Переключение добычи
Смена добычи - это хищничество, зависящее от частоты , при котором хищник преимущественно потребляет наиболее распространенный тип добычи. Это явление также описывается как апостатический отбор , однако эти два термина обычно используются для описания разных частей одного и того же явления. Апостатический отбор использовался авторами, изучающими различия между различными генетическими морфами. Для сравнения, переключение добычи использовалось при описании выбора между разными видами. [1]
Определение
[ редактировать ]Термин «переключение» был впервые введен экологом Мердоком в 1969 году для описания ситуации, когда хищник поедает непропорционально больше наиболее распространенного типа добычи. [2] Восемь лет назад, в 1962 году, генетик Б.С. Кларк описал аналогичный феномен и назвал его « апостасическим отбором ». [3] С тех пор термин «переключение добычи» в основном использовался экологами, а апостатический отбор - генетиками, и поэтому они использовались для описания различных аспектов частотно-зависимого отбора.
хищника Один из способов переключения добычи был идентифицирован и определен, когда предпочтение определенному типу добычи увеличивается по мере увеличения численности добычи. Результатом является сильное предпочтение добычи, распространенной в окружающей среде, и слабое предпочтение добычи, которая редка. Таким образом, определение предпочтений повлияет на понимание переключения. Наиболее распространенное определение предпочтения - это взаимосвязь между соотношением добычи в окружающей среде и соотношением добычи в рационе хищника. Это было независимо предложено несколько раз и описывается уравнением:
- П1/П2 = с (Н1/Н2); альтернативно, c = (P1/P2)/(N1/N2)
где N1 и N2 — численность жертв 1 и 2 типов в окружающей среде, а P1 и P2 — численность тех же типов добычи в рационе хищника. c — предпочтение жертвы типа 1. Если значение c увеличивается со временем с помощью N1/N2 , предполагается, что происходит переключение добычи. Противоположностью смене добычи является то, что хищник съедает непропорционально больше самой редкой добычи, чем можно было бы ожидать случайно. Из приведенного выше уравнения это будет происходить, когда c (предпочтение) уменьшается с течением времени по мере увеличения N1 / N2 (количество в окружающей среде). Это противоположное явление было названо негативным переключением добычи или антиапостасическим отбором, когда оно относится к выбору между различными морфами. Негативное переключение добычи может произойти, когда на более многочисленную добычу труднее охотиться или она более рискованна. [4]
Переключение добычи упоминается в научной литературе примерно с 1960 года, но со времени своей первой работы Хассел предположил, что интерес к смене добычи упал, поскольку трудно продемонстрировать, происходит ли оно или происходит. [5]
Механизмы
[ редактировать ]Причина, по которой потребитель может переключиться с потребления одного ресурса на другой, заключается в том, что это может повысить эффективность поиска пищи и, следовательно, его инклюзивную приспособленность . [6] [7] Утверждалось, что частотно-зависимое хищничество предсказывается теорией оптимального кормодобывания . [8] В частности, модель непредвиденных обстоятельств предсказывает, что в некоторых обстоятельствах наиболее прибыльный ресурс должен быть съеден за счет менее прибыльных ресурсов, и что это решение основано на абсолютной плотности наиболее прибыльного типа ресурсов. [9] Однако частотно-зависимое хищничество может происходить даже тогда, когда абсолютная плотность наиболее прибыльного ресурса остается постоянной. [10] Эти окончательные механизмы помогают продемонстрировать, как смена добычи и вероотступнический отбор вписываются во всеобъемлющую экологическую теорию . Кроме того, существуют непосредственные механизмы, которые могут объяснить, почему особь предпочитает питаться наиболее распространенным типом добычи.
Место и время, когда потребитель кормится, могут влиять на переключение поведения. В экспериментах с гуппи наблюдаемое поведение переключения было связано с выбором патча. [11] Аналогичным образом, переключающееся поведение веснянок было обусловлено временем их активности. [12] Формирование поискового образа также может привести к переключению потребителя на то, какую добычу он поедает. [6] Реал предполагает, что механизм, подобный поиску изображения, может объяснять поведение переключения, демонстрируемое Bombus pensylvanicus , однако они не хотят использовать термин «поиск изображения», вместо этого предполагая какое-то ограничение восприятия. [13] Смена добычи также может произойти, если потребитель станет более эффективно ловить наиболее распространенный тип добычи, например, увеличит практику поимки наиболее распространенной добычи. [14] Было обнаружено, что это относится и к Anax junius , который питался либо нимфами подёнок, либо трубочниками. Исходя из этого Бергельсон вывел практическое правило, согласно которому потребители должны «продолжать преследовать только те типы добычи, которые вы успешно поймали в ближайшем прошлом». [14] Смена добычи может изменить влияние хищников на функцию экосистемы. Например, хищники, которые переключаются между питанием травоядными и детритофагами, могут связывать зеленые и коричневые пищевые сети. [15]
В целом было проведено ограниченное количество исследований, которые выявили механизмы, ответственные за смену добычи. Однако было высказано предположение, что выбор потребителями места для кормления может быть наиболее важным механизмом. [10] И наоборот, поиск изображения является спорным, поскольку существуют разногласия по поводу того, действительно ли оно встречается в природе, и если да, то важно ли это. [1] [16]
Результаты
[ редактировать ]Если хищник демонстрирует поведение, переключающее добычу, это может оказать большое влияние на стабильность системы, сосуществование видов-жертв и функционирование экосистемы. [15] и эволюционное разнообразие.
