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Ist es möglich, dass eine Beute zum Feind ihres Haupträubers wird?

Ist es möglich, dass eine Beute zum Feind ihres Haupträubers wird?


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Dies ist eigentlich für ein Worldbuilding-Projekt, aber ich dachte, ich frage es einfach hier, da es nur um Biologie geht.

Wie auch immer, wäre es möglich, dass sich ein Pflanzenfresser, nennen wir ihn X, der von einem Raubtier oder Y älter ist, zu einem spezialisierten Jäger von Y entwickelt? Wölfe jagen zum Beispiel Hirsche. Stellen Sie sich vor, dass sich der Hirsch in Millionen von Jahren zum Haupträuber der Wölfe entwickelt hat.

Wenn das nicht möglich ist, ist es dann zumindest möglich, dass X Anpassungen für das Kämpfen / Töten von Y (nicht für Nahrung) entwickelt?

Wenn Sie weiteren Kontext oder Erläuterungen benötigen, lassen Sie es mich bitte wissen.


Es sollte auch beachtet werden, dass Sie weniger Energie haben, wenn Sie sich von Beute zu Raubtier bewegen. Aus diesem Grund haben wir oft keinen Räuber einer Raubtierart. Es gibt einfach nicht genug Nahrung auf dieser Ebene eines Raubtiers, um ein anderes Raubtier darüber zu unterstützen.

Ich gehe jedoch davon aus, dass Sie an ein außerirdisches Ökosystem denken. In diesem Fall können Sie ein solches System möglicherweise aufrechterhalten, wenn ein massiver Fluss von Biomaterie durch das Ökosystem stattfindet. Dh Pflanzennahrung ist extrem reichlich vorhanden und die Tiere darin vermehren sich extrem schnell. Wir können eine solche Umgebung im Sommer am Boden eines marinen Ökosystems in den Polarregionen sehen (in der Nähe von konstantem Sonnenschein und einem Aufsteigen von Mineralien aus der Tiefsee).

Wenn das nicht möglich ist, ist es dann zumindest möglich, dass X Anpassungen für das Kämpfen / Töten von Y (nicht für Nahrung) entwickelt?

Es passiert die ganze Zeit. Während Löwen Kapbüffel jagen, können Kapbüffel unachtsame Löwen töten und tun dies auch.


Da die meisten Beutetiere Pflanzenfresser sind, erfordert das Werden eines Raubtiers große Anpassungen an das Verdauungssystem. Ich halte es daher für unwahrscheinlich, ein Raubtier zu werden.
Einige Tiere können sich jedoch sehr gut gegen ihre Feinde wehren. Das beste Beispiel, das ich kenne, ist der afrikanische Büffel. Dieses Tier ist in der Lage, sich gegen alle Raubtiere, einschließlich Löwen, zu verteidigen. Ich habe einmal eine Dokumentation gesehen, in der Büffel junge Löwenjunge angreifen und töten.


Prädation

Prädation ist eine biologische Interaktion, bei der ein Organismus, der Raubtier, tötet und frisst einen anderen Organismus, seine Beute. Es gehört zu einer Familie von häufigen Fressverhaltensweisen, die Parasitismus und Mikroprädation (die den Wirt normalerweise nicht töten) und Parasitoidismus (was schließlich immer der Fall ist) umfasst. Es unterscheidet sich vom Auffangen toter Beute, obwohl viele Raubtiere es auch mit Pflanzenfressern überschneiden, da Samenräuber und destruktive Frugivores Raubtiere sind.

Raubtiere können aktiv nach Beute suchen oder sie verfolgen oder auf sie warten, oft versteckt. Wenn Beute entdeckt wird, entscheidet das Raubtier, ob es angegriffen werden soll. Dies kann einen Hinterhalt oder eine Verfolgungsjagd beinhalten, manchmal nachdem die Beute verfolgt wurde. Wenn der Angriff erfolgreich ist, tötet das Raubtier die Beute, entfernt alle ungenießbaren Teile wie Panzer oder Stacheln und frisst sie.

Raubtiere sind an die Jagd angepasst und oft hochspezialisiert, mit scharfen Sinnen wie Sehen, Hören oder Riechen. Viele Raubtiere, sowohl Wirbeltiere als auch Wirbellose, haben scharfe Krallen oder Kiefer, um ihre Beute zu greifen, zu töten und zu zerschneiden. Andere Anpassungen umfassen Stealth und aggressive Mimikry, die die Jagdeffizienz verbessern.

Prädation hat eine starke selektive Wirkung auf Beute, und die Beute entwickelt Anti-Raubtier-Anpassungen wie Warnfärbung, Alarmrufe und andere Signale, Tarnung, Nachahmung gut verteidigter Arten sowie Abwehrstacheln und Chemikalien. Manchmal befinden sich Räuber und Beute in einem evolutionären Wettrüsten, einem Kreislauf von Anpassungen und Gegenanpassungen. Raubtiere sind seit mindestens dem Kambrium ein wichtiger Motor der Evolution.


Zu sehen, wie Beute zum Raubtier wird, deutet auf Mäuse als Visionsmodell hin

Durch die Untersuchung der Art und Weise, wie Mäuse ihre Sehkraft nutzen, können Wissenschaftler möglicherweise mehr darüber erfahren, wie menschliche Gehirne Entscheidungen basierend auf visuellen Hinweisen treffen, sagen die UO-Neurowissenschaftler Cristopher Niell und Jennifer Hoy.

Die Verwendung von Mäusen – normalerweise Beute für größere Tiere – als Modell der visuellen Systemfunktion wurde lange Zeit als ineffektive Methode zur Untersuchung des menschlichen Sehens angesehen. Mäuse sind farbenblind und ihre Sehschärfe ist etwa 100-mal schlechter als die eines Menschen, was darauf hindeutet, dass ihr Sehvermögen so schlecht ist, dass sie nie einen Einblick in die Sehfunktionen von Säugetieren höherer Ordnung wie dem Menschen geben können.

In einem vor der Drucklegung online veröffentlichten Artikel in der Zeitschrift Current Biology haben Niell und Hoy erfolgreich gezeigt, dass Mäuse tatsächlich ihr Sehvermögen nutzen, um Beute zu fangen – in ihren Experimenten eine Grille.

