שיעור 3

Question 1

אם נצליח לומר על תכונה מסוימת שהיא התפתחה לפני תכונה אחרת, נוכל לומר שהיא גרמה לה.
למשל, בקשר בין צבעי אזהרה לבין רעילות של צפרדעים- אם נאמר שהצבעים קדמו לרעילות, ייתכן שהם גרמו לה גם.

מה מצא מחקר חדש שהתפרסם ב-
Science
בנושא זה?

Answer 1

מחקר חדש שהתפרסם ב-
Science
(מרץ 2023)
הראה שצבעי האזהרה התפתחו קודם ככאלה המתגלים אל הטורף רק בזמן מנוסה (ובזמן שהייה הצפרדע מוסווית) ואח”כ כשהטורף ‘התרגל’ לצבעים אלו, התפתחה הרעילות ובעקבותיה גם צבעי האזהרה הגלויים תמיד.

Question 2

הגדר
גישת האופטימיזציה-
The Optimization Approach

Answer 2

גישת האופטימיזציה- מודלים לחיזוי התנהגות אופטימלית: עד כמה התנהגות היא אדפטיבית? (“כמה חיה היא מתוחכמת?”)

הגישה אמורה לתת כלים לבניית מודלים כמותיים לבדוק כמה התנהגות היא אדפטיבית.

בהשוואת עלות מול התועלת, השאיפה היא למקסם
את הנטו –ההפרש בין העלות והיתרון ולא הגודל
האבסולוטי שלהם

Question 3

• השחפים מזיזים את קליפות הביצים מהקן בהימצא טורפים. האם הם אכן מזיזים את הביצים בתזמון הנכון? הרי יש סיכון של טריפה על ידי שכנים קניבליים

האם תכונה זו נרכשה ע”י למידה או ברירה טבעית?

Answer 3

ברירה טבעית.

סביר שהשחפים שבארעיות הזיזו את הקליפות בתזמון הטוב ביותר, הם אלו שלאורך הדורות שרדו הכי טוב ונבררו. זה הסבר סביר יותר מאשר שהשחפים
למדו מתי התזמון הטוב ביותר להזיז.

לכן במקרה זה, הגיוני שהתכונה לא
נרכשה ע”י מתודה של למידה (של הזמן המדויק להזיז את הקליפות), אלא ע”י ברירה טבעית.

Question 4

בדוגמא של עורבים המפילים מגובה 5-6 מטרים אגוזים גדולים: האם העורבים מתנהגים בצורה אופטימלית?

מצד אחד, לעוף לגובה רב מגדיל את הסיכויים של האגוז להישבר, אך תעופה לגובה צורכת אנרגיה (מה שמנוגד למאמץ האכילה ושבירת האגוזים). כיצד העורבים “לומדים” את הגובה האופטימלי?

מה נמצא בניסוי בנושא זה?

Answer 4

בניסוי שנעשה עליהם, בו ניתן לעורבים אגוזים ומקומות בגבהים שונים להפיל ולשבור אותם מהם, נמצא שלמרות שגובה 7 מטר הוא האופטימלי ביותר, הם הפילו מגובה נמוך ממנו

Question 5

איזה פרמטר חסר לניסוי בעורבים עם האגוזים?

Answer 5

התחרות עם פרטים אחרים על האגוזים הנשברים על הקרקע (עדיך לא להפיל מגובה רב מדי, כי אז עורב אחר עלול לחטוף את האגוז).

Question 6

כיצד עורבים “יודעים” מהו הגובה האופטימלי להפלת אגוזים?

Answer 6

לא ברור האם עורבים “יודעים” מה הגובה האופטימלי להפיל ממנו את האגוזים זו התנהגות שמושפעת רק מאבולוציה או רק מלמידה- ייתכן שהיא מושפעת משניהם. עורבים יכולים ללמוד גם מ-
trial and error.

Question 7

מה הקשר בין עורבים, אגוזים ומעברי חצייה?

Answer 7

ישנם עורבים היודעים להפיל אגוזים דווקא מעל מעברי חצייה- כך הרכבים מפצחים את האגוזים והם יכולים לאסוף את השלל כשהרמזור מתחלף לאדום.

אך מחקר מאוניברסיטת
UCL Davis
טען שזה לא מדע זהיר- ייתכן ויש עורבים המפצחים אגוזים לא מעל מעברי חצייה. כלומר זו לא דוגמא מדויקת להתנהגות “מתוחכמת” אופטימלית.

Question 8

when should action be executed?

Answer 8

only when:

Benefit > Cost

Within this range, the net gain should be maximized:

B - C

Question 9

הגדר
Strategy set

Answer 9

ההתנהגות הנכונה

Question 10

הגדר
Constraints

Answer 10

מגבלות

Question 11

הגדר
Currency

Answer 11

העלות, ביחס לפיטנס

Question 12

במחקר בו הגישו לזרזירים תולעים, אך בהדרגה- ככל שנתנו להם יותר, פער הזמן בין התולעים הלך והתארך (בהתאם לעקומת הזמן האופטימלית שהוצגה במודל)

מה מצאו?

