Доклад на тему: "Теория оптимального фуражирования"
Продолжительность времени, которое требуется хищнику, чтобы найти добычу, и продолжительность времени, которое требуется, чтобы поймать и съесть ее, влияют на то, какую добычу он выберет.
Явления реального мира иногда неожиданным образом переплетаются с чистой математикой. Типичной иллюстрацией этого является теория оптимального кормления, которую Роберт Макартур и Эрик Пианка разработали в 1966 году (см. Теория равновесия Макартура-Уилсона). Многочисленные животные на самом деле способны питаться гораздо более разнообразной добычей, чем они делают на самом деле. Каковы же принципы, которым следуют животные при выборе своей добычи? Подобные вопросы рассматривает математическая область теории игр.
Прежде всего: каждый вид добычи может дать хищнику определенную энергию, назовем ее E. Чтобы получить эту энергию, хищник должен потратить некоторое время на две вещи:Экологи называют это "временем обработки добычи", когда хищник должен сначала найти добычу, прежде чем поймать и съесть ее. Скорость потребления энергии хищником будет равна энергии E, деленной на общее количество времени, необходимое для обнаружения и обработки добычи. Поведение животных будет эволюционировать в сторону стратегии, обеспечивающей наибольшую скорость потребления энергии, согласно теории оптимального кормления.
В частности, если животное тратит больше времени на поиск и обработку новой добычи, чем на поиск и обработку добычи, уже имеющейся в его рационе, оно ограничивает разнообразие своего рациона, поэтому рацион животных ограничен.
Кроме того, теория предсказывает, как животные будут действовать в определенных обстоятельствах. Представьте себе, например, птицу, прыгающую по дереву в поисках насекомых, или медведя, бродящего по лесу и переворачивающего стволы деревьев в поисках муравьев, где время поиска может быть большим, а время обработки коротким. Только небольшая часть общего времени требуется для обнаружения добычи; большая часть времени уходит на поиск. В этой ситуации животные едят широкий спектр добычи и становятся универсалами.
Например, лев на равнинах африканского национального парка Серенгети живет в непосредственной близости от стад антилоп, что сводит время поиска добычи практически к нулю. Однако ловля антилопы может потребовать значительного количества времени и усилий. Выбор добычи при таком сценарии будет ограничен. Чтобы ускорить этот процесс, лев будет нападать на животных, которые очень старые, инвалиды или очень молодые.
Животные могут быть вынуждены отказаться от предпочитаемого способа добычи корма. Хищники постоянно представляют угрозу для тех, кто не находится на вершине пищевой цепи. Перед лицом этой угрозы животное скорее переключится на менее активную пищу в безопасном месте, чем будет следовать своей оптимальной стратегии добычи корма в отсутствие хищников. В любом другом случае оно может оказаться Х в чужом уравнении.
