Vorelsung 5 Flashcards
Prädation und Evolution- echte Räuber: Karnivore
Strategien des Nahrungserwerbs
- Prädatoren bewirken bei der Beute Selektion auf eine bessere Abwehr
- > Empfindliche Individuen der Beutepopulation werden eliminiert (schlechter adaptiert)
- Beute selektiert Räuber auf höhrer Effizienz
- > Beute muss gefangen und bezwungen werden (Größenselektion, Effizienzselektion etc.)
- Koevolution: Reziproke Adaption
- > Selektion zugunsten der Koexistenz
Wirkund Prädation im Labor
Nachbau Paramecium / Didinium
funktioniert nicht wenn:
- homogen und ohne Imigration
- heterogen und ohne Imigration
funktioniert nur wenn:
-heterogen und mit Imigration
(= Erholungsmöglichkeit durch Reproduktion)
Populationswachstum
- ohne Biotisch Interaktionen
- mit Dichtelimitierung
- !mit Prädation: Lotka-Volterra Model!
–> 2 gekoppelte, nicht-lineare Differenzialgleichungen erster Ordnung
Lotka- Volterra Model: das Konzept
Annahmen:
- Beute: Räuber bewirken ein Individuenverlust der durch ein Reproduktion kompensiert werden muss
- Räuber: Beute ist eine Ressource, die das Populationswachstum (Reproduktion) limitiert
Übertragung in Modell:
- Verlust an Beuteindividuen hängt von der Abundanz der Beute und von der des Prädators ab
- Vermehrunsrate des Prädators hängt vom Fangerfolg ab
hohe Beutedichte -> hohe Prädatorendichte -> nierdige Beutedichte -> nierdiger Prädatorendichte -> hohe Beutedichte etc.
2 Differenzialgleichungen
- Beute, 2. Räuber
Annahmen sind erfüllt
- Verlust an Beuteindividuen hängt von der Abundanz der Beute und von der des Prädator ab
- Vermehrungsrate des Prädators hängt vom Fangerflog ab
- keine Dichte-abhängigen Prozesse
Lösungen der Gleichungen:
1. bei konstanten Bedingungen schwanken die Dichten von Beute und Prädator periodisch und zeitversetzt
2. die mittlere Dichte des Prädators und die der Beute sind über lange Zeit konstant
3. bei zeitgleicher Reduktion der beiden Populationen um denselben Anteil (Störung)
steigt die Dichte der Beute kurz an und die des Predators sinkt kurz ab
( Selektionsvorteil für Tarner und Täuscher)
Wirkung der Prädation: Freilanduntersuchungen
Luchs und Hase–> gekoppeltes Wachstum
Evolution der Beute: Anpassung an echte Räuber
Abwehr aktiv vs. passiv
–> aktive Abwehr
Mechanismen:
- Flucht, Verteidigung (Zebra & Leopard)
-Wachsamkeit, Refugien (Erdmännchen)
–> Energieaufwendig, unsicher, zeitintensiv
–> passive Abwehr
Mechanismen:
- Tarnung
- ->Somatolyse farbliche Anpassung, Zebra…
-Abschreckung
–>Warnfärbung: aposematische Färbung
–>Tiere mit effizienter chemischer Abwehr
–>Müllersche Mimikry: Konvergenz der Warntracht (verschiedene gefährliche Arten teilen gemeinsames Merkmal Bsp. schwarzgelbes Streifenmuster)
=sie täuschen eine Gefahr vor (Schwebfliegen)
–> kaum Energieaufwändig, relativ sicher
Mimikry: Attraktivität für Prädatoren steigt mit der Körpergröße
passive Abwehr bei Pflanzen
großer Fraßdruck auf Pflanzen und trotzdem wird nur 20-30% der Biomasse gefressen
Abwehr durch:
- physikalisch-> Zellulose, Linien, Kieselsäure
- chemisch-> Toxine, Verdauungsreduizierende Bestandteile
- biologisch-> Mimikry Bsp. Heliconius Raupe und Passionsblume
Evolutionäres Wettrüsten
–>Wirkund Prädation: Anpassung der Räuber
Beutefang aktiv vs. passiv:
-Mechanismen des passiven Beutefangs
Fallenstellen
Filtrieren
–> Konstruktionsaufwand, zeitintensiv, immobil
-Mechanismen des aktiven Beutefangs
Jagd
Suche
–> Energieaufwendig, unischer, zeitintesiv
- Reduktion von Energieaufwand & Unischerheit
- Tarnung
- Agressuve Mimikry: Anlocken
Beispiel:
- Schneeleopard
- Orchideenmantis
Beispiel:
- Buckliger Anglerfisch: Attracktion druch Licht
- Nördlicher Raubwürger: Gesangimitation (singt wie Beute)
- Leuchtkäfer: Vortäuschen Sexualpartner
- Geierschildkröte: Vortäuschen von Nahrung (Fortsatz der Zunge sieht aus wie ein Wurm)
Optimierung
Effizienz der Ressourcennutzung durch Räuber
viele Variabeln:
Wo? (verschiedene Entscheidungsmöglichkeiten) Risiko? (wo geringer?) Dauer? (wie lange suche ich Beute) Konkurrenz? Was? (was will ich essen)
Theorie der optimalen Nahrungssuche (optimal foraging theory (OFT)
- zum Beispiel: Verweildauer
–> Individuen mit max Nettogewinn an Energie pro Zeiteinheit haben Selektionsvorteil
Wann soll ein Predator die Nahrungsquelle X verlassen und nach einer neuen suchen?
Ziel: Maximaler Nettogewinn an Energie pro Zeiteinheit
Nettogewinn: Energiegewinn durch Nutzung minus Energieverlust durch Suche
= wenn der Nettogewinn an Energie den mittleren Nettogewinn aller verfügbaren Nahrungsquellen unterschreitet
(Schnittpunkt bei maximalem Energiegewinn
–> Tangente an Sättigungskurve )
Verweildauer korreliert negativ mit Gewinn
je weniger Gewinn, desto länger verweilen
Verweildauer korreliert positiv mit Suchzeit
je länger Suchzeit, desto länger lohnt sich das ausbeuten (Verweildauer)
Hypothesen: Vergleich von Nahrungsquellen
- hochwertige Nahrungsquellen werden schneller verlassen
- alle Nahrungsquellen werden bis zu identischem Mittelwert genutzt
Hypothesen: Vergleich von Lebensräumen
- längere Verweildauer in Lebensräumen mit disperser (zerstreut, fein verteilt) Nahrung
- längere Verweildauer in Lebensräumen mit relativ minderwertiger Nahrung