„Ich hatte gelernt, dass Eulen das Fangverhalten von Beutetieren produzieren und wie es mit Entwicklung und Plastizität zusammenhängt“, sagte Hoy, ein Postdoktorand in Niells Labor. „Ich dachte: ‚Wow, wäre es nicht schön, wenn wir auf die Gehirnschaltung zugreifen könnten? so wie wir es für Mäuse können.“ Dann fragte ich mich, ob wir Mäuse dazu bringen könnten, das gleiche Verhalten zu zeigen.“

Um diese Idee zu verfolgen, platzierte Hoy eine Grille im Lebensraum einer Maus, eine kleine Schachtel mit schlichten weißen Seiten, in der die Grille schnell gefangen und gegessen wurde. Der nächste Schritt bestand darin, zu bestimmen, welche Sinne die Maus nutzte, um ihre Beute zu lokalisieren und sich ihr zu nähern.

In einer Reihe von Experimenten zeigte Hoys Team, dass Mäuse dramatisch erfolgreicher darin sind, Grillen zu verfolgen und zu fangen, wenn sie sehen können, dass 96 Prozent der in der Studie verwendeten Grillen erfolgreich gefangen wurden. Wenn Mäuse mit Ohrstöpseln ausgestattet waren, fingen sie Grillen genauso leicht wie wenn sie sie hörten, aber wenn Mäuse im Dunkeln platziert wurden, brauchten sie fast viermal länger, um die Grillen zu finden.

Die Forscher fanden als nächstes heraus, dass bei gleichzeitiger Blockierung von Seh- und Hörvermögen die Annäherungsgenauigkeit und die Erfassungsrate viel dramatischer abnahmen, als wenn nur ein sensorischer Eingang blockiert wurde. Dies deutet darauf hin, dass akustische Signale die Beute bei fehlender Sicht unterstützen können, aber dass das Sehen als das dominierende Signal dient, das schnelle und genaue Annäherungen aus der Ferne ermöglicht.

Als letzten Test wurden Grillen hinter einer Barriere aus klarem Plexiglas platziert, die alle nicht-visuellen Hinweise eliminierte. Die Mäuse näherten sich ihrer Beute nur im Licht genau und berührten das Plexiglas direkt vor den Grillen. Mit diesem Ansatz konnten die Forscher feststellen, wie weit Mäuse im Durchschnitt entfernt waren, als sie begannen, genau auf die Beute zu zielen.

Die Ergebnisse liefern überzeugende Beweise dafür, dass die Maus während der Jagd auf ihre Sehkraft angewiesen ist, sagten Niell und Hoy.

"Die Maus ist leicht zu studieren, weil wir sehen und sehen können, wie Neuronen auf eine Weise funktionieren, die wir bei Primaten und Menschen nicht können", sagte Niell, Professorin für Biologie und Mitglied des Instituts für Neurowissenschaften der UO die Maus als Visionsmodell, und diese Forschung ist sehr beruhigend.“

In zukünftigen Experimenten wollen Niell und Hoy den Einsatz des Sehvermögens beim Beutefang untersuchen, um zu untersuchen, wie das Gehirn Informationen, die es von den Augen erhält, kodiert und umwandelt. Neben dem visuellen Kortex interessieren sie sich für den primitiveren Teil des Gehirns, den Colliculus superior, der für instinktive Reaktionen auf Licht, Bewegung und Geräusche verantwortlich ist.

Es gibt viel Unbekanntes darüber, wie die Augen, der visuelle Kortex und der Colliculus superior während des Verhaltens miteinander interagieren, sagte Niell. „Wenn ich dir einen Frisbee zuwerfe und du ihn fangen willst, wie hast du das gemacht?“

Die Forschung könnte schließlich Auswirkungen auf einige menschliche Bedingungen haben, sagte Hoy. Die Unfähigkeit, ablenkende Sinnesreize bei Aufgaben zu unterdrücken, wurde zum Beispiel mit der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung in Verbindung gebracht. Hoy sagt, sie möchte herausfinden, wie sich ein menschliches Gehirn auf ein einzelnes Objekt konzentrieren kann und wie sich diese Fähigkeit entwickelt, wenn Menschen älter werden.

„Es gibt dieses Entwicklungsphänomen, bei dem ein Kind, das sich auf eine Aufgabe konzentriert, leicht durch Aktivitäten in seiner Umgebung abgelenkt wird, während dies bei einem Erwachsenen viel weniger der Fall ist“, sagte Hoy wichtig für uns, uns als Erwachsener zu konzentrieren. Ich glaube nicht, dass jemand vollständig versteht, wie dieser Prozess funktioniert, und das finde ich interessant.“

Co-Autoren des Papiers waren die Psychologie-Doktorandin Iryna Yavorska an der UO und Michael Wehr, Professor für Psychologie und Mitglied des Instituts für Neurowissenschaften. Die National Institutes of Health unterstützten die Forschung durch Zuschüsse an Hoy und Niell.


Die entscheidende Rolle der Raubtiere: Eine neue Perspektive auf die Ökologie

Wissenschaftler haben vor kurzem begonnen, die entscheidende Rolle von Spitzenprädatoren in Ökosystemen und die tiefgreifenden Auswirkungen zu verstehen, die auftreten, wenn diese Raubtiere ausgerottet werden. Jetzt zitieren Forscher neue Beweise, die die Bedeutung von Löwen, Wölfen, Haien und anderen Lebewesen an der Spitze der Nahrungskette belegen.

Im Nordpalast von Ninive gefundene Steintafeln, die die Königliche Löwenjagd des letzten assyrischen Königs Ashurbanipal darstellen, sind so gewalttätig wie jedes Videospiel: Ein weiblicher Löwe fliegt kopfüber, Pfeile ragen aus ihrem Rücken und Bauch heraus. Unter ihr bäumt sich ein Männchen auf, Pfeile durchbohren seine Nasengänge, während ein anderes Männchen seine Hinterhand hinter sich herzieht. Vom Streitwagen des Königs aus treiben Diener Speere durch die Brust eines anderen.

