VL 8 Teil 2

Question 1

Was stellt im Gegensatz zur funktionellen Reaktion das mathematische Modell dar?

Answer 1

• Die Effizienz innerhalb eines bestimmten Zeitraums Beute zu machen
  -> linearer Anstieg (entspricht der Prädationseffizienz c)

Question 2

Was beschreibt die pro-Kopf Konsumptionsrate einer funktionellen Reaktion? Wie kann sie berechnet werden?

Answer 2

• die Anzahl der Beuteorganismen die von einem einzelnen Räuber in
  einem bestimmten Zeitabschnitt gefressen werden
• es fließt die Handling Time T_h und die Search Time T_s mit ein
  -> Handling Time T_h: Zeit zum Bearbeiten der Beute (wirkt sich auf c ∗ N_beute aus)
  à Search Time T_s: Zeit zum Suchen und Finden der Beute
  -> N_gefressene Beute = (c ∗ N_beute) ∗ T_s

Question 3

Welche 3 Typen von funktionellen Reaktionen gibt es?

Answer 3

Typ 1 (es wirkt weder T_h noch T_s)
- beschreibt lineare Abhängigkeit zw. Beute und Räuber
- Anzahl der gefressenen Beutetiere steigt linear mit deren Dichte
- Prädationsrate ist konstant
-> typisch für passive Räuber, wie z. B. Spinnen oder Blauwale

Typ 2 (es wirkt T_h)
- Anzahl der gefressenen Beutetiere nähert sich asymptotischen
Maximalwert
- Duch Berücksichtigung der Handling Time T_h und dem Sättigungsgrad des Räubers nimmt die Prädationsrate mit steigender Beutedichte ab
-> Prädationsrate ist negativ dichteabhängig
- Häufigste Form der funktionellen Reaktion
-
Typ 3 (es wirkt T_h und T_s)
- Beutedichte wird durch sigmoide Kurve beschrieben
- Bei hohen Dichten wird Schwellenwert erreicht (T_h), bei zu niedrigen wirkt T_s
- Beuteerwerb wird durch zu geringe Beutedichte oder Flucht der Beute ineffizient
- Maximale Prädationsrate bei mittleren Dichten

Question 4

Welcher funkMonelle ReakMonstyp ist der häufigste?

Answer 4

• Typ 2
  à kommt bei allen Räubertypen vor
  o Ausnahme Parasiten, da sie Wirt nicht kompleg auffressen
  à keine KonsumpMonsrate

Question 5

Beispiele für die funkMonellen ReakMonstypen 1 und 3 aus der Realität?

Answer 5

Typ 1
- Beziehung zwischen Feldmäusen und Turmfalken
à Turmfalken zeigen keine Präferenz für besMmmte BeuteMere,
fressen Feldmäuse proporMonal zu ihrer Verfügbarkeit
Typ 3
- Larven der Auster Crassostrea, welche Plankton filtrieren
- Bei hohen Beutedichten nimmt PrädaMonsrate ab (Typ 2)
- Bei geringen Beutedichten erkennt man eine gewisse Verzögerung bevor es zum Übergang in den linearen Bereich kommt à sigmoidaler Verlau

Question 6

Beispiele für den funkMonellen FunkMonstypen 2 aus der Realität?

Answer 6

Carnivore
- Räuber i.e.S à Rückenschwimmer frisst Wasserasseln
- Parasitoid à Schlupfwespe legt Eier in Blattläuse
Grazer (Weidetiere)
- Beweidung steigt mit höherer verfügbarer Pflanzenbiomasse
- z. B. Schafe, Elche, Bisons

Question 7

Was wird bei den funktionellen Reaktionen nicht dargestellt, was bei den numerischen Reaktionen dargestellt wird?

Answer 7

• Bei funktionellen Reaktionen wird die Reaktion des Räubers auf die Beutedichte in Form der Anpassung der Konsumptionsrate betrachtet
• Bei numerischen Reaktionen wird die Veränderung der Räuberdichte als Reaktion auf eine veränderte Beutedichte betrachtet
  -> bei wachsender Beutedichte steigt auch Wachstumsrate der Räuber
  o Numerische Änderung der Räuber-Populationsdichte
  -> dN_präd/dt = b∗ (c ∗ N_beute ∗ N_präd) − m ∗ N_präd
  b = Konvertierungseffizienz (Beziehung zw. Konsumierter Beute und
  Nachkommen-Anzahl des Räubers wird verändert

Question 8

Was versteht man unter der aggregaMven ReakMon?

