stringtranslate.com

Переключение добычи

Переключение 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 различными видами. [1]

Определение

Термин «переключение» был впервые введен экологом Мердоком в 1969 году для описания ситуации, когда хищник съедает непропорционально больше наиболее распространенного типа добычи. [2] Восемью годами ранее, в 1962 году, генетик Б. К. Кларк описал похожее явление и назвал его « апостатическим отбором ». [3] С тех пор термин «переключение добычи » в основном использовался экологами, в то время как апостатический отбор использовался генетиками, и по этой причине они использовались для описания различных аспектов частотно-зависимого отбора.

Один из способов, которым переключение добычи было идентифицировано и определено, заключается в том, что предпочтение хищника определенному типу добычи увеличивается по мере увеличения ее численности. Результатом является сильное предпочтение добычи, распространенной в окружающей среде, и слабое предпочтение добычи, которая редка. Таким образом, определение предпочтения повлияет на понимание переключения. Наиболее распространенное определение предпочтения — это связь между соотношением добычи в окружающей среде и соотношением добычи в рационе хищника. Оно было независимо предложено несколько раз и описывается уравнением:

P1/P2 = c (N1/N2); альтернативно, c = (P1/P2)/(N1/N2)

где N1 и N2 — распространенность добычи типов 1 и 2 в окружающей среде, а P1 и P2 — распространенность тех же типов добычи в рационе хищника. c — предпочтение добычи типа 1. Если значение c увеличивается со временем с N1/N2 , предполагается, что происходит переключение добычи. Противоположность переключения добычи — это когда хищник съедает непропорционально больше самой редкой добычи, чем можно было бы ожидать случайно. Из приведенного выше уравнения это произойдет, когда c (предпочтение) уменьшается со временем по мере увеличения N1 / N2 (количества в окружающей среде). Это противоположное явление было названо отрицательным переключением добычи или антиапостатическим отбором, когда оно относится к выбору между различными морфами. Отрицательное переключение добычи может происходить, когда на более многочисленную добычу сложнее охотиться или она более рискованна. [4]

Переключение добычи упоминается в научной литературе примерно с 1960 года, но с момента выхода своей первой работы Хассел предположил, что интерес к переключению добычи упал, поскольку трудно продемонстрировать, происходит ли это или происходит сейчас. [5]

Механизмы

Причина, по которой потребитель может переключиться с поедания одного ресурса на поедание другого, заключается в том, что это может повысить эффективность добычи пищи особью и, следовательно, ее инклюзивную приспособленность . [6] [7] Утверждалось, что частотно-зависимое хищничество предсказывается из теории оптимального добычи пищи . [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 ресурса. [9] Однако частотно-зависимое хищничество может происходить даже тогда, когда абсолютная плотность наиболее прибыльного ресурса остается постоянной. [10] Эти конечные механизмы помогают продемонстрировать, как переключение добычи и апостатический отбор вписываются в общую экологическую теорию . Кроме того, существуют приблизительные механизмы, которые могут объяснить, почему особь предпочтительно питается наиболее распространенным типом добычи.

Местоположение и время, когда потребитель питается, могут объяснять переключение поведения. В экспериментах с гуппи переключение поведения было обусловлено выбором участка. [11] Аналогично переключение поведения веснянок было обусловлено временем их активности. [12] Формирование поискового образа также может привести к тому, что потребитель переключит добычу, которую он съест. [6] Real предполагает, что механизм, аналогичный поисковому образу, может объяснять переключение поведения, демонстрируемое Bombus pensylvanicus , однако они неохотно используют термин поисковый образ, вместо этого предполагая некое ограничение восприятия. [13] Переключение добычи также может происходить, если потребитель становится более эффективным в захвате наиболее распространенного типа добычи, например, увеличивая практику в захвате наиболее распространенной добычи. [14] Было обнаружено, что это относится к Anax junius , который питался либо нимфами поденок, либо червями трубочника. Из этого Бергельсон вывел практическое правило, что потребители должны «продолжать преследовать только те типы добычи, которые вы успешно поймали в недавнем прошлом». [14] Переключение добычи может изменить влияние хищничества на функционирование экосистемы. Например, хищники, которые переключаются между питанием травоядными и детритофагами, могут связывать зеленые и коричневые пищевые цепи. [15]

В целом, было проведено ограниченное количество исследований, которые выявили механизмы, ответственные за поведение переключения добычи. Однако было высказано предположение, что выбор потребителями места для кормления может быть наиболее важным механизмом. [10] Напротив, поисковый образ является спорным с разногласиями по поводу того, встречается ли он на самом деле в природе, и если да, то важен ли он. [1] [16]

Результаты

Если хищник демонстрирует поведение переключения добычи, это может оказать большое влияние на стабильность системы, сосуществование видов добычи и функционирование экосистемы [15] , а также на эволюционное разнообразие.

Переключение добычи может способствовать сосуществованию видов добычи. [17] Например, переключение добычи приводит к тому, что хищничество становится очень низким для редких видов добычи, что впоследствии может создать убежища для добычи , что будет способствовать сосуществованию. [18]

В более общем плане, чем сосуществование, переключение добычи часто предлагалось для стабилизации динамики отношений хищник-жертва.

