

Artificial selection : การคดเลอก

Hybridization : การผสมตางสปชส

Genetic and Environment

สงแวดลอมเปลยนแปลง : เกดการเปลยนแปลงการท างานและแสดงออกของยน สงผลตอพฤตกรรมของสตว

Genetic and Environment

Environment :อาหารชวงทเปนตวออน

(Larval stage)

การแบงวรรณะของมด (Cast)

ราชนมด(Queen : Reproductive cast)

มดงาน(Worker cast)

มดทหาร(Soldier)

Genes

Physiological

Temp Humid

Skin

CNS :Central nervous system

Hypothalamus

Glands Muscle

พฤตกรรมภายใตอ านาจจตใจ

พฤตกรรมภายนอกอ านาจจตใจ

การปรบอณหภมรางกาย

พฤตกรรมการปรบอณหภม

อณหภมสง

สตวเลยงลกดวยนม

แชปลก ดดเลยตามตว

ออกหากนตอนกลางคน

กนอาหารเปยก อยนงๆ

สตวปก

กางปก นงลงบนดนทเยน

ยกเทาใหพนพนดน

ท าหงอนใหเปยก เลนน า

ท าไขทฟกใหชน

อณหภมต า

สตวเลยงลกดวยนม

จ าศล

สตวปก

ท าขนพอง หวซกใตปก

ซกขาและเทา ไมเคลอนไหว

เอาไขทฟกฝงดน

ฟกไขและกกลกผงแดดด

Voluntary behavioural

ทาทางของรางกาย

การเคลอนของไหวรางกาย

ออกหาทพกพง

ดมน า กนอาหาร จ าศล

Involuntary behavioural

ระบบหายใจกลามเนอ

ระบบไหลเวยน

ความสมดลของระหวางของเหลว

อเลกโทรไลทเมทาโบลซม

เซลลประสาท (Neuron)

ประสาทรบความรสก(Sensory or Afferent neuron)

ประสาทส งงาน(Motor or Efferent neuron)

Interneuron

Sensory or Afferent neuron

อวยวะรบความรสก(Receptor organ)

ระบบประสาทสวนขอบ(Peripheral nervous system)

CNS : Brain Spinal cord

เซลลประสาทน าสญญาณประสาท (Impulse)

สตวไมมกระดกสนหลง :สมอง และ Nerve cord

สตวมกระดกสนหลง :สมอง (Brain) และไขสนหลง

(Spinal cord)

Motor or Efferent neuron

CNS : Brain Spinal cord

Muscle

Gland

Interneuron

เปนเซลลประสาททพบในระบบประสาทสวนกลาง

ท าหนาทเชอมตอเซลลประสาทตวหนงไปยงอกเซลลประสาทหนง

How hormones influence behaviour

ฮอรโมนมผลตอกลไกการรบรหรอรบความรสกของสตว (Sensory or perception mechanisms)

ฮอรโมนมผลตอการพฒนา (Development) หรอการท างานของระบบประสาทสวนกลาง (Central nervous system activities)

ฮอรโมนมผลตออวยวะเปาหมาย (Effector mechanisms) ทท าใหสตวแสดงพฤตกรรมออกมา

Pheromones

สารเคมหรอโมเลกลทสตวใชส าหรบการสอสารระหวางกน

แหลงของกลน เชน ตอมทผวหนง

กลนมความจ าเพาะและเปนสญญาณลกษณะเฉพาะกลน มกจะเปนสารคดหล งซงประกอบดวยสารทมโมเลกลซบซอน

เยอเมอกในการรบกลนของชองจมกท าหนาทเปนตวรบความรสก

สมองสวนรบกลนทท าหนาทรบกลนหรอ Old “nose brain”