Die Tafeln sind zweieinhalbtausend Jahre alt, und die Geschichte, die sie erzählen, ist fast vorbei. In Afrika ist die Zahl der Löwen in den letzten zehn Jahren stark auf 23.000 gesunken. Der Tiger ist vom Aussterben bedroht. Anfang dieses Jahres lief ein Berglöwe 1.800 Meilen von den Black Hills von South Dakota zur Ostküste – eine der längsten aufgezeichneten Reise der Welt von einem Landsäugetier – nur um von einem Sport Utility Vehicle in der Nähe von Milford, Connecticut, 80 Meilen, getötet zu werden aus New York City.

So wie die Löwen, Tiger und Bären der Welt weltweit verschwinden, zeichnet sich ein wissenschaftlicher Konsens ab, dass sie für die Ökosystemfunktion von entscheidender Bedeutung sind und die Kontrolle über kleinere Raubtiere, Beutetiere und die Pflanzenwelt ausüben. Studien über Prädation – eine sogenannte „Top-Down“-Kraft in der Natur – standen immer hinter dem traditionellen Fokus der Ökologie, der behauptet, dass die Grundlage des Lebens aus Bottom-Up-Prozessen stammt, die durch Pflanzen ermöglicht werden, Energie aus der Sonne einzufangen. Während niemand die Bedeutung der Photosynthese und des Nährstoffkreislaufs bestreitet, sind Experten für Prädation zunehmend davon überzeugt, dass Ökosysteme von oben regiert werden.

Angefangen mit Wasserexperimenten haben sie beträchtliche Beweise für Schäden an Nahrungsketten durch die Entfernung von Raubtieren gesammelt und solche Studien auf das Land ausgedehnt: Prädation kann genauso folgenreich sein, wenn nicht sogar mehr, als Kräfte von unten nach oben. Mit einem umfangreichen neuen Buch (Tropische Kaskaden) und ein Hauptfach Wissenschaft Diesen Sommer veröffentlichten Review präsentieren diese Spezialisten den Fall, dass unsere Verfolgung von Raubtieren die marinen und terrestrischen Ökosysteme bedroht, die Nahrung produzieren, menschliche und zoonotische Krankheiten in der Schwebe halten und das Klima stabilisieren.

Mit Begriffen wie „tiefe Angst“ und „schwere Besorgnis“ signalisieren die Autoren ihren Alarm und behaupten, dass der Verlust von Großtieren und insbesondere von Spitzenprädatoren den „größten Einfluss“ der Menschheit auf die Umwelt darstellt. Es kommt ihrer Meinung nach auf eine „globale Enthauptung“ der Systeme hinaus, die das Leben auf der Erde unterstützen.

Das sind kaum neue Ideen: Beide Publikationen katalogisieren jahrzehntelange Arbeit zur Erforschung der Macht von Raubtieren. Charles Elton, ein Ökologe aus Oxford, konzeptualisierte erstmals Nahrungsnetze in den 1920er Jahren und spekulierte, dass die Entfernung von Wölfen Horden von Hirschen entfesseln würde. intakte Systeme in Mexikos Sierra Madre Mountains.

Aus diesen Erkenntnissen entstand die „grüne Welt“-Hypothese der 1960er Jahre, die besagte, dass Pflanzen sich durchsetzen, weil Räuber Pflanzenfresser in Schach halten. Tiefgreifende Auswirkungen auf die Nahrungskette – verursacht durch das Hinzufügen oder Entfernen von Spitzenarten – werden heute als „trophische Kaskaden“ bezeichnet. In einem klassischen Experiment von 1966 entfernte der Biologe Robert Paine den lila Seestern. Pisaster ochraceus — ein gefräßiger Muschelfresser — von einem Küstengebiet im Bundesstaat Washington. Ihr Raubtier ist verschwunden, Muscheln keimten wie Mais in Kansas, verdrängten Algen, Chitons und Napfschnecken und ersetzten die Biodiversität durch Monokultur.

Bestätigende Beweise haben sich vervielfacht. Weniger als ein Jahrzehnt danach Pisaster, kamen die Meeresökologen James Estes und John Palmisano zu dem erstaunlichen und weit verbreiteten Schluss, dass die Jagd auf Seeotter den Zusammenbruch der Seetangwälder rund um die Aleuten verursacht hatte. Während die Katze weg war, streifte die Beute (Seeigel) die Speisekammer leer. Als die Otter zurückkehrten, regulierten sie die Seeigel und ermöglichten so ein „luxuriöses“ Nachwachsen artenreicher Seetang-Gemeinschaften. Um weiter draußen im Meer gelegene Inseln, auf denen sich die Säugetiere nicht wieder angesiedelt hatten, blieben „Seeigel-Öde“ zurück.

Die Wissenschaft Überprüfung in diesem Sommer und andere neuere Forschungen haben die Kosten von Kaskaden in anderen Meeressystemen hervorgehoben. Die Ausrottung von Großen Haien entlang der Ostküste verursachte einen Strahleinbruch und den Zusammenbruch einer jahrhundertealten Jakobsmuschelfischerei, ein Blick in die Zukunft, da die Haipopulationen weltweit zusammenbrechen. Die Überfischung von Kabeljau, einem Top-Raubtier von Hummer und Seeigeln, hat den Küstennordatlantik auf den Kopf gestellt, was zu reichlichem Hummer und einer Marktschwemme im Golf von Maine sowie zu einem Seeigel-Boom-and-Bust-Zyklus vor Nova Scotia führte, wo Seeigel wurden regelmäßig durch Krankheiten ausgelöscht.

Als sich jedoch die Daten aus aquatischen Systemen vermehrten, schlugen Skeptiker vor, dass die Kräfte von oben nach unten „alles nass“ sein könnten – beschränkt auf Meeres- oder Süßwassersysteme, mit einem Mangel an Beweisen für Kaskaden in terrestrischen Systemen.

