王代平研究團隊揭示鳥類社交網絡多層次結構的形成機製

動物的社交網絡結構在種群生態與演化過程中扮演著重要角色。它不僅影響疾病的傳播和合作行為的產生,還會塑造文化傳遞與社會穩定性。然而,我們對於個體社會決策如何逐步彙聚並塑造群體尺度上的社交結構仍知之甚少。過去的研究大多集中在宏觀群體模式或特定微觀行為的探討,研究對象也多以靈長類等大型哺乳動物為主,而對鳥類等其他社會性物種的研究相對匱乏。

近日,必威精装版app西汉姆联 王代平研究團隊通過對斑胸草雀(Taeniopygia guttata)的大規模、高分辨率持續追蹤,揭示了鳥類群體中存在清晰的多層次社交網絡結構。該研究不僅闡明了空間選擇和社交偏好在社交關係形成中的作用機製,也探討了不同社會性物種在認知與時間等限製因子作用下可能產生相似社交結構的普遍規律。

研究團隊利用自動化條碼追蹤係統,在四個大型斑胸草雀混合群體(每群約 80 隻個體)中,連續 30 天收集了數百萬條個體位置與交互數據。這一技術使研究者能夠以秒級分辨率捕捉鳥類的共棲、聚群等社會互動,大大超越了以往依賴人工觀察的研究方式。分析發現,在個體水平上,斑胸草雀的社會關係呈現穩定分層:每隻鳥通常保持 1 - 2 個最親密夥伴,相當於人類的“至交好友或伴侶”;維持 6 - 7 個親密夥伴,類似“核心朋友圈”;還擁有 22 - 24 個中等關係夥伴,對應“泛泛之交”。這些關係連續長時間保持高度一致,顯示出穩定的社會選擇傾向。進一步的群體水平網絡分析表明,這些分層關係在種群層麵形成了類似分形結構的多層次社會網絡,其擴展比例與人類及大象、狒狒、逆戟鯨等大型哺乳動物高度相似,表明不同物種可能受到共同的限製因子約束。

進一步,研究通過引入空間與社會選擇的零模型,與觀察到的真實情況進行對照。結果顯示最親密與親密關係的維持主要由個體的社會偏好驅動,即鳥類主動選擇了固定的夥伴;而中等關係或關聯水平更低的群體則部分受到其所在環境空間因素的影響,如對特定棲木或取食點的共同偏好。這一結果揭示了空間限製與社會選擇共同作用的機製,為理解鳥類以及其他動物複雜社會結構的形成提供了新視角。

該研究不僅擴展了對鳥類社會性的認知,也提示多層次社交結構可能是動物界普遍存在的現象。相關成果為比較不同類群社會係統演化、以及理解動物如何在認知與時間限製下組織群體生活,提供了新的理論依據。相關成果以"Social and spatial drivers of the multitiered structure of zebra finch social networks"為題發表於Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences雜誌。必威精装版app西汉姆联 碩士研究生張軼宣為第一作者,必威精装版app西汉姆联 王代平研究員為通訊作者。必威在线网址 博士研究生江欣怡,澳大利亞國立大學、瑞士蘇黎世大學Damien Farine教授,Lucy Aplin教授參與了此項研究。該研究工作得到了國家自然科學基金(32270452)、中國科學院人才項目及國際科研合作項目的資助。

論文鏈接:https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2025.0978

1. 斑胸草雀自我中心網絡的分形結構。

(A) 雄性與 (B) 雌性的自我中心網絡示例,內圈表示最親密夥伴,中圈表示親密夥伴,外圈表示中等夥伴(方形=雄性,圓形=雌性)。(C) Jenks自然斷點算法在303隻鳥30天的數據中均穩定識別出四個層級(GVF=0.85,虛線)。(D) 各層級的社會夥伴數量和隨時間的變化在個體間高度一致,實線為平均值,虛線為95%置信區間。(E) 不同層級的社會關係數量對數變化(實測數據與兩種零模型對比)。點為對數均值,誤差棒為95%置信區間。不同層級的社會夥伴數量呈指數增加,顯示出分形特征。


2. 斑胸草雀多層次社會網絡的群體結構。

(A) 每日網絡示例,節點代表個體(藍色方形=雄性,紅色圓形=雌性),連線表示社會接觸,線越粗表示接觸頻率越高。

(B) 不同層級(Horton分級)的群體規模分布(箱線圖)及其對數均值(菱形)。

(C) 四個群體在30天中,不同層級的群體數量對數變化(實測數據與兩種零模型對比)。點為對數均值,誤差棒為95%置信區間。不同層級的社會群體數量呈指數增加,顯示出分形特征。

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