近日，中国科学院动物研究所詹祥江研究员、王代平研究员等组成的科研团队在Science Bulletin 发表了“重新发现行为科学：从经典理论到现代研究前沿”（Rediscovering behavioral sciences: from classic theories to modern frontiers）的综述性文章，该文章系统回顾了行为科学的发展脉络，并提出了一个整合经典理论与现代技术的新框架，为行为学研究的未来方向提供了发展蓝图。

论文指出，当代“行为科学”已不是单纯观察动物行为的学科，而是发展成为了一个高度交叉的综合研究领域，它整合了行为学、行为生态学、社会生物学、基因组学、生物力学与仿生学、神经科学、人工智能和社会网络分析等多个研究方向。当代“行为科学”核心目标是揭示动物行为背后的生物学机制与进化基础，奠基于荷兰学者廷伯根（1973年诺贝尔生理学奖获得者）提出的研究生物行为的四个基本问题，即行为的机制、发育、功能和进化，这一理论基础至今仍是行为学（Ethology）研究的重要基石。在此之后兴起的行为研究，主要聚焦于这四大核心问题中的“功能”和“进化”两个方面，并与生态学、进化生物学和经济学等学科结合，逐渐形成了新的研究学科即行为生态学（Behavioural Ecology）。经典的行为生态学研究遵循一个核心理念，即“动物行为在自然选择作用下进化，其目的在于最大化个体的适合度”，强调行为在其“功能”和“进化”层面上的适应性意义。相比之下，对行为的“机制”和“发育”，以及四个核心问题间的相互整合关注较少。论文指出，尽管过去数十年中行为生态学在解释行为的适应意义和进化价值方面取得了巨大成功，但由于技术手段的限制，对行为机制和发育过程的理解仍相对不足。随着基因组学、神经科学、生物力学、人工智能和社会网络分析等技术的快速发展，行为科学正迎来一次深刻的理论与方法学重塑。

在此基础上，作者首先系统梳理了行为科学中代表性的经典理论，并按照个体行为、种群与社会系统、以及种群或物种之间的协同进化三个层面进行归纳，总结回顾了性选择与 Fisher 的“脱缰失控理论”模型、“自私群体”理论、亲缘选择理论、进化稳定策略（ESS）、信息中心假说、红皇后假说等行为学经典代表性理论假说。在此基础上，着重论述了如何利用前沿的科技手段，如高通量测序、神经影像、生物力学建模、机器学习等，对行为科学领域尚未解决的经典悖论、以及新出现的前沿科学问题展开探索研究。

在机制与个体行为研究方面，论文重点介绍了三个前沿研究问题。第一，通过整合组学手段解析性选择的分子基础。以存在“求偶炫技”行为的多种求偶场（lek）鸟类为例，研究者利用比较基因组学鉴定出一批与求偶炫耀行为、肌肉性能和神经功能等相关的候选基因，并沿系统发育树追踪了复杂求偶行为的逐步进化路径。这类研究首次在基因组层面比较了性选择与自然选择所对应的不同遗传特征，但作者也指出，目前相关研究多停留在相关性分析阶段，仍需进一步的实验证据验证其因果关系。第二，通过对比鸟鸣与人类语言，可借助跨物种的“语言神经科学”为理解人类语言起源提供了重要模型。鸣禽的求偶歌声是自然界中常见的性选择信号，鸟类学习和发育鸣声的大脑区域与人类发声听觉运动皮层在结构和功能上有高度相似性。基因层面上，参与人类语言发育的FOXP2也被发现参与了鸟类的鸣声学习。随着越来越多的鸟类基因组被测定，未来有望进一步揭示信息交流和语言形成背后的关键调控基因及神经环路。第三，通过将生物力学和仿生学的结合，促进对动物行为例如飞行等进化机制的理解，并转化应用。研究者通过高速摄像和三维重建技术，对蜂鸟、蜻蜓等物种的高机动飞行行为进行了精细解析。研究发现，更强的肌肉能力、更低的翼载以及可塑的翼形与其卓越的机动性能密切相关。通过改变转动惯性，这些物种能够精细调控翻滚、偏航等飞行动作，从而维持整体飞行稳定。此类研究进一步帮助我们理解机动飞行的进化机制，也为仿生无人机等“新一代飞行机器”提供设计灵感。

