2019-08-14 00:05:02
驼鹿粪便表明Isle Royale生态系统健康

鉴于冰淇淋和蔬菜之间的选择,对于许多人来说,它将是冰淇淋。但有时这取决于具体情况。如果你每天吃冰淇淋一周,你可能更喜欢沙拉。人们对不同食物的偏好通常取决于什么是常见的食物和什么是罕见的。

对于非人类动物,如驼鹿,情况同样复杂。成年驼鹿每天必须吃掉大约40磅的植被才能保持自己的生长。然而,尽管他们每天都需要消耗大量的食物,但驼鹿不会吃掉他们遇到的所有食物。相反,在决定吃哪种植物时,驼鹿的选择性明显高于明显的选择性。

助理研究教授Sarah Hoy和密歇根理工大学森林资源与环境科学学院着名教授John Vucetich与美国地质调查局(USGS)和怀俄明大学的科学家合作开发了一种分析为什么驼鹿选择吃他们做什么,他们的选择如何在捕食的情况下改变以及驼鹿饮食如何实际影响整个生态系统的稳定性的方法。

结果发表在“动物生态学杂志”上发表的“一般食草动物(Alces alces)的负频率依赖性觅食行为及其对食物网动态的稳定影响”。

“这项研究表明,你会想到的是一个简单的决定 - 吃什么 - 是一个复杂的过程,取决于许多环境因素,例如常见的食物种类,捕食者杀死驼鹿的可能性以及如何艰难的深雪使它四处走动并找到食物,“霍伊说。 “驼鹿每天吃掉40磅以上的食物。你会想,如果你有这样的饮食要求,你就可以用你能找到的任何东西填满你的脸,但事实并非如此。”

“人们可能会认为一些小的,甚至是微不足道的 - 一只驼鹿选择吃的东西 - 似乎对整个食物网有稳定作用。”助理研究教授萨拉霍伊说。

驼鹿花时间去寻找和食用相对稀少的植物物种的优点是均衡的饮食,这需要仅在那些稀有植物中发现的营养素。许多植物还含有大量对驼鹿有毒的化学物质,这意味着驼鹿只能以有限的量吸收它们。然而,一只口味太挑剔的驼鹿需要付出代价;过度关注稀有植物的成本是花在搜索上的时间。此外,寻找美味的驼鹿可能更像是狼的目标。

“驼鹿有一个选择:吃掉那些总体上没有吃足够食物的风险的稀有食物,或吃掉森林中最常见的东西,有可能错过均衡的饮食,”霍伊说。 “到目前为止,我们还不知道驼鹿是如何管理这种选择的。”

极化的Poop和数学

通过在偏光显微镜下分析十年的驼鹿粪便 - 一种称为微观组织的技术,在密歇根理工大学的非文字科学和研究博客上进一步探讨 - 以确定驼峰在皇家岛上吃什么,研究人员得出结论,麋鹿首选吃他们家里相对稀少的东西。如果香脂冷杉是罕见的,他们更喜欢它;如果香脂冷杉是常见的,它们表现出较少的偏好 - 甚至在许多情况下将其传递给寻找不太常见的植物。然而,当狼被狼杀死的风险很高时,驼鹿似乎变得不那么挑剔了,而在多年的时候,深雪可能使驼鹿更难以四处走动并找到食物。

通过将多年细致的田野工作的证据与代表Isle Royale系统的数学模型相结合,Hoy和她的科学家们能够得出结论,为什么在生态系统环境中选择驼鹿是非常重要的。

进入怀俄明大学数学副教授刘荣松。刘建立了一个数学食物链模型,她说,“表明驼鹿的选择性觅食策略可以对社区动态产生重要的稳定作用,并为评估觅食行为的其他方面对社区稳定性的影响提供有用的框架。”

该模型进一步阐明了皇家岛屿景观的三个营养层之间的连接强度:植被,草食动物,食肉动物。

“数学模型是一种测试我们观察到的驼鹿行为模式对整个社区的重要程度的方法,”霍伊说。 “为了应对严寒的冬季或被狼杀死的高风险,驼鹿可能会改变饮食习惯,但这对生态系统有多重要?”

美国地质调查局的研究生态学家Don DeAngelis与刘一起合作开发和分析北方森林草食动物的模型,包括驼鹿。影响驼鹿喜欢吃的东西的一个因素是某些植物中的上述毒素以及这些毒素如何能够有效地使驼鹿饮食偏向更好的整体平衡。

“数据暗示驼鹿故意限制其针叶植被的摄入,而且这种影响与其他环境条件的水平有关,可能与狼的捕食水平有关,”DeAngelis说。 “我的角色是与刘合作,将我们认为狼,驼鹿和森林植被相互作用的方式转化为数学方程,然后利用这些方程建立一个反映Isle Royale生态系统工作方式的模型。 “

生态学理论表明,像皇家岛国家公园(Isle Royale National Park)这样的简单食物链很容易灭绝。如果有一只捕食者 - 狼和一只食草动物 - 一只吃草两种基本植物的草食动物:落叶树和针叶树 - 可能会有不稳定的种群通量。然而,Hoy,Vucetich及其同事发现,驼鹿的觅食行为可能是有利于狼,驼鹿和食物链中不同树种持续存在的一个因素。

这种独特的理论模型和来自皇家岛的捕食者 - 猎物研究的野外观察的结合,为生态学家提供了更多的见解,即生态学的基本理论否则表明他们不应该如何以及为什么人们会坚持这种观点。

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