Wo war dieser Beweis? Experimente zu entwerfen, um Kaskaden an Land, großräumig und über lange Zeiträume aufzudecken, schien fast unmöglich. So viele Ökosysteme waren bereits irreparabel verändert, dass räuberbedingte Auswirkungen – darunter Schäden an Nahrungsketten, sogenanntes „trophic downgrading“ – nicht mit Sicherheit gemessen werden konnten. Langfristige Versuche, die weitreichende Wechselwirkungen zwischen Raubtieren und anderen Arten aufzeigen, versprachen umständlich und teuer.

Trotzdem tauchten immer wieder überraschende Enthüllungen auf. In einem venezolanischen Tal, das in den 1980er Jahren durch den Bau eines Damms überflutet wurde, dokumentierten der Ökologe der Duke University, John Terborgh, und seine Studenten die seltsamen Störungen, die die „Inseln“ des Lago Guri heimsuchten. Top-Raubtiere – Jaguar, Berglöwe, Harpyie – flohen aus steigenden Gewässern. Brüllaffen gerieten außer Kontrolle und wurden verrückt, als ihre Zahl anstieg und die Pflanzen, die sie aßen, die Giftstoffe zur Selbstverteidigung erhöhten. Einige Inseln waren in Dornen gehüllt, als Blattschneiderameisen – unbeirrt von Gürteltieren oder anderen Raubtieren – den Boden mit Nährstoffen aushungerten, indem sie jedes Blatt in ihre Höhlen trugen.

1995 brachte das terrestrische Lager einen außergewöhnlichen Segen, als der Yellowstone-Nationalpark William Ripple, dem Direktor des Trophic Cascades-Programms der Oregon State University, die Möglichkeit gab, Top-Down-Forcing in Aktion zu untersuchen. Ripple beobachtete staunend, wie die Rückkehr des Wolfes nach Yellowstone – einem Ökosystem, in dem Elche 75 Jahre lang den Ort begrast hatten – Weiden und anderen Bäumen die Möglichkeit gab, sich entlang von Bachufern festzusetzen, die Wassertemperaturen für Forellen abzukühlen und die Rückkehr von . zu fördern Biber, dessen Teiche lang abwesende Amphibien und Singvögel beherbergen. Yellowstone hat bewiesen, dass Schäden an einem terrestrischen Nahrungsnetz rückgängig gemacht und ein Ökosystem mit der Rückkehr einer einzigen Art wiederhergestellt werden können. Es ist eine ernüchternde Lektion für den Osten der USA, wo die Explosion von Weißwedelhirschen die Hemlocktanne, eine Schlüsselart in einst artenreichen Laubwäldern, ausgerottet hat.

Doch trotz dieser Entwicklungen haben Forscher von trophischen Kaskaden daran gezweifelt, das Geld und die Mittel zu beschaffen, um die Entfernung von Raubtieren in groß angelegten Langzeitversuchen an Land zu untersuchen. Einige haben Engpässe durch eine überschaubarere, wiesengroße Skala gemeistert. In einem dreijährigen Experiment stellte der Ökologe Oswald Schmitz von der Yale School of Forestry & Environmental Studies fest, dass selbst die kleinsten Raubtiere (Spinnen) einen stärkeren Top-Down-Einfluss auf Pflanzen ausüben als Bottom-Up-Faktoren. Die Art der Prädation – aktive Jagd im Vergleich zu Hinterhalt – scheint ebenfalls folgenreich zu sein und die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaften und den Stickstoffgehalt zu beeinflussen. Spinnen, die aktiv jagen, reduzieren die Dichte der Heuschrecken, wodurch Gras und Goldrute andere Pflanzen dominieren und den verfügbaren Stickstoff erhöhen. Die Hinterhaltjagd hat einen gegenteiligen Effekt und zwingt Heuschrecken, die sich lieber von Gras ernähren würden, in Goldrute Unterschlupf, was zu einer vielfältigeren Pflanzengemeinschaft und weniger Stickstoff führt. Zusammenfassend sagt Schmitz: „Es ist wichtig, den Reichtum der funktionalen Rolle von Raubtieren zu erhalten.“

Estes und Terborgh, Herausgeber von Tropische KaskadenSie fragen sich, ob Spinnen und Heuschrecken „jeden davon überzeugen werden, dass Orcas, Weiße Haie, Wölfe, Tiger und Jaguare wichtig sind“. Aber Schmitz, der nördlich von Toronto aufgewachsen ist, wo die Wolfsjagd eine Lebensweise war, glaubt, dass der Prozess im Gange ist: „Stück für Stück hat es 20 Jahre gedauert, bis die Beweise zusammengetragen wurden, und der Höhepunkt liegt darin.“ Wissenschaft Papier – dass die Welt sowohl von Raubtieren als auch von Nährstoffen angetrieben wird. Wir müssen auf ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden achten, wenn wir ein gesundes Ökosystem wollen. Sie einfach zu eliminieren, weil wir mehr Beute wollen oder weil wir sie nicht für wichtig halten, ist sehr fehlgeleitet.“

In der Tat, die Wissenschaft Überprüfung drängt den trophischen Fall in Neuland und erweitert die Auswirkungen der Prädation auf die menschliche Gesundheit. Ein Rückgang der Löwen- und Leopardenpopulationen in Ghana hat zu einer Explosion von Olivenpavianen geführt. Die Freilassung solcher „Mesopredatoren“ – mittelgroße Fleischfresser wie Katzen oder Waschbären, die unkontrolliert grassieren – hat in den umliegenden Dörfern Verwüstung angerichtet, wo Paviane Vieh angreifen, Ernten schädigen und Darmparasiten auf die menschliche Bevölkerung übertragen.

In dem Wissenschaft fordern die Autoren einen „Paradigmenwechsel in der Ökologie“. Wissenschaftler und Landverwalter, so argumentieren sie, müssen den Antrieb von oben nach unten als gegeben annehmen, „wenn es eine echte Hoffnung geben soll, die Funktionsweise der Natur zu verstehen und zu steuern“.