ศนยกลางการกระตนใน Olfactory part ของสมองสวน Telencepphalon

ศนยการรบรเก ยวกบกลนใน Cerebral cortex

เกดการตอบสนองดวยการท าใหเกดพฤตกรรมออกมา

Pheromones

การกระตนระบบประสาทดวยสงกระตนเราอนCNS stimulation

By accessory stimuli

ฟโรโมน/กลนPheromone/odour

เซลลประสาทรบกลนOlfactory sensory neurons

กระตนระบบประสาทสวนกลางCNS stimulationNeurochemistry

ระบบตอมไรทอผลตฮอรโมนEndocrine system

(Hormones)

แสดงพฤตกรรมbehaviours

Behaviour development

อทธพลของพนธกรรม (Genetic influences)

อทธพลของสงแวดลอม (Environmental influences)

: กายภาพ (Physical)

: เคม (Chemical)

Embryology of behaviour

Embryology of behaviour : การเกดขนของพฤตกรรมแบงออกไดดงน

การพฒนาของระบบประสาท

(Development of the nervous system)

การเปลยนแปลงระดบฮอรโมน

(Changes in hormonal state)

การเปลยนแปลงทางรปราง

(Change in nonneural morphology)

พฤตกรรมการเลน

(Play behaviour)

General behaviour

Behaviour

1. Innate Behavior : พฤตกรรมทมมาแตก าเนดและไมเปลยนแปลง

2. Learned Behavior : พฤตกรรมทเกดจากการเรยนร ปรบเปลยนไดข นกบ Experience ในชวงชวต

พฤตกรรมจ าแนกไดออกเปน 2 ชนดใหญ ๆ

พฤตกรรมงายๆ มลกษณะเฉพาะตวทใชในการตอบสนองตอสงเราชนดใดชนดหนง และพฤตกรรมนสตวใน species เดยวกนจะตอบสนองตอสงเราอยางหนงเหมอนกน (Fixed action pattern) : การกลนอาหาร, การตวดลนจบแมลง

พฤตกรรมนไดมาจากกรรมพนธเทาน น ไมจ าเปนตองเรยนรมากอน

พบในสตวช นต าซงมระบบประสาทยงไมเจรญด เชน Protozoa

Innate Behavior

เปนพฤตกรรมงายๆ เปนพฤตกรรมทไมตองเรยนรมากอน มแบบแผนทแนนอนเฉพาะตว

พฤตกรรมทมมาแตก าเนด (Inherited Behavior)

ชนดของพฤตกรรมทมมาแตก าเนด

รเฟลกซ (Reflex) รเฟลกซตอเนอง (Chain of Reflexes) Orientation

ไคนซส (Kinesis) แทกซส (Taxis)

Innate Behavior

พฤตกรรมทตอบสนองตอสงเราอยางทนททนใด

ชวยสงมชวตรอดพนจากอนตราย

Innate Behavior : Reflex

ปฏกรยารเฟลกซหลายปฏกรยาเกดขนตอเนองกน

Innate Behavior : Chain of Reflexes

เกยวของกบการเคลอนทแบงได 2 แบบ

พฤตกรรมการเคลอนทโดยตอบสนองตอสงเราดวยการเคลอนทหนหรอเขาหาโดยไมมทศทาง

: Paramecium, Isopod (ตวกะป)

: พฤตกรรมการวางตวของสตว

1. Kinesis

Innate Behavior : Orientation

Paramecium Kinesis Taxis Schooling

Orientation : Kinesis

พฤตกรรมการเคลอนทเขาหาสงเราอยางมทศทางทแนนอน : หนอนแมลงวน, เหบ, ยง

2. Taxis

สตวจะตองม Sensory receptor ทเหมาะสมกบสงเรา ชวยใหใหสตวหาต าแหนงของบานไดถกตอง

Innate Behavior : Orientation

Orientation : Taxis

อากาศชนและอนดงดดยงได

ประมาณ 90 %

อากาศแหงและอนดงดดยงได

ประมาณ 3 %

อากาศชนและเยนดงดดยงได

ประมาณ 5 %

Orientation : Kinesis & Taxis

Learning behaviour

Learning behaviour : การเปลยนแปลงทางพฤตกรรม ซงมสาเหตมาจากประสบการณ ไมใชการเปลยนแปลงพฤตกรรมทเกดมาจากการพฒนาของระบบประสาท การออนลาของกลามเนอ หรอการปรบตวของตวรบความรสก