Answer 12

הזרזירים למדו זאת והתאימו את התנהגותם אל הקצב האופטימלי של הגשת התולעים.

Question 13

הגדר
Marginal Value Theorem

Answer 13

תיאוריית הערך השולי (צ’רנוב, 1976)

Question 14

זכרי זבובים מסוימים שמתרבים בצואת פרות, נשארים על הנקבות לאחר ההזדווגות. זו התנהגות שנועדה למנוע מהנקבות להזדווג עם זכר אחר ולהטיל ביצים ממנו (מחקר אחר הראה שהזכרים המזדווגים אחרונים הם האבות של הביצים המופרות). הזכרים יכולים להישאר דקות רבות על הנקבות בהמתנה להטלת הביצים, על מנת לוודא שהביצים יופרו על ידיהם.
השאלה מה הזמן האופטימלי עבור הזכר להישאר על הנקבה, במקום להזדווג עם נקבות אחרות?

בניסוי, הזיזו את הזכר מהנקבה לאחר מס’ דקות משתנה בהדרגה.

מה מצאו?

Answer 14

מצאו שכשהזיזו זכרים אחרי הרבה זמן, התועלת הייתה נמוכה. הזמן האופטימלי היה כ- 47 דקות.

Question 15

Define fitness under net rate maximization

Answer 15

(gain-cost)/time

Question 16

איך מחשבים פיטנס תחת מקסימיזציה של היעילות?

Answer 16

gain

Question 17

Define fitness under efficiency maximization

Answer 17

gain/cost

Question 18

הגדר
efficiency maximization

Answer 18

העיקר הוא למקסם את היעילות של האיסוף, לא את הכמות

למשל, דבורי הדבש שאוספות דבש מפרחים וחוזרות לכוורת.

Question 19

הגדר
net rate maximization

Answer 19

מיקסום הכמות

Question 20

פועלות דבורי הדבש אוספות דבש מפרחים רבים וחוזרות אל הכוורת. אך הדבש מכביד עליהן ולכן הן צריכות לעשות אופטימיזציה של איסוף ונשיאה: הם עוברות מפרחים סמוכים בקלאסטר מסוים, כך שמרחק התעופה בין כל פרח הוא מינימלי ונותר להן רק לעוף חזרה אל הכוורת עם הדבש.

אז איך הדבורים יודעות מתי לחזור?
תן דוגמא לניסוי שבדק את זה.

Answer 20

שמידט ערך ניסוי בו הניח על הדבורים משקל קטן בכל פרח, על מנת למצוא את כלל האצבע בו הדבורים יודעות מתי לחזור אל הכוורת. המשקל הוריד את השרידות של הדבורים.

Question 21

What are the 3 different approaches to viewing and calculating fitness?

Answer 21

1. gain/time
2. net rate maximization:
   (gain-cost)/time
3. efficiency maximization:
   gain/cost

Question 22

define net gain

Answer 22

gain-cost

Question 23

במחקר מפורסם (טינברגן ועוד)- to walk or to fly? How birds choose among foraging modes שאלו מה הציפור מנסה למקסם: עלות מול זמן? נטו עלות מול זמן? רווח מול עלות (=יעילות)?
ובכך ניתן לבנות מודל לחיזוי מתי ציפור (זרזיר) תחליט לעוף על פני ללכת.

בניסוי שערכו, הדליקו אור מעל פתח בו היה מזון. כך הזרזיר למד לנוע בין החלונות, אם החלון היה רחוק מספיק- הזרזיר עף אליו. המטרה הייתה למצוא איזו משוואה משלושת האפשריות מתקיימת:
gain/time; (gain-cost)/time; gain/cost

מה מצאו?

Answer 23

תוצאות הניסוי הראו שהזרזירים לגמרי מתנהגים בצורה הממקסמת את נטו הרווח לאורך זמן.

(gain-cost)/time

Question 24

שאלה שעולה מהניסוי במקסימיזציה בזרזירים:

אם הם ממקסמים את נטו הרווח שלהם בזמן השיחור, מדוע הם עושים את זה רק אז? כשהם היו בכלובים בין הניסויים, הם לא שיחרו כך, אלא בעיקר נחו.

מה התשובה?

Answer 24

התשובה היא ששיחור היא פעולה שהם מוכרחים לעשות, על אף שהיא קשה להם, לכן כדאי להם למקסם את זה.

Question 25

הגדר
giving up density

לאיזה תיאוריה זה דומה?

Answer 25

שיחור אחר מזון למרכסמים דורש ריכוז ותשומת לב לטורפים בסביבה. לכן, הם לא יכולים להקדיש יותר מדי תשומת לב לפאצ’ ממנו אוספים מזון- וממילא יעדיפו לאסוף מזון דווקא במקום בו יש יותר מזון וקל יותר לאסוף (ולא צריכים להסיח את דעתם מהזהירות מפני טורפים). זה נקרא
“giving up density”.
זה מבטא כמה צפיפות תהיה קטנה כל כך שהם יעזבו את הפאצ’ הזה, מחשש שלא יוכלו להתרכז ולהזהר מטורפים.

