Drapieżnictwo II Jeżeli w ogóle są jakikolwiek świadectwa celowego projektu w stworzeniu (świata), jedną z rzeczy ewidentnie zaprojektowanych jest to, by duża część wszystkich zwierząt spędzała swoje istnienie na torturowaniu i pożeraniu innych zwierząt (John Stuart Mill 1874, tłum. własne)
Czynniki decydujące o sile wpływu drapieżników na populacje ofiar 1. Nasilenie drapieżnictwa: jaki % populacji ofiary ginie w jednostce czasu? = (liczba zabitych ofiar)/(liczebność ofiar) x 100 Liczba zabitych ofiar: określana przez reakcję liczebnościową oraz reakcję funkcjonalną drapieżnika 2. Stopień kompensacji 3. Zabijane osobniki (wiek, płeć, status)
Odpowiedź funkcjonalna Jak liczba ofiar zabitych przez jednego drapieżnika w jednej jednostce czasu zmienia się wraz z zagęszczeniem ofiar? Trzy podstawowe typy
# ofiar/drapieżnika/czas % zabijanych ofiar Typ I Tempo zabijania ofiar wzrasta liniowo wraz z ich zagęszczeniem (mało realistyczna reakcja, niewielkie znaczenie praktyczne) Zagęszczenie ofiar Zagęszczenie ofiar
# ofiar/drapieżnika/czas % zabijanych ofiar Typ II Liczba zabitych ofiar/drapieżnika/jednostkę czasu wypłaszcza się przy wysokich zagęszczeniach ofiar Możliwe mechanizmy: np. handling time (upolowanie wymaga czasu) lub nasycenie drapieżnika Działa destabilizująco na populację ofiary Zagęszczenie ofiar Zagęszczenie ofiar
# ofiar/drapieżnika/czas % zabijanych ofiar Wzrost tempa zabijania powolny przy niskich zagęszczeniach, później szybki, stabilizacja przy zagęszczeniach b. wysokich Możliwe mechanizmy: uczenie się, przestawianie się, itp. (oraz handling time lub nasycenie) Działa stabilizująco Typ III Zagęszczenie ofiar Zagęszczenie ofiar
# ofiar/drapieżnika/czas # ofiar/drapieżnika/czas Typ II i III: porównanie czas polowania, nasycenie, itp. Uczenie się, przestawianie, itp. Zagęszczenie ofiar Zagęszczenie ofiar
% zabijanych ofiar % zabijanych ofiar Typ II i III: porównanie Im mnie ofiar, tym większy ich % zabijany przez drapieżniki ryzyko efektu Allego Stabilizacja przy małych i średnich zagęszczeniach ryzyko predator pit Zagęszczenie ofiar Zagęszczenie ofiar
Nasilenie drapieżnictwa (predation rate) Produkt odpowiedzi numerycznej i funkcjonalnej Procent populacji, który pada ofiarą drapieżników w jednostce czasu: PR = (# zabitych ofiar/liczebność ofiar) * 100
Czy wilki kontrolują populacje łosi?