Learning เปนการเพม fitness (การอยรอดและสบพนธ) ใหแกสตว

พฤตกรรมทตองอาศยประสบการณทมในอดตมาปรบปรงในพฤตกรรมทเกดขน โดยอาศยประสบการณหรอการเรยนร แบงออกไดหลายแบบ ดงน

แบบแฮบบชเอชน (Habituation)

แบบมเงอนไข (Conditioning)

แบบฝงใจ (Imprinting)

แบบลองผดลองถก (Trial and Error)

แบบใชเหตผล (Reasoning)

Learning behaviour

การกระตนซ าทเซลลประสาทรบความรสก

Ca2+ion channel ทปลายแอกซอนของเซลลประสาทรบความรสกเปดลดลง

แคลเซยมไอออนเขาสเซลลประสาทลดลง

เซลลประสาทรบความรสกหล งสารสอประสาทลดลง

เซลลประสาทถกกระตนและตอบสนองลดลง

Habituation : ความเคยชน

Learning behaviour

1. เปนการลดภาระการตอบสนองของสตว ท าใหประหยดพลงงาน พฤตกรรมทสตวเพกเฉยทจะตอบสนองตอสงเราท มไดมผลตอการด ารงชวตเมอไดรบการกระตนจากสงเราน นเปนเวลานาน

: พฤตกรรมความเคยชน

Learning : Habituation

Habituation in gull chicks

Learning : Habituation

หยดตอบสนองตอสงเราเดม แมไดรบการกระตนอย

Learning : Habituation

Sensitization : ความไวตอการกระตนเรา

การกระตนทรนแรงหรอมแนวโนมทเปนอนตราย

ท าใหเกดการกระตนท Interneuron ทมจดประสานกบ Axon terminal

เกดการหล งสารซโรโตนนจาก Interneuron

ทปลาย Axon ของเซลลประสาทรบความรสกมระดบ cAMP เพมข น

cAMP ท าให K+ ion channel ปดและระดบ K+ภายในเซลลเพมข น ท าใหเซลลประสาทรบความรสกเกดดโพลาไรเซช นนานขน

แคลเซยมไอออนเขาส Axon terminal มากขนเซลลประสาทรบความรสกมากขน

เซลลประสาทถกกระตนและตอบสนองเพมข น

Learning behaviour

พฤตกรรมทส งเราตวหนงเขาแทนสงเราทแทจรง (ส งเราเดม) แลวชกน าใหเกดการตอบสนองชนดเดยวกน

: การเรยนรแบบมเง อนไข

Learning : Conditioning

การตอบสนองตอสง เ ร าทไมแทจ ร ง ไดเชนเดยวกบสงเราทแทจรง

สนข+เนอ( Stimulus I ) น าลายไหล

สนข+เสยงกระดง+เนอ ( Stimulus II ) น าลายไหล

สนข+เสยงกระดง น าลายไหล

Learning : Conditioning

Learning : Conditioning

Learning : Conditioning

พฤตกรรมทสตวสามารถจดจ าและผกพนกบแมหรอพอได

พฤตกรรมความฝงใจเปนการท างานรวมกนระหวางพนธกรรมและการเรยนร โดยพนธกรรมเปนตวก าหนดชวงเวลาทจ าเปน จะเกดความฝงใจขน จากการเรยนรความผกพนระหวาง สตวกบพอแมหรอวตถท จะท าใหเกดความฝงใจขน

: การเรยนรท จ ากดโดยเวลาหรอความฝงใจ

Learning : Imprinting

ตอบสนองตอสงเราในชวงแรกของชวตดวยการจดจ าส งเราตางๆ ได

Learning : Imprinting

Learning : Imprinting

พฤตกรรมทมการดดแปลงมาจากการลองผดลองถกโดยการเรยนรเกดขนอยางรวดเรวโดยสตวตอบสนองไดถกตองเลยในคร งแรก พบในพวก Primates

