Czym jest teoria optymalnego żerowania?

W naturze zwierzęta znajdują równowagę między wysiłkiem a pożywieniem. Jest to znane jako teoria optymalnego żerowania.

Napisane i zweryfikowane przez biologa Miguel Mata Gallego.

Ostatnia aktualizacja: 21 grudnia, 2022

Teoria optymalnego żerowania to model, który przewiduje najlepszy sposób zdobywania pokarmu przez zwierzęta, tak aby nie poświęcić zbyt wiele energii i czasu. Zdefiniowany z innej perspektywy, jest to naturalny mechanizm oparty na maksymalizacji zasobów w ograniczonej przestrzeni.

Na czym opiera się ten model? Od jakich czynników zależy? Czy jest taki sam dla wszystkich zwierząt? Na wszystkie te pytania i wiele innych odpowiemy w kolejnych liniach.

Model przewidujący żerowanie zwierząt

Model przewidujący zachowanie zwierząt podczas żerowania jest znany jako optymalna teoria żerowania (OFT). Ewolucyjnie istoty żywe wykształcają przystosowania, które pozwalają im przetrwać. Mechanizmy te opierają się nie tylko na modelach anatomicznych – skrzydłach, dłoniach czy pazurach – ale także na wzorcach zachowań.

Jak wszyscy wiemy, zdobywanie pożywienia dostarcza energii niezbędnej do wykonywania czynności przez zwierzęta: poruszania się, rozmnażania i życia ze wszystkim, co się z tym wiąże. Jednak poszukiwanie i zdobywanie pożywienia jest jedną z najbardziej energochłonnych czynności.

Dlatego logiczne jest, że zwierzę będzie zainteresowane zdobyciem wystarczającej ilości pożywienia, żeby móc wykonywać swoje czynności, ale bez poświęcania zbyt dużej ilości czasu i energii. Dzieje się tak, ponieważ musi się ono również rozmnażać i uciekać przed potencjalnymi drapieżnikami.

Teoria optymalnego żerowania jest modelem, który przewiduje tę optymalną dietę. Innymi słowy, oblicza równowagę, jaką zwierzęta muszą znaleźć między kosztami a korzyściami płynącymi z żerowania.

Walka między energią a czasem

Ogólnie rzecz biorąc, badacze dzielą przedział czasowy wykorzystywany przez żywe organizmy podczas utrzymywania diety na czas żerowania i czas obsługi. Czas obsługi obejmuje takie czynności jak polowanie na ofiarę lub czas potrzebny zwierzęciu na połknięcie materii organicznej.

Dlatego możemy wyobrazić sobie ten model jako “walkę” pomiędzy czasem żerowania i obsługi a energią uzyskaną z pożywienia. Aby pokarm został spożyty, stosunek energii do czasu musi być jak najbardziej zrównoważony.

Czynniki wpływające na model optymalnego żerowania

Model optymalnego żerowania składa się z kilku złożonych równań. Nie zamierzamy zagłębiać się w złożoność wzoru matematycznego, ale poniżej wymienimy kilka czynników, które mają na niego wpływ.

Rozproszenie pokarmu

Dla wielu zwierząt odżywianie się, które polega na przemieszczaniu się z jednego miejsca na drugie, nie jest tym samym, co odżywianie się, które polega na pozostawaniu w jednym miejscu przez dłuższy czas. Czas podróży jest więc dla istot żywych podstawowym czynnikiem decydującym o wyborze diety.

Jako przykład może posłużyć dieta ptaków ziarnojadów, takich jak złotopióry. Dla tego ptaka istnieje duża różnica między dużym lasem z drzewami położonymi blisko siebie, a ogromną łąką z kilkoma rozproszonymi roślinami: w tym ostatnim koszt energetyczny żerowania jest znacznie wyższy.

W rzeczywistości istnieje teoria zwana “Twierdzeniem wartości krańcowej”, która proponuje następujący postulat: optymalny czas podróży z jednego miejsca do drugiego jest proporcjonalny do odpowiedniej diety zwierzęcia.

Jakość pożywienia

Wiele zwierząt może odrzucać pewne miejsca karmienia, jeśli jakość pożywienia jest niska. Dzieje się tak zazwyczaj dlatego, że jeśli pokarm jest niskiej jakości, nie zaspokaja ich potrzeb energetycznych i nie warto się nim żywić.

Na przykład pomyśl o dużym drapieżniku, takim jak gepard. Istnieje ogromna różnica między dużą zdobyczą – taką jak gnu – a wartością odżywczą diety opartej na małych ssakach lub padlinie.

Chociaż polowanie na gnu jest trudniejsze, ilość i jakość pożywienia z nawiązką rekompensuje wcześniejszy wysiłek. Teoria optymalnego żerowania może być zatem wykorzystana do przewidywania wyboru ofiar w grupach drapieżników.

Czy ta teoria jest taka sama dla wszystkich zwierząt?

Teoria optymalnego żerowania dobrze przewiduje sposób odżywiania się zwierząt. Idziemy dalej, ponieważ model ten pozwala określić, czy dany gatunek będzie prowadził życie ogólne czy specjalistyczne. Wyjaśnijmy to.

U gatunków wyspecjalizowanych – takich jak ryś iberyjski –czas poszukiwania ofiary jest stosunkowo krótki. Dlatego opłaca się polować cały czas na tę samą ofiarę, w tym przypadku na królika. W ten sposób specjalizuje się w jednym rodzaju ofiary i za każdym razem żeruje bardziej efektywnie.

Z drugiej strony, grupy generalistów żywią się wieloma różnymi pokarmami. Tak jest na przykład w przypadku zwykłej myszy. Dla tego typu gatunków koszt żerowania na jednym źródle pokarmu jest wyższy niż koszt żerowania na różnych zasobach. Dlatego mysz opiera swoją dietę na różnych nasionach, ziarnach i roślinach.

Podsumowując, możemy powiedzieć, że teoria optymalnego żerowania pozwala zoologom i ekologom łatwo przewidzieć zachowanie zwierzęcia w jego naturalnym środowisku, jego wybór ofiary, a nawet to, czy jest generalistą czy specjalistą. Oczywiście, naturą rządzą liczby z zadziwiającą dokładnością.