זה דומה לתיאוריית הרווח השולי, אך לוקחים פה בחשבון את הסיכון של טריפה.

Question 26

מה מצא מחקר נוסף על דגים שצדים דפניות אך נזהרים משלדגים?

Answer 26

הדגים מעדיפים לצוד דפניות בקבוצות מרוכזות, אך כשיש נוכחות של שלדג- הם יעדיפו לצוד דפניות מריכוזים קטנים יותר.

שלדג = kingfisher

Question 27

הגדר
risk-sensitivity theory

Answer 27

מודלים מתמטים מכונים מודלים נורמטיבים. מודל רגישות הסיכון מתרגם את הרווח
הקטן, הבינוני והגדול לכשירות מתוך התייחסות למצב בו התועלת השולית הולכת
ופוחתת ולכן בעקומה כזו עדיף להיות Risk Averse
ללכת על בטוח
כאשר הרווח
הקבוע גדול מהרווח המשתנה עדיף
שלא לקחת סיכון. היינו מצפים
שבעלי חיים במצב זה יינהגו כך באמת .

Question 28

When should you be Risk Averse?

Answer 28

Fixed > Variable

Question 29

when should you be Risk Prone?

Answer 29

Fixed < Variable

Question 30

איזה ציפור מראה התנהגות התואמת את מודל
risk sensitivity theory?

Answer 30

Yellow-eyed junco,
ציפור המראה התנהגות התואמת את המודל הזה חיה בדרום אריזונה סמוך לגבול עם מקסיקו, בגבהים של כ- 2000 מ’ מעל פני הים.

Question 31

Yellow-eyed junco,
ציפור המראה התנהגות התואמת את המודל הזה חיה בדרום אריזונה סמוך לגבול עם מקסיקו, בגבהים של כ- 2000 מ’ מעל פני הים.
חוקר לקח כמה ציפורים כאלה וגידל אותם בשבי בניו יורק. הוא ניסה לאמן אותם- במתקן אחד הם קיבלו בוודאות 3 זרעים ובמתקן מקביל הם קיבלו 6 זרעים או 0, בהסתברות של 0.5.
הוא הריץ את המחקר הזה ב- 19 מעלות וב- 0 מעלות.
הרעיון הוא שכשהטמפרטורה נוחה, כדאי לג’ונקו ללכת על ההימור. אך כשהטמפ’ קרה, עדיף ללכת על בטוח.

מה מצאו?
מה הבעיות במחקר?

Answer 31

המחקר התברר כהצלחה

הבעיה שלא הצליחו לשחזר בקלות את המחקר עם חיות אחרות.ייתכן שזה בגלל שהרבה חיות מעדיפות להמנע מלקיחת סיכונים.

עוד בעיה- הבחירה בין 0 ל- 6 בהסתברות של 0.5, ייתכן שחלק מהג’ונקו קיבלו במזל יותר פעמים 6 זרעים (למשל 3 פעמים 6 זרעים) ופחות 0 זרעים. אז קשה ללמוד מהם על כל האוכלוסייה. הרי לפי המודל, הם ישרדו (כי אכלו מספיק זרעים, שקיבלו בסיכון ובמזל) ויעבירו את הגנים שלהם לאוכלוסייה.

Question 32

אלכס קסלניק הצליח, לאחר 30 שנה, לשחזר את ניסוי הג’ונקוים. אך יש דיון האם לקבל את הניסוי שלו.

מהו הטיעון המרכזי נגד?

Answer 32

הטיעון המרכזי כנגד היה שלציפורים לא יכול להיות המידע הנצרך על מנת לעשות אופטימיזציה מתאימה של ההתנהגות המצופה מהם על פי תיאוריית הרגישות לסיכון
(risk-sensitivity theory).

Question 33

לכאורה היינו מצפים מהיחסים החברתיים להשפיע ישירות על רמות השומן שהחיה תצבור בגופה

מה מתברר בפועל?

Answer 33

מתברר שהדומיננטיים עלולים לצבור פחות שומן. זה קשור ליכולותיהם להשיג מזון ולמצוא מזון (הם דומיננטיים, אז ישיגו גם בעזרת אחרים). לעומת זאת, לבע”ח בשולי המעמד החברתי, עדיף “לשלם” את העלות של לצבור עודף שומן, כדי שלא ירעבו אח”כ (בדומה לטירון שאוכל הרבה כשמגישים לו, כי הוא חי בחוסר ודאות, לעומת המפקד).

Question 34

מחקרים מראים שפרטי בע”ח המסתירים מזון עושים זאת עבור עצמם, לא עבור הקבוצה.

נכון או לא נכון?

Answer 34

נכון