Смена добычи может способствовать сосуществованию между видами добычи. [17] Например, смена добычи приводит к тому, что хищничество для редких жертв становится очень низким, что впоследствии может создать убежища для добычи , которые будут способствовать сосуществованию. [18]
В более общем смысле, смена добычи часто предлагается для стабилизации динамики хищник-жертва, чем сосуществование.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Аллен, Дж. А. (1988) Частотно-зависимый отбор хищников. Филос. Т. Рой. Соц. Б 319, 485-503
- ^ Мердок, WW (1969) Переключение хищников-универсалов: эксперименты по специфичности добычи и стабильности популяций жертв. Экол. Моногр. 39, 335–354
- ^ Кларк, Британская Колумбия (1962) Сбалансированный полиморфизм и разнообразие симпатрических видов. В «Таксономии и географии» (Николс, Д., изд.), стр. 47–70, Оксфорд: Публикация Ассоциации систематики.
- ^ Таллиан, Эйми; и др. (10 апреля 2017 г.). «Реакция хищника на возрождающуюся опасную добычу» . Функциональная экология . 31 (7): 1418–1429. дои : 10.1111/1365-2435.12866 .
- ^ Хасселл, член парламента (2000) Пространственная и временная динамика взаимодействий паразитоидов-хозяев, Oxford University Press
- ^ Перейти обратно: а б Хьюз, Р.Н. и Крой, Мичиган (1993)Экспериментальный анализ частотно-зависимого хищничества (переключения) у 15-иглой колюшки, Spinachia spinachia. Дж. Аним. Экол. 62, 341–352.
- ^ Корнелл, Х. (1976) Стратегии поиска и адаптивное значение переключения у некоторых обычных хищников. Являюсь. Нат. 110, 317-320
- ^ Хаббард, С.Ф. и др. (1982)Апостатический отбор как оптимальная стратегия кормодобывания. Дж. Аним. Экол. 51, 625-633
- ^ Стивенс, Д.В. и Кребс, младший (1986) Теория собирательства, Oxford University Press
- ^ Перейти обратно: а б Шерратт, Т. Н. и Харви И. Ф. (1993) Частотно-зависимый выбор пищи членистоногими: обзор. Биол. Дж. Линн. Соц. 48, 167-186
- ^ Мердок, WW и др. (1974) Переключение хищных рыб. Экология 56, 1094-1105
- ^ Эллиотт, Дж. М. (2004) Смена добычи у четырех видов плотоядных веснянок. Пресноводная биол. 49, 709–720.
- ^ Реал, Лос-Анджелес (1990), «Переключение хищников и интерпретация поведения выбора животных: аргументы в пользу ограниченной оптимизации», в Хьюз, Роджер Н. (ред.), Поведенческие механизмы выбора пищи , Нью-Йорк и Берлин: Springer-Verlag , стр. 1–21, ISBN 978-0-387-51762-9
- ^ Перейти обратно: а б Бергельсон, Дж. М. (1985) Механистическая интерпретация выбора добычи личинками Anax junius (Odenata: Aeschnidae). Экология 66, 1699-1705 гг.
- ^ Перейти обратно: а б Хайнс и Гесснер 2012. Трофическое разнообразие потребителей как фундаментальный механизм, связывающий хищничество и функционирование экосистемы. Журнал экологии животных 81: 1146–1153.
- ^ Лоуренс, Э.С. и Аллен, Дж.А. (1983) О термине «Поиск изображения». Ойкос 40, 313-314
- ^ Абрамс, П.А. и Мацуда, Х. (2003)Популяционные динамические последствия сокращения переключения хищников при низкой общей плотности добычи. Население. Экол. 45, 175–185.
- ^ Джентльмен, В. и др. (2003)Функциональные реакции на питание зоопланктона несколькими ресурсами: обзор предположений и биологической динамики. Глубоководные ресурсы. (II Топ. студ. Океаногр.) 50, 2847–2875