在种群水平行为研究上，文章介绍了两个前沿研究方向。其一是利用虚拟现实和仿生机器人技术研究动物群体行为。群体行为广泛存在于鱼群、鸟群、昆虫乃至人群中，仅从传统的行为观察来解析“个体如何基于其他邻近个体的信息做出行为决策”往往难以深入。现代虚拟现实技术可以实现让斑马鱼等动物处于可控的虚拟“同类个体”环境中，通过算法编程，精细操控其虚拟邻居的运动模式，进而能通过观察实验动物的行为反应来推断其决策规则。类似的，使用仿生机器鱼在真实水流环境中与真鱼进行互动，研究者们可以对鱼群节能、信息中心假说等进行机制性和因果性的检验。其二是利用社会网络分析方法研究“动物文化”及其在保护生物学中的意义。越来越多证据表明，文化，即通过社会学习传承的行为传统，并非人类独有。动物社会结构与文化行为之间错综复杂的互动，可以通过社会网络分析（SNA）来进行系统性分析。以2020–2021年“云南亚洲象北迁”事件为例，这种长距离迁徙可能与社会学习或关键“领袖个体”的行为密切相关。因此，在保护规划中，关注掌握关键“文化知识”的个体，对维持群体凝聚力和长期存续尤为重要。

在物种间层面，论文还讨论了通过比较基因组学来研究协同进化对物种形成速率的影响。例如，非洲巢寄生物种靛蓝鸟通过学习宿主鸣声并据此择偶和择巢，形成了与特定宿主高度绑定的谱系关系。雌雄靛蓝鸟基于宿主鸣声等行为来相互择偶的模式能快速地产生行为生殖隔离，进而表现出线粒体和核基因组的同步分化，从而加速新物种形成。而在同样以巢寄生为繁殖策略的大杜鹃中，寄生不同宿主类型的特异性分化仅仅由不同的母性支系维持，仅在母系遗传的线粒体DNA上出现分化。与之相比，大杜鹃核基因组仍高度混合，说明大杜鹃雄鸟迁徙等行为促进了不同种群（母系支系）之间的基因交流并且阻碍了该物种的进一步分化。以上这两个协同进化的巢寄生系统为理解物种形成过程中的“快—慢”进化差异提供了新的分子和行为学视角。

论文最后指出，传统行为生态学应在继承经典理论的基础上，通过跨学科融合和前沿技术拓展，发展为更为广义的“行为科学”，未来的行为科学将覆盖从基因、个体到种群和生态系统的多个层级，并反向服务于生物多样性保护、人工智能发展以及人–野生动物共存等现实问题，以跨学科视角重新激活经典理论，推动行为科学与多领域协同发展。

詹祥江研究员为论文的通讯作者，王代平研究员为论文第一作者，英国莱斯特大学、俄罗斯科学院Andrew Morozov教授，中国科学院动物研究所博士研究生何远思，潘胜凯副研究员以及瑞士伯尔尼大学郑佳博士参与了此项工作。该工作得到了海南国家公园研究院、国家自然科学基金、中国科学院动物研究所自主部署项目、中英联合实验室以及瑞士科学基金的支持。感谢瑞士伯尔尼大学李相宜教授、德国马普研究所李亮博士在论文写作过程中的指导和建议。

   论文信息：Daiping Wang, Andrew Morozov, Yuansi He, Jia Zheng, Shengkai Pan, Xiangjiang Zhan, Rediscovering behavioral sciences: from classic theories to modern frontiers, Science Bulletin, 2026

   原文链接: https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.01.071