Если выбирать между мороженым и овощами, то для многих это будет мороженое. Но иногда это зависит от ситуации. Если бы вы ели мороженое каждый день в течение недели, возможно, вы предпочли бы салат. Предпочтения людей в отношении разных продуктов часто зависят от того, что является обычным блюдом, а что - редкостью.
Для нечеловеческих животных, таких как лоси, ситуация не менее сложная. Взрослый лось должен съедать около 40 фунтов растительности в день, чтобы поддерживать себя в форме. Тем не менее, несмотря на необходимость потреблять большие объемы пищи каждый день, лоси не едят все, что попадется им на глаза. Вместо этого лоси гораздо более избирательны, чем кажется на первый взгляд, когда решают, какие виды растений есть.
Сара Хой, доцент-исследователь, и Джон Вучетич, выдающийся профессор, в Школе лесных ресурсов и наук об окружающей среде Мичиганского технологического университета в сотрудничестве с учеными из Геологической службы США (USGS) и Университета Вайоминг, разработали метод для анализа того, почему лоси предпочитают есть то, что они делают, как их выбор меняется в присутствии хищников и как рацион лосей фактически влияет на стабильность целых экосистем.
Результаты представлены в статье «Отрицательное частотно-зависимое поведение при поиске пищи у травоядных (Alces alces) и его стабилизирующее влияние на динамику пищевой сети», опубликованное в Journal of Animal Ecology.
Исследование показывает, что то, что вы могли бы принять за простое решение - что есть - является сложным процессом, который зависит от многих факторов окружающей среды, таких как распространенность типов пищи, вероятность того, что лось будет убит. хищником и насколько глубокий снег затрудняет передвижение и поиск пищи», - сказал Хой.«Лоси съедают более 40 фунтов каждый день. Можно было бы подумать, что если бы у вас были такие диетические потребности, вы бы набили себе морду всем, что сможете найти, но, похоже, это не так».
"Что-то, что можно было бы считать незначительным, даже тривиальным, например то, что лось предпочитает есть, оказывает стабилизирующее воздействие на всю пищевую сеть". - Сара Хой, доцент-исследователь
Преимущество лосей в том, что они тратят время на поиски и поедание относительно редких видов растений, заключается в хорошо сбалансированной диете, которая требует питательных веществ, которые можно найти только в этих более редких растениях. Многие растения также содержат химические вещества, токсичные для лосей в больших количествах, а это означает, что лоси могут глотать их только в ограниченных количествах. Однако лось, чей вкус слишком проницателен, платит свою цену; Цена слишком большого внимания к редким растениям - это время, потраченное на поиск. Кроме того, лось в поисках деликатеса может стать более вероятной целью для волка.
«У лосей есть выбор: есть редкие продукты, рискуя не съесть достаточно пищи в целом, или есть то, что наиболее распространено в лесу, рискуя упустить хорошо сбалансированную диету», - сказал Хой. «До сих пор мы не знали, как лоси справляются с этим выбором».
Поляризованные какашки и математика
Проанализировав лосиный помет за десятилетие под микроскопом с поляризованным светом - метод, известный как микрогистология, который далее исследуется в научно-исследовательском блоге Michigan Tech Unscripted, - чтобы определить, что именно едят лоси на острове Рояль, исследователи пришли к выводу, что лоси предпочитали есть то, что было относительно редко в их домашнем ареале. Если пихта бальзамическая встречается редко, они предпочитают ее; если пихта бальзамическая распространена, они отдают меньше предпочтения - во многих случаях даже отказываются от нее, чтобы найти менее распространенное растение. Однако лоси, по-видимому, стали менее привередливыми в еде в годы, когда риск быть убитым волками был высок, и в годы, когда глубокий снег, вероятно, затруднял передвижение лосей и поиск пищи.
Сочетая данные многолетних тщательных полевых исследований с математической моделью, представляющей систему острова Рояль, Хой и ее коллеги-ученые смогли сделать выводы о том, почему так важно, чтобы лоси были разборчивыми в еде в контексте экосистемы.
Входит Ронгсонг Лю, адъюнкт-профессор математики Университета Вайоминга. Лю построила математическую модель пищевой цепи, которая, по ее словам, «демонстрирует, что избирательные стратегии кормодобывания лосей могут оказывать важное стабилизирующее влияние на динамику сообщества и обеспечивают полезную основу для оценки влияния других аспектов кормодобывающего поведения на стабильность сообщества».
Модель дополнительно подчеркивает силу связей между тремя трофическими уровнями ландшафта острова Рояль: растительностью, травоядными и плотоядными животными.
«Математическая модель - это способ проверить, насколько важны модели поведения лосей, которые мы наблюдали, для сообщества в целом», - сказал Хой.«Лоси могут изменить свой рацион в ответ на суровую зиму или высокий риск быть убитыми волками, но насколько это важно для экосистемы?»
Дон ДеАнджелис, эколог-исследователь Геологической службы США, работал с Лю над разработкой и анализом моделей травоядных бореальных лесов, включая лосей. Одним из факторов, влияющих на то, что лоси предпочитают есть, являются вышеупомянутые токсины в определенных растениях и то, как эти токсины могут эффективно искажать рацион лося в сторону улучшения общего баланса.
«Данные подразумевают, что лоси намеренно ограничивали потребление хвойной растительности, а также что этот эффект был связан с уровнем других условий окружающей среды, вероятно, уровнем хищничества волков», - сказал ДеАнджелис. «Моя роль заключалась в том, чтобы работать с Лю, чтобы перевести то, как мы думаем, что волки, лоси и лесная растительность взаимодействуют друг с другом, в математические уравнения, а затем использовать эти уравнения для построения модели, отражающей то, как работает экосистема острова Рояль."
Экологическая теория указывает на то, что простые пищевые цепи, такие как в Национальном парке Айл-Рояль, склонны к исчезновению. Там, где есть один хищник - волк - и одно травоядное - лось, который питается двумя основными видами растений: лиственными и хвойными деревьями, могут происходить неравномерные потоки населения. Однако Хой, Вучетич и их коллеги обнаружили, что поведение лосей в поисках пищи может быть одним из факторов, способствующих сохранению волков, лосей и различных видов деревьев в пищевой цепи.
Это уникальное сочетание теоретических моделей и полевых наблюдений, полученных в результате исследования хищника и жертвы на острове Рояль, дает экологам более глубокое представление о том, как и почему популяции имеют тенденцию сохраняться, тогда как базовые теории экологии предполагают, что этого не должно быть.