Teoría del Forrajeo y la Optimalidad

Los animales que recolectan alimento de manera eficiente tienden a dejar más descendencia, por lo que la selección natural debería moldear las decisiones de forrajeo hacia soluciones óptimas que maximicen la ganancia de energía frente a los costos y riesgos.

Definition

La teoría del forrajeo y la optimalidad utilizan modelos de maximización restringida para predecir las decisiones de recolección de alimentos —qué comer, dónde y durante cuánto tiempo— que se espera que la selección natural favorezca.

Scope

Este tema abarca el enfoque de la optimalidad aplicado al comportamiento de alimentación: modelos de elección de dieta óptima, el teorema del valor marginal para determinar cuánto tiempo explotar un parche, el forrajeo con base central y la compensación entre la alimentación y la evitación de la depredación. Trata las monedas de aptitud como la ingesta neta de energía, los supuestos y las limitaciones de los modelos de optimalidad, y las pruebas empíricas que los apoyan o los refinan.

Core questions

• ¿Cómo debería un animal elegir qué alimentos comer?
• ¿Cuánto tiempo debería permanecer un forrajeador en un parche que se agota?
• ¿Cómo compensan los forrajeadores la ganancia de energía con el riesgo de depredación?
• ¿Qué tan bien coinciden las predicciones de optimalidad con el comportamiento observado?

Key theories

Modelo de dieta óptima

Un forrajeador que maximiza la ingesta de energía debería clasificar a las presas por rentabilidad e incluir elementos de menor rango solo cuando los de mayor rango sean lo suficientemente escasos como para que la búsqueda de estos supere el costo de manipular presas de menor calidad.

Teorema del valor marginal

Un animal que explota parches que se agotan a medida que se alimenta debería abandonar cada parche cuando su tasa de ingesta disminuye a la tasa promedio del hábitat, equilibrando los rendimientos decrecientes con el tiempo de viaje al siguiente parche.

Mechanisms

Los modelos de optimalidad especifican una decisión, una moneda a maximizar, como la tasa neta de ganancia de energía, y las limitaciones que enfrenta el animal. En la elección de la dieta, incluir un tipo de presa solo es rentable si su rentabilidad excede la ingesta esperada de continuar la búsqueda; esto predice un cambio brusco entre dietas especializadas y generalistas a medida que cambian las tasas de encuentro. En el uso de parches, la ingesta dentro de un parche disminuye con el tiempo, y el teorema del valor marginal predice el tiempo óptimo de abandono a partir del promedio de todo el hábitat y el costo del viaje. Añadir el riesgo de depredación desplaza el óptimo hacia un comportamiento más seguro pero menos rentable.

Clinical relevance

La teoría del forrajeo informa la gestión de especies de pastoreo y cosechadas, el diseño de la alimentación suplementaria y el control de plagas, y las predicciones de cómo se redistribuyen los animales cuando cambian los recursos o los riesgos. Este es un contexto educativo, no una prescripción de manejo.

History

MacArthur y Pianka, e independientemente, Emlen, lanzaron la teoría del forrajeo óptimo en 1966. Charnov formuló el teorema del valor marginal en 1976, y una ola de pruebas de campo y laboratorio a lo largo de la década de 1980, sintetizadas por Stephens y Krebs, estableció tanto el poder como los límites del enfoque de la optimalidad.

Debates

¿Son los animales verdaderamente forrajeadores óptimos?

Los críticos señalaron que el comportamiento observado a menudo se desvía de las predicciones simples de optimalidad, lo que provocó un debate sobre si los modelos fallan o simplemente omiten restricciones relevantes, límites de información y monedas.

Key figures

• Robert MacArthur
• Eric Pianka
• Eric Charnov
• John Krebs

Seminal works

• stephens1986
• charnov1976
• davies2012

Frequently asked questions

¿Qué predice el teorema del valor marginal?

Predice que un forrajeador en un ambiente de parches debería abandonar un parche que se agota cuando su tasa de ganancia de energía allí cae a la tasa promedio que podría lograr en todo el hábitat, teniendo en cuenta el tiempo de viaje.

¿Por qué un forrajeador podría ignorar un alimento abundante de baja calidad?

Si las presas de mayor calidad son lo suficientemente comunes, el tiempo dedicado a manipular un elemento de baja calidad podría dedicarse a encontrar y comer uno más rentable, por lo que incluir el elemento de baja calidad reduce la tasa de ingesta general.