Fixed-action pattern(Innate) Insight (Learned)

มเปาหมาย เพมโอกาสอยรอด + โอกาสสบพนธ

: การรจกใชเหตผล

Learning : Insight

Learning : Insight

พฤตกรรมทสตวแสดงออกโดยบงเอญแลวถาไดรางวลกจะชกน าใหท าพฤตกรรมเชนน นอกและซบซอนมากกวา Habituation

Response (การตอบสนอง) ถกตองท าใหอยรอดและประสบผลส าเรจในการสบพนธ

- Reward (ใหรางวล)- Punishment (การลงโทษ)

: การลองผดลองถก

Learning : Trial and Error

A toad is taught a lesson through trial and error. The toad gobbles a bumblebee, but as it does, it gets a violent sting on its tongue and spits out the bee.

Learning : Trial and Error

ใชสตปญญาในการแกไขปญหาตางๆ โดยไมตองทดลองท า

ใชประสบการณในอดตมาแกไขปญหาใหมในปจจบน

: เหตผล

Learning : Reasoning

Learning : Reasoning

การสงขอมลจากผสง (Sender หรอ Communicator) ไปยงผรบ (Recipient หรอ Receiver)

: Science communication

Communication behaviour

การกระท าของสงมชว ตหนงหรอเซลลหนง แลวมผลไปเปลยนแปลงรปแบบพฤตกรรมของสงมชวตอกตวหนงหรออกเซลลหนง

: Biological communication

1. การสอสารน นตองมผลไปเปลยนแปลงพฤตกรรมของผรบขอมลน นในวถทางใดวธทางหนง

2. การสอสารน นเปนสงทสามารถปรบตวไดกบฝายใดฝายหนง หรอท ง 2 ฝาย (ผสงและผรบ)

3. การสอสารน นตองมความสมพนธสวนใดสวนหนงบนรางกายของผส อสาร

: E.O. Wilson (1975)

Communication behaviour

: องคประกอบของการสอสาร

1. ความสนใจ (Attention)2. ความเปนตวตนของสตว (Identification)3. ความเปนเจาของในพนทเขตแดน (Spatial)4. ระดบการตอบสนอง (Response level)5. เปนการน าขอมลเพยงช วคราว (Carrying temporal)6. ขอมล (Information)

: Daniel Otte (1974)

Communication behaviour

: สญญาณทสตวใชส อสาร

1. Syntactic level (Structural) : Vision, Hearing, Scent marking

2. Sematic level (Meaning)3. Pragmatic level (Contextual level)

: W. J. Smith (1977)

How do signals convey information

1. Discrete signal : Digital หรอ All or None เปนสญญาณทถกสงออกมา ดวยความแรงของสญญาณแบบเดยวกนตลอด เชน เสยงรองเตอน (Alarm call)

: Syntactic level (Structural) : Vision, Hearing, Scent marking

How do signals convey information

2. Grade signal : Analog สญญาณทถกสงออกมาจะมความผนแปรของความแรงหอความถ ท าใหทราบรายละเอยดของขอมล ถอไดวาเปนเชงปรมาณ (Quantitative information) เชน ท าใหสามารถทราบถงความแรงของการกระตนเรา

1. Behavioral information : เปนขอความทววฒนาการของสตว

: Sematic level (Meaning) ความหมายและสาระของขอมลของสญญาณทสตวส อสารออกไป

How do signals convey information

2. Non-behavioral information : เปนการแสดงวาขอมลหรอขอความน นเปนของใคร เปนการแสดงสถานะของผส อสาร ไดแก การบงบอกชนดสตว เพศ และเปนขอมลทบงบอกถงสถานทท สตว น นแสดงออกมา

เปนสญญาณหรอขอมลทสตวส อสารออกไปเพอจดประสงคเฉพาะ เชน การเตอน การขมข หรอการผสมพนธ

: Pragmatic level (Contextual level)

How do signals convey information

1. การจ ากนไดในสตวชนดเดยวกน(Recognition of species)