Answer 8

Räuberpopulationen wachsen im Vergleich zur Beute i.d.R. langsam
- Bei aggregativer Reaktion kommt es zu schneller Einwanderung von Räubern in Gebiete mit hoher Beutedichte -> stark regulierende Wirkung auf Beutepopulation
- Z. b. Rotschenkel (Vogel) und seine Beute

Question 9

Wie können Räuber noch auf ein verändertes Beuteangebot reagieren außer mit PopulaMonswachstum?

Answer 9

Über die Reproduktionsrate
-> bei wachsender Populationsdichte der Beute, wächst auch die Reproduktionsrate der Räuber, da die Konvertierungseffizienz b steigt
-> bei sinkender Populationsdichte der Beute, sinkt auch die Reproduktionsrate der
Räuber, da die Konvertierungseffizienz b sinkt (durch z. B. Suchzeit)
-> z. B. Wiesel und Rötel- und Gelbhalsmäuse
o klassisches Modell der Räuber-Beute Beziehung

Question 10

Zusammenfassung Räuber-Beute Beziehung

Answer 10

Man unterscheidet zwischen vier Typen von Räubern anhand der Nutzung der Beute
(Prädatoren, Grazer, Parasiten, Parasitoide) sowie der Breite des Nahrungsspektrums
(polyphag, oligophag, monophag)
- Die Beziehungen innerhalb von Räuber-Beute-Systemen lassen sich durch Lotka-Volterra-Gleichungen mathemaMsch beschreiben. Dabei sind wichMge Größen die KonsumpMonsrate c, die auf Dichte der BeutepopulaMon wirkt, und die KonverMerungseffizienz b, die auf das Wachstum der RäuberpopulaMon wirkt
- Es lassen sich dadurch drei Typen funkMoneller ReakMonen beschreiben, der lineare
Typ 1 mit konstanter KonsumpMonsrate, der asymptoMsche Typ 2, bei dem die Bearbeitungszeit ein Maximum der KonsumpMon bewirkt, und der sigmoide Typ 3, bei dem die
Suchzeit bei niedrigen und die Bearbeitungszeit bei hohen Dichten einen Einfluss auf
die KonsumpMonsrate haben
- Die Anzahl der Räuber ist abhängig von der Dichte der BeutepopulaMon
à zeigt sich in numerischen ReakMonen wie der aggregaMven ReakMon

Question 11

Durch was wird der opMmale Nahrungserwerb (opMmal foraging) eines Räubers besMmmt?

Answer 11

Suchzeit T_s, Energiegehalt E und Bearbeitungszeit T_h
-> Entscheidung ob Suchzeit für eine Beute verlängert wird hängt von E und T_h ab

Question 12

Wie berechnet man den gesamten Zeitaufwand des Räubers für den Nahrungserwerb?

Answer 12

T=T_h und T_s

Question 13

Welche zwei Formen der Optimierung beim Nahrungserwerb gibt es?

Answer 13

Optimierung der Suchzeit T_s -> Generalisten: konsumieren auch geringer wertige oder sehr häufige Beute

• Optimierung der Bearbeitungszeit T_h ->Spezialisten (z. B. Rückenschwimmer):
  ernähren sich nur von hochwertiger Nahrung, nehmen lange T_s= in Kauf

Generalisten: T_h >T_s
Spezialisten: T_h <T_s

Question 14

Welche Unterschiede fallen bei Generalisten und Spezialisten auf, wenn es um die Beuteaufnahme geht?

Answer 14

Generalisten
- PrädaMonsrate ist konstant und primär abhängig von
Bearbeitungszeit
à Typ 1 der funkMonellen ReakMon
Spezialisten (z. B. Rückenschwimmer)
- Bei niedriger Dichte der bevorzugten Nahrung fällt
der Anteil der Aufnahme der bevorzugten Nahrung
geringer aus als erwartet
à müssen auf andere Beute zurückgreifen, da Suchzeit zu lange
- Bei hoher Dichte der bevorzugten Nahrung fällt der Anteil der Aufnahme der bevorzugten Nahrung höher aus als erwartet
à Suchzeit ist verringert, präferierte Beute wird bevorzugt
à Typ 3 der funkMonellen ReakMonen
- Bsp.: Rückenschwimmer mit Asseln als präferierte Nahrung und Eintagsfliegen als alternaMve Beute

Question 15

Welche Beutetiergröße wird von Räubern bevorzugt und warum?

Answer 15

• Mittlere Größe
  à Fang großer Beutetiere zu energieaufwendig, Fang kleine Insekten liefern zu wenig
  Energie
  à Beute wird nach maximaler Energie pro Bearbeitungsaufwand ausgewählt