In Tropische Kaskaden, Terborgh und Estes gehen noch weiter und kritisieren die nationalen Wissenschaftsbehörden dafür, dass sie die Forschung zur Entfernung von Raubtieren in terrestrischen Systemen nicht finanzieren, und beschuldigen sie, an alten Ansichten festzuhalten und „den Fortschritt zu verzögern“, während Ökosysteme untergraben werden. „Die Vorstellung, dass Pflanzen von den Dingen beeinflusst werden, die sie fressen“, sagt Estes trocken, „wird nicht allgemein geschätzt.“

Aber Alan James Tessier, Programmdirektor der Abteilung für Umweltbiologie der National Science Foundation, widerspricht und behauptet, dass die Agentur viel Forschung zu Top-Down-Prozessen finanziert hat. „Es ist lächerlich, nur von einer Top-Down- oder Bottom-Up-Steuerung zu sprechen“, sagte Tessier. "Beide passieren die ganze Zeit."

In der Wissenschaft stößt man zu Recht auf Skepsis, wenn nicht gar Ablehnung und Ablehnung. Aber da die Folgen des Raubtierverlustes immer messbarer und vorhersehbarer werden, erfordern sie implizit eine Neubewertung unserer alten Feinde. Estes widerstrebt es jedem Wissenschaftler, sich in die Wolfskriege einzumischen, aber seine Frustration ist klar. „So sollten wir uns als Spezies nicht verhalten“, sagt er.

Caroline Fraser reiste auf sechs Kontinenten um zu schreiben Rewilding the World: Botschaften der Naturschutzrevolution. Ihr erstes Buch, Gottes perfektes Kind: Leben und Sterben in der Christian Science Church, wurde ausgewählt als New York Times Buchbesprechung Bemerkenswertes Buch und ein Los Angeles Times Buchbesprechung Bestes Buch. Sie hat viel über Tierrechte, Naturgeschichte und Umwelt geschrieben und ihre Arbeiten erschienen in The New Yorker, The New York Review of Books, und Außen Zeitschrift, unter anderem. Mehr über Caroline Fraser →


Der Domino-Effekt

Die Wechselbeziehungen innerhalb eines Nahrungsnetzes können so komplex sein, dass eine Kette von Störereignissen auftreten kann, wenn sich eine Komponente des Ökosystems ändert. Eisbären zum Beispiel sind als Nahrung auf Robben angewiesen. Die Robbenpopulation könnte zurückgehen, wenn der arktische Kabeljau, eine wichtige Nahrungsquelle für Robben, schwindet. Kabeljau frisst Zooplankton und Zooplankton frisst Eisalgen. Wenn der Klimawandel das Meereis zum Schmelzen bringt, sinkt die Eisalgenpopulation, wodurch ein Kaskadeneffekt entsteht, der die Eisbärenpopulation reduziert.


Wie verändern neue Raubtiere ein Ökosystem? Beobachten Sie die Beute, sagen Princeton-Forscher

Eindringende Raubtiere können ein Ökosystem zerstören. Tatsächlich ist die Einschleppung von Raubtieren in ein isoliertes System wie eine Insel oder einen See eine der Hauptursachen für das Aussterben. Die Zerstörung wird normalerweise auf die Essgewohnheiten des Raubtiers zurückgeführt, aber manchmal liegt der Schlüssel in den Reaktionen der Beutetiere, so ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Robert Pringle von Princeton.

„Sie können die Interaktionen zwischen Raubtieren und Beutetieren wirklich nicht verstehen – oder wie Raubtiere die Biodiversität und Ökosysteme beeinflussen – ohne das Verhalten der Beute zu verstehen“, sagte Pringle, außerordentlicher Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie. „Die Art und Weise, wie Beutetiere ihr Verhalten ändern, um nicht gefressen zu werden, ist schwer vorherzusagen, aber ohne das zu verstehen, kann man nichts anderes vorhersagen. Die meisten Theorien in der Ökologie gehen einfach davon aus, dass Raubtiere Beute fressen, Ende der Geschichte. Die reale Welt ist komplizierter. Aber es ist nicht so kompliziert, dass wir der Sache nicht auf den Grund gehen können.“

Um die Auswirkungen eindringender Raubtiere zu untersuchen, verwendete ein Forschungsteam unter der Leitung von Rob Pringle aus Princeton drei Eidechsenarten: ein Raubtier, die Lockenschwanzeidechse (Leiocephalus carinatus, unten links) und zwei Beutearten, grüne Anolis (Anolis smaragdinus, oben) und braune Anolen (Anolis sagrei, unten rechts). Sie fanden heraus, dass die Anolis friedlich koexistieren konnten, mit grünen Anolis in den Bäumen und braunen Anolis näher am Boden, aber die Einführung von Raubtieren trieb die braunen Anolis in die Bäume, was den Wettbewerb intensivierte und ihre Koexistenzfähigkeit untergrub. Ihre Ergebnisse stellen daher die Allgemeingültigkeit der Keystone-Prädations-Hypothese in Frage und unterstützen den Zufluchtswettbewerb.

Die Frage wird immer dringender, bemerkte Co-Autor Rowan Barrett, der Canada Research Chair of Biodiversity Science an der McGill University in Montreal, Quebec. „Menschliche Aktivitäten erhöhen das Auftreten neuer Raubtiere, die in ehemals isolierte Ökosysteme eingeführt werden“, sagte er. „Unsere Arbeit zeigt, dass die Folgen dieser Raubtierinvasionen für die Biodiversität stark von Veränderungen im Beuteverhalten abhängen können, die die Art und Weise verändern, wie Beutearten ihre Umgebung nutzen.“

Um die Frage anzugehen, verwendete das Team drei Eidechsenarten: ein Raubtier, die Krausschwanzeidechse Leiocephalus carinatus, und zwei Beutearten, grüne Anolis (Anolis smaragdinus) und braune Anolen (Anolis sagrei). Ihre Ergebnisse erscheinen in der Nature-Ausgabe vom 6. Juni.

Die Forscher reisten zu 16 kleinen Inseln auf den Bahamas, die sie als experimentelle Ökosysteme nutzten. Die braunen Anolis wurden bei allen 16 festgestellt, und die Forscher führten die anderen beiden Eidechsen einzeln oder in Kombination ein.

„In der Ökologie ist es so selten, ganze Ökosysteme zu manipulieren – diese kleinen Inseln sind eine Art große ozeanische Petrischalen, die es uns ermöglichen, wirklich enge und überzeugende Experimente durchzuführen“, sagte Pringle. "Das ist an den meisten Orten einfach nicht möglich."

