Besin Arama ve Optimalite Kuramı
Besini verimli bir şekilde toplayan hayvanlar daha fazla yavru bırakma eğilimindedir; bu nedenle doğal seçilimin, besin arama kararlarını maliyetlere ve risklere karşı enerji kazanımını maksimize eden optimal çözümlere doğru şekillendirmesi beklenmektedir.
Tanım
Besin arama ve optimalite kuramı, doğal seçilimin desteklemesi beklenen besin toplama kararlarını (ne yeneceği, nerede ve ne kadar süreyle) tahmin etmek için kısıtlı maksimizasyon modellerini kullanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, beslenmeye uygulanan davranışsal optimalite yaklaşımını; optimal diyet seçimi modellerini, bir besin alanının ne kadar süreyle kullanılacağına dair marjinal değer teoremini, merkezi yer besin aramasını ve beslenme ile avlanmadan kaçınma arasındaki dengeyi kapsamaktadır. Net enerji alımı gibi uygunluk (fitness) ölçütlerini, optimalite modellerinin varsayımlarını ve kısıtlamalarını, ayrıca bunları destekleyen veya geliştiren ampirik testleri ele almaktadır.
Temel sorular
- Bir hayvan hangi besin maddelerini yemeyi nasıl seçmelidir?
- Bir besin arayıcısı, tükenmekte olan bir alanda ne kadar kalmalıdır?
- Besin arayıcıları, enerji kazanımını avlanma riskine karşı nasıl dengelemektedir?
- Optimalite tahminleri, gözlemlenen davranışlarla ne kadar iyi örtüşmektedir?
Temel kuramlar
- Optimal diyet modeli
- Enerji alımını maksimize eden bir besin arayıcısı, avları karlılıklarına göre sıralamalı ve daha düşük sıralamadaki öğeleri ancak daha yüksek sıralamadaki öğeler, onları arama maliyetinin daha az karlı avları işleme maliyetinden daha ağır bastığı kadar az olduğunda diyetine dahil etmelidir.
- Marjinal değer teoremi
- Beslendikçe tükenen besin alanlarını kullanan bir hayvan, her bir alanı, alım hızı habitatın ortalama hızına düştüğünde terk etmelidir; bu, azalan getirileri bir sonraki alana seyahat süresiyle dengelemeyi içermektedir.
Mekanizmalar
Optimalite modelleri, bir kararı, net enerji kazanım hızı gibi maksimize edilecek bir ölçütü ve hayvanın karşılaştığı kısıtlamaları belirtmektedir. Diyet seçiminde, bir av türünü dahil etmek, ancak karlılığı, aramaya devam etmekten beklenen alımı aştığında faydalıdır; bu durum, karşılaşma oranları değiştikçe uzmanlaşmış ve genelci diyetler arasında keskin bir geçiş öngörmektedir. Besin alanı kullanımında, bir alan içindeki alım zamanla azalır ve marjinal değer teoremi, habitat genelindeki ortalama ve seyahat maliyetinden yola çıkarak optimal terk etme süresini tahmin etmektedir. Avlanma riskinin eklenmesi, optimumu daha güvenli ancak daha az karlı davranışa doğru kaydırmaktadır.
Klinik önem
Besin arama kuramı, otlayan ve hasat edilen türlerin yönetimine, ek besleme ve zararlı kontrolünün tasarımına ve kaynaklar veya riskler değiştiğinde hayvanların nasıl yeniden dağıldığına dair tahminlere bilgi sağlamaktadır. Bu, eğitsel bir bağlamdır, yönetim reçetesi değildir.
Tarihçe
MacArthur ve Pianka ile bağımsız olarak Emlen, optimal besin arama kuramını 1966'da ortaya atmıştır. Charnov, marjinal değer teoremini 1976'da formüle etmiş ve 1980'ler boyunca Stephens ve Krebs tarafından sentezlenen bir dizi saha ve laboratuvar testi, optimalite yaklaşımının hem gücünü hem de sınırlarını ortaya koymuştur.
Tartışmalar
- Hayvanlar gerçekten optimal besin arayıcıları mıdır?
- Eleştirmenler, gözlemlenen davranışın genellikle basit optimalite tahminlerinden saptığını belirtmiştir; bu durum, modellerin başarısız olup olmadığı veya sadece ilgili kısıtlamaları, bilgi sınırlarını ve ölçütleri mi göz ardı ettiği konusunda bir tartışmayı tetiklemiştir.
Öne çıkan isimler
- Robert MacArthur
- Eric Pianka
- Eric Charnov
- John Krebs
İlgili konular
Temel eserler
- stephens1986
- charnov1976
- davies2012
Sıkça sorulan sorular
- Marjinal değer teoremi neyi tahmin etmektedir?
- Parçalı bir ortamdaki bir besin arayıcısının, tükenmekte olan bir alanı, oradaki enerji kazanım hızı tüm habitat genelinde elde edebileceği ortalama hıza düştüğünde terk etmesi gerektiğini, seyahat süresini de göz önünde bulundurarak tahmin etmektedir.
- Bir besin arayıcısı neden bol miktarda bulunan düşük kaliteli bir besini göz ardı edebilir?
- Eğer daha kaliteli avlar yeterince yaygınsa, düşük kaliteli bir öğeyi işlemek için harcanan zaman, bunun yerine daha karlı bir öğeyi bulmak ve yemek için harcanabilir; bu nedenle düşük kaliteli öğeyi diyete dahil etmek, genel alım hızını düşürmektedir.