Vorlesung 8 Prädation und Räubertum Flashcards
Typen von Räubern
Prädatoren i.e.S. töten und verzehren ihre Beute schnell • Weidetiere (grazer) fressen Beute nur teilweise, nutzen viele verschiedene Beutetiere, töten Beute meist nicht • Parasiten fressen Beute (Wirte) nur teilweise, Wirt wird geschädigt aber nicht getötet • Parasitoide sind Insekten mit Juvenilstadien in anderen Arthropoden, Wirt wird kontinuierlich „aufgebraucht“, Tod des Wirtes ist obligat
Prädatoren & Nahrungsspektrum
Die verschiedenen Typen von Prädatoren unterscheiden sich wesentlich durch die Breite ihres Nahrungsspektrums: Polyphagie - Oligophagie - Monophagie • Kleine Prädatoren mit großer Beute => oligophag oder monophag Breite des Nahrungsspektrums ist oft gekoppelt mit der Größenrelation zwischen Räuber und Beute: • Große Prädatoren mit kleiner Beute => polyphag
Wachstum der Beutepopulation
Wachstum der Prädatorpopulation
Nullisokline (dN/dt = 0) für Räuber bzw. Beute
3 Typen funktioneller Reaktionen
Es lassen sich drei Typen an funktionellen Reaktionen unterscheiden: Typ 1 beschreibt eine lineare Abhängigkeit zwischen Beute und Räuber. Die Anzahl der gefressenen Beuteorganismen steigt linear mit deren Dichte, und die Prädationsrate ist konstant. Dies ist typisch für passive Räuber wie zum Beispiel Spinnen, die im Netz auf Beute warten, oder Blauwalen, welche ein definiertes Wasservolumen filtrieren.
Beim zweiten Typ nähert sich die Anzahl an gefressenen Beuteorganismen einem asymptotischen Maximalwert. Dabei wird die Zunahme der Fraßrate graduell verlangsamt durch die Bearbeitungszeit (Fressen, Zerkleinern) und dem Sättigungsgrad des Räubers. Die Prädationsrate nimmt mit steigender Beutedichte ab, ist also negativ dichteabhängig. Dies ist die häufigste Form der funktionellen Reaktion.
Beim dritten Typ werden optimale Beutedichten beschrieben durch eine sigmoide Kurve. Bei zu hohen Dichten wird ein Schwellenwert ähnlich Typ 2 erreicht, bei zu niedrigen Dichten wirkt die Suchzeit: Der Beuteerwerb wird ineffizient durch zu geringe Beutedichte oder Flucht der Beute. Zudem kann das passendes Suchbild noch nicht erlernt worden sein.
Nummerische Reaktionen in Räuber-Beute-Systemen
Nummerische Reaktionen: aggregative Reaktion
Aggregative Reaktion: Einwanderung von Räubern in Gebiete hoher Beutedichte. Nummerische Reaktionen: aggregative Reaktion 17 Räuberpopulationen wachsen im Vergleich zur Beute i.d.R. langsam meist stark regulierender Einfluss der Räuberpopulation auf die Beute
Nummerische Reaktion: Anstieg Reproduktionsrate
Bei einer wachsenden Populationsdichte der Beute steigt die Population der Räuber über eine höhere Reproduktionsrate ebenfalls, da die Konvertierungseffizienz b steigt. Bei einer sinkenden Beutedichte sinkt auch die Reproduktionsrate, da die Konvertierungseffizienz (z.B. durch Suchzeit) verringert wird.
Funktionelle und numerische Reaktion kombiniert
Die numerischen und funktionellen Reaktionen der Räuber auf Veränderungen der Beute laufen in der Natur nicht getrennt voneinander ab, sondern zeitgleich:
Optimaler Nahrungserwerb (optimal foraging)
Der optimale Nahrungserwerb eines Räubers wird bestimmt durch die Länge der investierten Suchzeit (Ts). Die Entscheidung, die Suchzeit für eine Beute zu verlängern, hängt wiederum vom Energiegehalt E und der Bearbeitungszeit Th, die zum Fang der Beute notwendig ist, ab. Der gesamte Zeitaufwand des Räubers T ergibt sich also aus Ts und Th, dabei lassen sich zwei Formen der Optimierung unterscheiden: Generalisten optimieren ihre Suchzeit, indem sie auch geringer wertige oder sehr häufige Beute konsumieren und wenig Zeit zur Suche aufwenden. Spezialisten hingegen ernähren sich nur von hochwertiger Beute mit geringer Bearbeitungszeit, welche optimiert ist.