Function of communication

2. การดงดดเพศตรงขาม(Mate attraction)

3. การเกยวพาราส

(Courtship)

4. การเตอนภย(Alarm)

5. การเผชญหนากนอยางกาวราว(Agonistic encounters)

6. การสรรหาใหม(Recruitment)

1. Sound (Auditory) : Cricket, Cicadas, grasshoppers, Song Birds

2. Visual : Stickleback, Bee language

3. Chemical : Social Insects, (Pheromone)4. Physical contract (Tactile) : Dog, Cat, Cattle, Monkey, Tiger5. Substrate vibration : Frog, Mole rat6. Electrical : Knife fish

: Communication

Communication behaviour

พฤตกรรมทสตวและมนษยค นเคยทสด การสงเสยงแตละคร งจะสอความหมายแตกตางกน : ท าใหเกดการรวมกลม เรยกคเพอผสมพนธ เตอนภย และแสดงความโกรธ เปนตน

Communication : Sound

ลกไกอยในกรอบแกว ลกไกอยกรอบแกวแตมฉากบง

ทาทางเปนพฤตกรรมทแสดงออกมาอาจเปนแบบงายๆ หรอมหลายข นตอนทสมพนธกน

Communication : Visual

การหล งสารทเรยกวา ฟโรโมน (Pheromone) ออกนอกรางกาย มวตถประสงค : เพอดงดดเพศตรงขาม เพอบอกอาณาเขต และเพอน าทาง เปนตน

Communication : Chemical

การใชอวยวะสวนใดสวนหนงสมผสกบสตว พวกเดยวกนหรอตางชนดกน

Communication : Physical

เปนการใชรปแบบการส นสะเทอนของวตถส งของในสงแวดลอม เชน พนดน พนผวของน า

Communication : Substrate vibration

สญญาณทางไฟฟาของสตวสวนใหญสรางมาจากอวยวะสรางกระแสไฟฟา (Electric organ) ซงพฒนามาจากกลามเนอ

Communication : Electrical

Communication : Chemical

คณสมบต (Property)

วธการสอสาร (Channel)

กลน(Olfactory)

เสยง(Auditory)

มองเหน(Visual)

สมผส(Tactile)

ไฟฟา(Electric field)

ระยะทาง(Effective distance)

ไกล ไกล ปานกลาง ส น ส น

การจ ากดการใช

(Localization)ผนแปร ปานกลาง สง สง สง

ความเรวในการแลกเปลยน(Rapid exchange)

ชา เรว เรว เรว เรว

การแพรกระจายผานสงกดขวาง(Obstacle)

ด ด ไมด ด ด

ใชในเวลากลางคน(At night)

ใชได ใชได ใชไมได ใชได ใชได

ระยะเวลาทสญญาณจะหายไป(Durability)

ชา เรว เรว เรว เรว

การหาต าแหนงของผสงสญญาณ(Locate sender)

ยาก ไมแนนอน งาย งาย งาย

พลงงานทใชในการสงสญญาณ(Cost to send signal)

ต า สง ปานกลาง ต า ปานกลาง

1. ปองกนอนตรายจากศตร

2. ลดอตราการถกลา

3. ท าใหด ารงเผาพนธอยได

: ขอด

: ขอเสย

1. มโอกาสเกดโรคระบาดสง

2. มการแกงแยง

3. การรบกวนทางสงคมสง

ความส าคญของ communication

I. Motivation (แรงจงใจ)สภาวะภายในตวสตวท จะน าไปสการแสดง

พฤตกรรม เปนผลจากการท างานรวมกนของ

1. Health2. Hormone & Physical condition3. CNS4. Stimuli5. Experience

พฤตกรรมตางชนดกน อทธพลของแตละปจจยทจะท าใหเกด Motivation กตางกน

ท าอยางไรสตวจงแสดงพฤตกรรม

II. Sign Stimuli

สง เ ร า เฉพาะ เจาะจงทท า ใหเก ดพฤตกรรมน นๆ

ท าอยางไรสตวจงแสดงพฤตกรรม