Ссылки

  1. ^ ab Allen, JA (1988-07-06). «Частотно-зависимый отбор хищниками». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 319 (1196): 485–503. doi :10.1098/rstb.1988.0061. ISSN  0962-8436. PMID  2905488.
  2. ^ Мердок, Уильям У. (сентябрь 1969 г.). «Переключение у общих хищников: эксперименты по специфичности хищников и стабильности популяций добычи». Экологические монографии . 39 (4): 335–354. doi :10.2307/1942352. ISSN  0012-9615. JSTOR  1942352.
  3. ^ Кларк, BC (1962) Сбалансированный полиморфизм и разнообразие симпатрических видов. В Таксономии и географии (ред. Николс, Д.), стр. 47-70, Оксфорд: Издание Ассоциации систематики
  4. ^ Таллиан, Эйми и др. (10 апреля 2017 г.). «Реакция хищника на возрождающуюся опасную добычу». Функциональная экология . 31 (7): 1418–1429. doi : 10.1111/1365-2435.12866 .
  5. ^ Хассел, Майкл П. (Майкл Патрик) (2000). Пространственная и временная динамика взаимодействий хозяин-паразитоид. Оксфорд; Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-854089-2.
  6. ^ ab Hughes, RN; Croy, MI (апрель 1993 г.). "Экспериментальный анализ хищничества, зависящего от частоты (переключения), у 15-иглой колюшки, Spinachia spinachia". Журнал экологии животных . 62 (2): 341. doi :10.2307/5365. JSTOR  5365.
  7. ^ Корнелл, Говард (март 1976 г.). «Стратегии поиска и адаптивное значение переключения у некоторых обычных хищников». The American Naturalist . 110 (972): 317–320. doi :10.1086/283068. ISSN  0003-0147.
  8. ^ Хаббард, С.Ф.; Кук, Р.М.; Гловер, Дж.Г.; Гринвуд, Дж.Дж.Д. (июнь 1982 г.). «Апостатический отбор как оптимальная стратегия добычи пищи». Журнал экологии животных . 51 (2): 625. doi :10.2307/3987. JSTOR  3987.
  9. ^ Стивенс, Дэвид В.; Кребс, Дж. Р.; Кребс, Джон Р. (1986). Теория добычи пищи . Монографии по поведению и экологии. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-08442-8.
  10. ^ ab Sherratt, T (февраль 1993). «Частотно-зависимый выбор пищи членистоногими: обзор». Biological Journal of the Linnean Society . 48 (2): 167–186. doi :10.1006/bijl.1993.1013.
  11. ^ Мердок, Уильям У.; Эвери, С.; Смит, Майкл Э.Б. (август 1975 г.). «Переключение у хищных рыб». Экология . 56 (5): 1094–1105. doi :10.2307/1936149. JSTOR  1936149.
  12. ^ Эллиотт, Дж. М. (июнь 2004 г.). «Переключение добычи у четырех видов плотоядных веснянок». Freshwater Biology . 49 (6): 709–720. doi :10.1111/j.1365-2427.2004.01222.x. ISSN  0046-5070.
  13. ^ Real, LA (1990), «Переключение хищников и интерпретация поведения выбора животных: случай ограниченной оптимизации», в Hughes, Roger N (ред.), Behavioural Mechanisms of Food Selection , New York & Berlin: Springer-Verlag , стр. 1–21, ISBN 978-0-387-51762-9
  14. ^ Аб Бергельсон, Джой М. (декабрь 1985 г.). «Механистическая интерпретация выбора добычи личинками Anax junius (Odonata: Aeschnidae)». Экология . 66 (6): 1699–1705. дои : 10.2307/2937365. JSTOR  2937365.
  15. ^ ab Hines, Jes; Gessner, Mark O. (ноябрь 2012 г.). «Трофическое разнообразие потребителей как фундаментальный механизм, связывающий хищничество и функционирование экосистемы». Journal of Animal Ecology . 81 (6): 1146–1153. doi :10.1111/j.1365-2656.2012.02003.x. ISSN  0021-8790.
  16. ^ Лоуренс, Э. Саймон; Аллен, Джон А. (февраль 1983 г.). «О термине „поисковое изображение“». Oikos . 40 (2): 313. doi :10.2307/3544597. JSTOR  3544597.
  17. ^ Абрамс, Питер А.; Мацуда, Хироюки (декабрь 2003 г.). «Популяционные динамические последствия сокращения переключения хищников при низкой общей плотности добычи». Population Ecology . 45 (3): 175–185. doi :10.1007/s10144-003-0159-3. ISSN  1438-3896.
  18. ^ Джентльмен, Венди; Лейзинг, Эндрю; Фрост, Брюс; Стром, Сюзанна; Мюррей, Джеймс (ноябрь 2003 г.). «Функциональные реакции зоопланктона, питающегося множественными ресурсами: обзор предположений и биологической динамики». Исследования глубоководных районов, часть II: Тематические исследования в океанографии . 50 (22–26): 2847–2875. doi :10.1016/j.dsr2.2003.07.001.