Rob Pringle (links) und Arash Askary von der McGill University durchsuchen eine Bahama-Insel nach Eidechsen, um Kotproben für die DNA-Metabarcodierung zu sammeln. Pringle konzipierte dieses 16-Insel-Experiment erstmals im Jahr 2010 und stellte 2011 die Grünen Anolis (Beute) und Lockenschwanzechsen (Raubtiere) in verschiedenen Kombinationen vor. Er hatte 2013 eine kurze Panik, als es so aussah, als würden sich die Grünen Anolis nicht etablieren Bevölkerung auf einer der Inseln. „Ich war sehr erleichtert, als wir 2014 das Muster auftauchen sahen, bei dem die Populationen der grünen Anolis explodierten, aber nur auf den Inseln ohne Lockenschwanzechsen.“

Die Forscher fanden heraus, dass die beiden Anolis-Arten in Abwesenheit von Raubtieren gut koexistierten, wobei grüne Anolis in Bäumen und braune Anolis näher am Boden lebten. Die beiden Arten konkurrierten um Insekten, aber die Konkurrenz war "nicht schwerwiegend", sagte Pringle. Aber als das Team die Raubtiere mit dem lockigen Schwanz einführte, flohen die braunen Anolis zu den Bäumen, wo die stämmige bodenbewohnende Eidechse nicht folgen konnte. Dies verschärfte die Konkurrenz zwischen den beiden Beutearten um Raum und Nahrung, was ihre Koexistenzfähigkeit untergrub. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass, wenn Beutetiere schnell auf die Anwesenheit eines Raubtiers reagieren können, indem sie ihr Verhalten ändern, Raubtiere typischerweise die Koexistenz von Beutearten einschränken.

„Eine der wichtigsten Schlussfolgerungen unserer Studie ist, dass die Größe der Zufluchtsorte, die Beutetiere vor Raubtieren haben, wirklich wichtig sein kann, um sicherzustellen, dass Beutetiere nicht aussterben“, sagte Todd Palmer, Co-Erstautor an der University of Florida. „Wenn die Beute nicht genug Platz hat, um sich abzuhängen, ohne ständig gefressen zu werden, muss etwas nachgeben, und dann sehen wir, wie Arten verschwinden. Einige der neueren Beispiele für katastrophales Artensterben, wie der Zusammenbruch einer wirklich vielfältigen Gruppe von Fischarten in den großen afrikanischen Seen, sind möglicherweise teilweise darauf zurückzuführen, dass es in diesen Ökosystemen einfach nicht genug sicheren Raum gab. Unsere Ergebnisse geben uns also nicht nur einige Hinweise darauf, wie wir mit der Einführung zukünftiger Raubtiere umgehen können, sondern auch ein besseres Verständnis dafür, wie frühere Aussterben entstanden sein könnten.“

Forscher gehen bei Ebbe zwischen den Inseln hin und her. Von links: Josh Daskin, Ph.D. 2017 Pringle Naomi Man in’t Veld von der McGill University und Tyler Kartzinel, ein ehemaliger Postdoktorand in Pringles Labor.

Diese Forschung „bietet ein schönes Gegenbeispiel zu einer klassischen Ökologietheorie“, sagte Gaku Takimoto, ein theoretischer Ökologe an der Universität Tokio, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Theoretisch fördert die Prädation die Koexistenz konkurrierender Beutearten, indem sie überlegene Konkurrenten vernichtet und sich auf die Seite minderwertiger Konkurrenten stellt.

Wissenschaftler wissen seit langem, wie wichtig „Schlüsselprädatoren“ für gesunde Ökosysteme sein können. Laut der Keystone-Raubtiertheorie können Spitzenprädatoren verhindern, dass eine Beuteart zu häufig wird und alle anderen Beutearten verdrängt, was generell die Artenvielfalt auf niedrigen Ebenen der Nahrungskette erhöhen sollte. Obwohl diese Studie dieses Konzept nicht aufhebt, unterstreicht sie, dass ein Ökosystem mit einem Top-Prädator nicht unbedingt vielfältiger sein wird als eines ohne einen Top-Prädator.

„Raubtiere können die Vielfalt der Beutetiere reduzieren“, sagt Pringle. „Das ist nicht ‚gut‘ und es ist nicht ‚schlecht‘ – es ist, was es ist. Mir ist wichtig, dass wir verstehen, wie und warum Raubtiere die Auswirkungen haben, die sie haben, damit wir vorhersagen können, was passieren wird, wenn Ökosysteme durch Invasionen neue Raubtiere gewinnen oder bestehende Raubtiere durch Aussterben verlieren. Das war wirklich das Ziel unserer Studie. Es ist kein Moralspiel. Es gibt kein Gut und kein Böse. Wir versuchen nur, ein klares Verständnis der Biologie zu bekommen.“

Wissenschaftler verstehen immer noch nicht vollständig, wie sich eingeführte Raubtiere auf ansässige Beutearten auswirken. In einigen Fällen kann ein eingeführtes Raubtier natürlich Beutepopulationen vernichten, indem es sie einfach auffrisst. Aber Beutetiere können auch so auf Raubtiere reagieren, dass die Wahrscheinlichkeit, gefressen zu werden, verringert wird – wie sich in Bäumen verstecken, wie es die braunen Anolis taten. Dort ist die Prädationsgefahr gering, aber dann werden diese Gebiete überfüllt und der Wettbewerb wird intensiv. Dies führt zu dem gegenteiligen Ergebnis des klassischen Keystone-Prädationsszenarios, das Pringles Team als „Refuge Competition“ bezeichnete.

„Nach sechs Jahren Bestandsüberwachung stellten wir fest, dass Lockenschwanzechsen die Koexistenz der konkurrierenden Beutearten destabilisierten, indem sie braune und grüne Anolis dazu zwangen, dieselben räuberfreien Zufluchtsorte zu teilen und den Wettbewerb zwischen ihnen zu intensivieren, was zum Aussterben einiger Populationen führte. “ sagte McGills Barrett. Ihre Ergebnisse stellen daher die Allgemeingültigkeit der Keystone-Prädations-Hypothese in Frage und unterstützen die Zuflucht-Konkurrenz-Hypothese in dieser Umgebung, sagte er.