Czy wilki kontrolują populacje łosi? Zagęszczenia łosi bardzo zmienne w przestrzeni i czasie Czy dynamika ta jest kontrolowana przez drapieżnictwo? Rozmieszczenie łosi w Ameryce Północnej Miejsca badań François Messier 1994, Ecology
Teoria: 1. Sytuacja bez drapieżników 2. Drapieżnictwo (tylko) spowalnia wzrost pop. do K 2 3. Predator pit, dwa stabilne punkty równowagi (K 4 i K 3 ) 4. Drapieżnictwo b. efektywne w kontrolowaniu populacji François Messier 1994, Ecology
Wyniki: reakcja liczebnościowa François Messier 1994, Ecology
Wyniki: reakcja funkcjonalna François Messier 1994, Ecology
Wyniki: nasilenie drapieżnictwa François Messier 1994, Ecology
Wyniki: Nasilenie drapieżnictwa trzeba porównać ze wzrostem populacji: Produktywne siedlisko, wilki to jedyny drapieżnik (1): predation-food (1 state) model (rzadka sytuacja) Mniej produktywne siedlisko, >1 drapieżnik (2,3): predation model >wilki kontrolują populacje łosi François Messier 1994, Ecology
Podobne przykłady (odpowiedzi numeryczne i funkcjonalne) z Polski Kompendium wiedzy o ekologii polskich drapieżników
Czynniki decydujące o sile wpływu drapieżników na populacje ofiar 1. Nasilenie drapieżnictwa: jaki % populacji ofiary ginie w jednostce czasu? = (liczba zabitych ofiar)/(liczebność ofiar) x 100 Liczba zabitych ofiar: określana przez reakcję liczebnościową oraz reakcję funkcjonalną drapieżnika 2. Stopień kompensacji 3. Zabijane osobniki (wiek, płeć, status)
Ochrona populacji zwierząt Drapieżnictwo kompensacyjne i addytywne Kompensacja: gdy zjadane są osobniki, które i tak by nie przeżyły (doomed surplus) Przy całkowitej kompensacji, drapieżnictwo nie wpływa na zagęszczenia ofiar Zazwyczaj część śmiertelności jest addytywna, a część kompensacyjna: stopień kompensacji
Model teoretyczny Nichols et al. 1984
Młode Pieski preriowe Samice Samce Śmiertelność z powodu polowań: addytywna, wpływa na dynamikę populacji Wyniki zaprzeczają mniemaniu, że zabijanie małych ssaków jest łatwo kompensowane intensywnym rozrodem Pauli and Buskirk 2007, Journal of Applied Ecology
Dlaczego brak kompensacji? czujność (8x) żerowanie (-66%) kondycja (-35%) reprodukcja 50% mniejsze prawd. ciąży/samicę, 82% mniej młodych Pauli and Buskirk 2007, Journal of Applied Ecology
Czynniki decydujące o sile wpływu drapieżników na populacje ofiar 1. Nasilenie drapieżnictwa: jaki % populacji ofiary ginie w jednostce czasu? =(liczba zabitych ofiar)/(liczebność ofiar) x 100 Liczba zabijanych ofiar: określana przez reakcję liczebnościową oraz reakcję funkcjonalną drapieżnika 2. Stopień kompensacji 3. Zabijane osobniki (wiek, płeć, status) Pauli and Buskirk 2007, Journal of Applied Ecology
Kto pada ofiarą drapieżników? Osobniki nie są sobie równe: o Podatność na drapieżnictwo
Kto pada ofiarą drapieżników? Osobniki nie są sobie równe: o Podatność na drapieżnictwo o Możliwość skompensowania śmiertelności
Kto pada ofiarą drapieżników? Osobniki nie są sobie równe: o Podatność na drapieżnictwo o Możliwość skompensowania śmiertelności o Wpływ na wzrost populacji
Model macierzy dla gepardów w Serengetti Crooks et al. 1998, Conservation Biology
Ważniejsze od zmniejszenia drapieżnictwa na kociętach byłoby podniesienie choć trochę przeżywalności dorosłych Crooks et al. 1998, Conservation Biology
Crooks et al. 1998, Conservation Biology
Konkluzje Najgroźniejsze zagrożenia: kłusownictwo, zabijanie przez ranczerów, śmiertelność z głodu -> dotykające dorosłych Wysoka śmiertelność kociąt naturalna, przystosowania takie jak duże mioty (do 9 kociąt), ponowny estrus natychmiast po utracie miotu Crooks et al. 1998, Conservation Biology
Drapieżnictwo: podsumowanie Silna interakcja ekologiczna Ważne pytanie praktyczne: Czy drapieżniki zmniejszają łupy myśliwych? Czy kontrola drapieżników pomoże malejącym populacjom? Czy wprowadzony drapieżnik zagrozi rodzimym gatunkom? Odpowiedzi zależą od kilku czynników: Nasilenia drapieżnictwa (odp. numerycznej x funkcjonalnej) Stopnia kompensacji Od tego, jakie osobniki padają ofiarą drapieżników