Optimaler Nahrungserwerb - Präferenzwechsel
Optimaler Nahrungserwerb - Beutegröße
Die Beutegröße wird also hinsichtlich der maximalen Energie pro Bearbeitungsaufwand ausgewählt (rechte Grafik)
Optimaler Nahrungserwerb - Gruppengröße
Weiterhin kann der Nahrungserwerb hinsichtlich der Gruppengröße der Beute optimiert werden.
Grenzwerttheorem (marginal value theorem)
Die optimale Aufenthaltsdauer wird bestimmt durch: - Nahrungsreichtum des Habitats => Energiegewinn = G - Zeit um dorthin zu gelangen => Wanderungszeit = t - Zeit zum Aufsuchen der Ressource => Suchzeit = T
Grenzwerttheorem (marginal value theorem)
Aus dem Grenzwerttheorem lässt folgendes ableiten: Links sehen wir den Effekt der Habitatsentfernung. Gezeigt sind zwei Habitate mit Beute gleicher Nahrungsqualität, das heisst die Suchzeit T1 und T2 sind gleich. Beim Habitat mit dem längeren Weg ist die Wanderungszeit für t2 jedoch recht lang, es bleibt eine geringe Zeitspanne für die Beutesuche übrig. Beim Habitat mit kürzerem Weg ist Topt darum schneller erreicht. In der rechten Abbildung wird der Effekt der Habitatsqualität gezeigt. Abgebildet sind zwei Habitate mit unterschiedlicher Beutequalität, jedoch mit gleicher Wanderungszeit t. Beim Habitat mit hoher Nahrungsqualität wird ein höherer Energiegewinn Gopt erreicht, obwohl Topt erst später erreicht wird. Es lohnt sich für den Räuber also, in Habitaten mit hoher Qualität länger zu verweilen.
Das Risiko selber Beute zu werden
Bei der Nahrungssuche wird abgewogen:
möglicher Energiegewinn gegen Risiko gefressen zu werden
: • aussichtsreiches Angebot wird in gefährlichem Gebiet gemieden
• Nahrung mit geringerer Qualität in sicherem Gebiet wird bevorzugt
Morphometrische Verteidigung
Kairomone sind chemische Botenstoffe zwischen Individuen unterschiedlicher Arten. Sie werden abgegeben von einem „Sender“ (hier Fressfeind) und nutzen dem „Empfänger“ (aufnehmender Organismus, hier Beute)
Chemische Verteidigung - Stinkwanzen
Ausscheidung von Substanzen (hier volatiles Sekret aus Hinterleibsdrüsen), daß Fressfeinde abschreckt.
Passive Verteidigung – Krypsis (Tarnfarbe)
Anpassung an die Struktur und Färbung der Umgebung
Passive Verteidigung – Mimese
Lebewesen nimmt in Gestalt, Farbe und Haltung einen Teil seines Lebensraumes an.
Warnfärbung (Aposematismus)
Auffälliges Farbmuster warnt vor Giftigkeit/Wehrhaftigkeit. (auch olfaktorische & akustische Signale)
Bates´sche Mimikry – ungiftige „Nachahmer“
Nachahmung einer ungenießbaren oder giftigen Art.
Müller´sche Mimikry - Signalnormierung
Giftige/ungenießbare Arten mit ähnlichen Farbmustern
Verhaltensbedingte Abwehr
Zuvor wurde das Beispiel der Moschusochsen mit verhaltensbedingter Abwehr gezeigt
Libellenlarven induziert bei den Kaulquappen die Produktion von Kairomonen, welche ihre Aktivität erhöht (Grafik rechts). Dadurch können sie schneller fliehen und treffen seltener mit dem Prädator zusammen
Zusätzlich Kombination mit morphologisch bedingter Abwehr
Libellenlarven (oder des Kairomons der Kaulquappen) fördert das Wachstum kleinerer Kaulquappen mit längerem Schwanz, welche beweglicher sind und schneller vor den Libellenlarven fliehen können.
Jagdstrategien der Räuber - Mimikry
Nachahmung des Aussehens der Beute
Jagdstrategien der Räuber - Attrappenköder
Kombination aus Tarnung und Mimikry.