Man in ’t Veld führt eine Echsenzählung mit einer Spritzflasche voller roter Farbe durch. Die Feldarbeit war nicht der tropische Urlaub, den sich viele vorstellen, sagte Pringle. „Sie erzählen den Leuten, dass Sie ein Forschungsprojekt auf den Bahamas haben, und fast jeder reagiert sarkastisch: ‚Oh, ein hartes Leben!‘ Aber Tatsache ist, dass dieses Projekt die zermürbendste, unbequemste und körperlich anstrengendste Arbeit war, die ich habe.“ jemals getan haben: auf Händen, Knien und Bäuchen durch richtig dichte Vegetation auf richtig scharfen Kalksteinfelsen bei 90 Grad Hitze herumkrabbeln. Wir hatten viele Schnitte und Prellungen. Einige von uns haben Stiche bekommen. Ich beschwere mich definitiv nicht. Wir haben das große Glück, überall im Feld arbeiten zu können, und dies ist nicht nur ein spektakulär schöner Ort, sondern auch einer, der einzigartige Möglichkeiten bietet, wirklich elegante experimentelle Forschung zu betreiben. Es war ein Knaller. Aber es war schon immer lustig für mich, der Kontrast zwischen dem, was sich die Leute vorstellen, wenn man sagt, dass man auf den Bahamas arbeitet, und der Art, wie die Arbeit wirklich ist.“

Die Forscher wollten tiefer graben als einfache Bevölkerungsumfragen, also führten sie DNA-Metabarcoding an Kotproben jeder Echsenart durch, um ihre Ernährung zu analysieren. DNA-Metabarcoding, ein leistungsstarkes Werkzeug, das kurze Fragmente der Fäkal-DNA verwendet, um die von einem Raubtier gefressenen Beutearten zu identifizieren, zeigte, wie die Eidechsenarten auf den Inseln um Nahrung konkurrierten. Die Forscher verwendeten auch die Analyse stabiler Isotope, um zu analysieren, wie sich die experimentellen Behandlungen auf die Länge der Nahrungsketten auf den Inseln und die Position jeder Art in der Nahrungskette auswirkten.

Zusammengenommen ermöglichten diese Techniken den Forschern, ihre Ergebnisse viel tiefer zu verstehen, sagte Pringle. „Oft führen Sie ein Experiment im Feld durch und erhalten einige Ergebnisse, aber Sie werden nicht unbedingt verstehen, warum Sie diese Ergebnisse erhalten – Sie haben vielleicht eine beste Vermutung oder eine bevorzugte Hypothese, aber sie ist oft etwas mehrdeutig ," er sagte. „Es ist seit langem ein Ziel von mir, neue Techniken wie das DNA-Metabarcoding mit etablierten Techniken wie Muddy-Boots-Feldexperimenten zu integrieren, um zu versuchen, mehr Einblick in die Mechanismen zu erhalten. In dieser Studie haben wir im Laufe des sechsjährigen Experiments wirklich all diese Elemente miteinander verwoben, und das ist sehr zufriedenstellend.“

Pringle teilt sich die Co-Erstautorenschaft mit Tyler Kartzinel, einem ehemaligen Postdoc in seinem Labor, der jetzt an der Brown University ist, und mit Palmer von UF. Other Princeton co-authors are graduate student Matthew Hutchinson and graduate alumni Tyler Coverdale (Ph.D. 2018) and Josh Dakin (Ph.D. 2017). Undergraduate Lauren Wyman (Class of 2014) contributed to the fieldwork, and she and Annie Ferlmann (Class of 2016) both did senior theses using data from this project.

"DR. Pringle was able to mimic naturally occurring introductions of new competitors and predators and then track what happens in real time,” said Jodie Jawor, a program director at the National Science Foundation, which funded this research. “This is a rare and valuable test of what happens to communities when new species are introduced. … Habitats and the composition of animal communities can change for various reasons — natural disasters, development, construction — so this work helps us understand the ecological impacts and potentially address them proactively and more fully informed.”

“Predator-induced collapse of niche structure and species coexistence,” by Robert M. Pringle, Tyler R. Kartzinel, Todd M. Palmer, Timothy J. Thurman, Kena Fox-Dobbs, Charles C. Y. Xu, Matthew C. Hutchinson, Tyler C. Coverdale, Joshua H. Daskin, Dominic A. Evangelista, Kiyoko M. Gotanda, Naomi A. Man in ’t Veld, Johanna E. Wegener, Jason J. Kolbe, Thomas W. Schoener, David A. Spiller, Jonathan B. Losos & Rowan D. H. Barrett, appears in the June 6 issue of Nature (DOI: 10.1038/s41586-019-1264-6). The research was supported by the United States National Science Foundation (grant DEB-1457697), the Princeton Environmental Institute, a Canada Research Chair, and a Vanier Canada Scholarship from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.


Das gemeinsame Pinselschwanz-Opossum ist ein in Australien heimisches Beuteltier. Dieses Opossum wurde nach Neuseeland eingeführt, wo es keine natürlichen Feinde und ein reichliches Nahrungsangebot hatte. Welches davon geschah wahrscheinlich einige Jahre nach der Einführung dieses Opossums in Neuseeland?

A. Die Opossums starben aus.

B. Die Opossums entwickelten eine kürzere Lebensdauer.

C. Die Opossum-Population wuchs zu einer größeren Größe.

D. Die Opossum-Population entwickelte sich zu einer anderen Art.


Call of the Wild: How Predators Increase Diversity

The struggle between predator and prey may seem savage and senseless to humans, but new research suggests it is not only essential for life on Earth, it also increases biodiversity.

Without the forces of one species preying on another, researchers found that species diversity drops.

"One of the key challenges of both ecology and evolutionary biology is to understand the mechanisms that maintain biodiversity," the researchers write in the study, published today (March 12), in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

The researchers built a miniature world in their laboratory &mdash they put two closely related species of bean weevils (Callosobruchus maculates und Callosobruchus chinensis) in lab enclosures, with and without a parasitic wasp, Anisopteromalus calandrae, which infects them.

At immature stages, the weevils live inside beans, chewing out when they reach maturity. They are a pest infecting many important crops. The parasitic wasp lays her eggs inside the weevil larvae in these beans.

Without the ever-present effects of a predator, one of the two weevil species would die off within 20 weeks, the researchers found. If they introduced the predator wasp into the lab ecosystem, all three would survive for 118 weeks (the length of the study &mdash that's two years, three months and two weeks).

During this time, the populations would fluctuate: For a time C. maculates would be more abundant, then C. chinensis would make a climb. The parasitic wasp seems to learn and preferentially feed on whichever species was most abundant. Because the wasp can learn and switch between the two species, its presence is what enables them both to survive.

Without the predator's presence, the researchers saw that C. maculates consistently overran and killed off C. chinensis (the two weevils are competing for resources, like food and living space). "When the parasitoid was added, it reduced the effect of direct resource competition between the two host species by depressing host densities," the researchers write.

The researchers suspect the same would hold for larger species, for example, blue jays and moths. Previous studies have indicated that the jays preferentially eat the more abundant species of moth, similar to how the wasp preys on the most abundant weevil. The jay's preferential feeding may be an ecological driver increasing moth diversity.

"Predation has an important role in greatly enhancing the coexistence of prey populations, suggesting that predator learning affects predator-prey population dynamics and shapes biological communities in nature," the authors write.

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Predator - Prey Systems

In many eco-systems there exists a main carnivorous predator which has a single type of herbivorous prey as its food source. Clearly, the main risk to the predators' expansion is a reduction in the supply of its food source, whereas in a fertile environment the main risk to the herbivore is a rise in the number of carnivores.

We can model such sytems rather effectively using differential equations.

Let us suppose that the population of carnivores at a time $t$ is $C(t)$ and the population of herbivores is $H(t)$. Clearly these variable change over time and are interdependent. For example, an increase in the population of carnovores will quickly lead to a decrease in the number of herbivores. If there were no carnivores then the herbivores would rapidly grow in number, whereas if there were no herbivores then the carnivores would soon die out.

It is suggested that, for positive constants $a, b, c, d$ a pair of equations of the following form would provide be a good model
$
frac

= pm a C(t) pm b C(t)H(t) quadquad frac
= pm c H(t) pm d C(t)H(t)
$
What signs would you need to choose in each case, why might each term be present and what would be the interpretation of each constant?

Mathematically how would we encode either of the species becoming extinct? Is there a possible steady state of numbers?

Make up some numbers which seem sensible. What happens as your model evolves? Is it possible, impossible or certain that either species becomes extinct?

How might you modify your equations for a system consisting of two different types of herbivore competing for the same, limited food supply (such as on a small island)?


Difference Between Predator and Parasite

Predators and parasites are two completely different ecological roles or niches. The differences are many between them, but in both predation and parasitism, one particular organism depends on another usually for food. Additionally, because of both parasitism and predation, the victim suffers. However, the general characteristics are unique and different in each other. The ways of approaching the victims and feeding methods are completely different in parasites from those with predators.

Predator is one of the most important ecological niches, which involves eating an organism via actively killing or immobilizing the other organism. In common simple terms, predator refers to the animal that eats the flesh of another animal by killing or immobilizing. In order to do so, predators have to develop extremely sensitive nerves viz. smell, vision, hearing, and electro reception (in aquatic predators) mainly. Agility and speed with excellent hunting strategies are vital to be a successful predator in the extremely competitive ecosystem for any animal. In addition, a predator has to be undetectable. For example, padded paws in cats are useful for them to move towards prey without making a noise. In the food chains, predators are always at the top or towards the top. As energy passes through food chains, there is a considerable energy waste of 90% at each level, which results that predators receive the least amount as they are at the top of food chains. Usually, the number of individuals in each trophic level of any ecosystem varies, and the number of predators is very small compared to all other levels. Predator’s main role in the ecosystem is to maintain the prey population, and they improve the bio diversity by preventing a single species becoming dominant. Predators are obviously carnivorous in most cases, while omnivorous predators are also there. Some of the most prominent carnivores are lions, tigers, crocodiles, sharks, eagles, and snakes.

Parasite is any organism that lives inside or outside another organism, known as host, to obtain nourishment. Through parasitism, the host does not get any benefit from this association instead, the parasite always gets the advantage. Usually, parasite is much smaller than its host is. Parasites are highly specialized to survive from its host, and they have an extremely fast reproduction rate than the host. Mainly, there are two types of parasites called ectoparasites and endoparasites, depending on the inhabited location of the host. Many parasites are fatal to its owner, while some are not. It is difficult to quantify the amount of energy that a parasite has extracted from its host via standard ecological methods. Therefore, food chains rarely include parasites. However, parasites have been extremely successful and have developed many adaptations for their lifestyles. Usually, they are minute and almost undetectable due to the miniature size, could observe them only through a microscope. Nevertheless, macro sized parasites such as lampreys are also there. Apart from being feeding parasites, sometimes there are brood parasites, meaning that they depend on others for breeding purposes (e.g. Asian koels lay their eggs inside the nests of crows).

What is the difference between Predator and Parasite?

· A predator feeds on the flesh of its prey, whereas a parasite feeds not necessarily on mea but mostly blood.

· Predator kills the prey at once and eats it soon after killing, while parasite kills the host slowly and gradually after weakening.

· Usually, parasites are much smaller than the host is, whereas predators could be either small or larger than the prey.

· Parasites have a very high reproduction rate but the predators reproduce slowly.

· Population size of the predator is smaller compared with prey, while parasite populations are much larger compared to host.

· Usually, predation involves animals while parasitism is common among all the organisms.

· Predators are at the top levels of food chains, but parasites have not been included in food chains.



Bemerkungen:

  1. Khairy

    Darüber kann es nicht sein und er spricht.

  2. Anna

    Der Blog ist super, jeder wäre so!

  3. Arashibei

    Ich kann dir nicht widersprechen.



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