Направленное предпочтение может повысить точность охоты на кормовых лис

1. Ярослав Червены
2. Сабина Бегалл
3. Петр Коубек
4. Петра Новакова
5. Гинек Бурда
6. Аннотация
7. 1. Введение
8. 2. Материал и методы
9. 3. Результаты
10. 4. Дискуссия
11. Подтверждения
12. Рекомендации

Биол Летт. 2011 июнь 23; 7 (3): 355–357.

Ярослав Червены

1Кафедра охраны лесов и лесопользования, факультет лесного хозяйства, науки о дикой природе и лесах, Чешский университет естественных наук, Камицка 129, 165 21 Прага 6, Сухдол, Чешская Республика

Сабина Бегалл

2 Кафедра общей зоологии, биологический факультет, Университет Дуйсбург-Эссен, 45117 Эссен, Германия

Петр Коубек

1Кафедра охраны лесов и лесопользования, факультет лесного хозяйства, науки о дикой природе и лесах, Чешский университет естественных наук, Камицка 129, 165 21 Прага 6, Сухдол, Чешская Республика

3Институт биологии позвоночных, CAS, Květná 8, 603 65 Brno, Чешская Республика

Петра Новакова

1Кафедра охраны лесов и лесопользования, факультет лесного хозяйства, науки о дикой природе и лесах, Чешский университет естественных наук, Камицка 129, 165 21 Прага 6, Сухдол, Чешская Республика

Гинек Бурда

1Кафедра охраны лесов и лесопользования, факультет лесного хозяйства, науки о дикой природе и лесах, Чешский университет естественных наук, Камицка 129, 165 21 Прага 6, Сухдол, Чешская Республика

2 Кафедра общей зоологии, биологический факультет, Университет Дуйсбург-Эссен, 45117 Эссен, Германия

1Кафедра охраны лесов и лесопользования, факультет лесного хозяйства, науки о дикой природе и лесах, Чешский университет естественных наук, Камицка 129, 165 21 Прага 6, Сухдол, Чешская Республика

2 Кафедра общей зоологии, биологический факультет, Университет Дуйсбург-Эссен, 45117 Эссен, Германия

3Институт биологии позвоночных, CAS, Květná 8, 603 65 Brno, Чешская Республика

Получено в 2010 году 1 декабря; Принят 2010 декабря 13.

Эта статья была цитируется другие статьи в PMC.

Аннотация

Рыжие лисицы, охотящиеся на мелких животных, демонстрируют специфическое поведение, известное как «охота на кошек». Лиса прыгает высоко, так что она удивляет свою добычу сверху. Слух, кажется, является основным смыслом для точного определения местоположения жертвы в условиях высокой растительности или под снегом, где его нельзя обнаружить с помощью визуальных сигналов. Лиса, готовящаяся к прыжку, проявляет высокую степень слухового внимания. Лисы на охоте, как правило, направляют свои прыжки примерно в северо-восточном направлении по компасу. Когда лисы охотятся в условиях высокой растительности и под снежным покровом, успешные атаки тесно сосредоточены на севере, в то время как атаки в других направлениях в основном безуспешны. Направление атаки не зависело от времени суток, времени года, облачного покрова и направления ветра. Мы предполагаем, что это направленное предпочтение представляет собой случай магнитного выравнивания и повышает точность охотничьих атак.

Ключевые слова: лиса, охотничье поведение, магниторецепция, магнитное выравнивание

1. Введение

Недавно мы сообщили, что в отсутствие сильных внешних и внутренних воздействий выпас скота и покоя крупного рогатого скота и оленей предпочитают ориентировать оси своего тела примерно в направлениях север-юг, то есть они имеют тенденцию выравниваться вдоль линий геомагнитного поля (GMF) [ 1 ]. Никакого такого направленного предпочтения не было зарегистрировано у животных под высоковольтными линиями электропередачи, где ГМП нарушается, обеспечивая прямую поддержку гипотезы магнитного выравнивания [ 2 ]. Магнитное выравнивание может быть более распространенным явлением среди животных, чем считалось ранее, что ставит вопрос о его биологической значимости.

Функции магнитного выравнивания могут быть многообразными. Было предложено взаимодействие между магнитосенсорной и гомеостатической, нейровегетативной и метаболической функциями (см. [ 3 ]) но эмпирических и экспериментальных данных, подтверждающих эту возможность, не хватает. Магнитное выравнивание у жвачных животных может помочь синхронизировать движение особей в стадах. Однако магнитное выравнивание еще более заметно у отдыхающих и спящих животных, и здесь это более сложно объяснить. Поддержание определенного магнитного направления может обеспечить постоянную направленную привязку для пространственной ориентации (см. [ 1 , 2 , 4 ]). Он также может служить основным инструментом для когнитивного картирования повседневного окружения и изучения новых ориентиров (см. [ 5 - 7 ]).

Здесь мы сообщаем о случае предпочтения компаса, продемонстрированном в другом поведенческом контексте. Рыжие лисицы ( Vulpes vulpes ), охотящиеся на грызунов, демонстрируют специфическое поведение, известное как «кошачье мышление». Лиса прыгает высоко, так что она удивляет свою добычу, ударяя сверху. Хотя сенсорные механизмы определения местоположения добычи не были изучены в явном виде, наблюдения за добычей лисиц позволяют предположить, что слух играет решающую роль. Перед нападением лисы двигаются вперед очень медленно и осознанно, с выпрямленными ушами, склоняя головы из стороны в сторону, показывая, что они внимательно следят за слуховыми сигналами. Предварительные наблюдения, полученные до этого исследования, показали, что направление тела лисиц, когда они нападают на свою жертву, не было случайным.

2. Материал и методы

Жилищное поведение наблюдалось 23 опытными биологами и охотниками за дикой природой на 84 диких красных лисицах ( V. vulpes ) в 65 населенных пунктах Чешской Республики, в разных местах обитания, в период с апреля 2008 г. по сентябрь 2010 г. и в разное время суток. Ориентация тела лисы при подготовке к прыжку была зафиксирована в 95 охотничьих сериях, в которых было зафиксировано 592 охотничьих прыжка. Ориентация тела измерялась с помощью компаса с точностью до 10 ° с углом, указывающим направление головы. В 200 прыжках, немедленный успех или неудача атаки могут быть четко определены. Мы рассчитали средние значения для повторных измерений отдельных лиц, которые были использованы в дальнейшем анализе (статистика второго порядка). Мы проанализировали направление прыжков в зависимости от высоты растительности или снежного покрова, времени суток, времени года, наблюдателя, пола и возраста лисы и других соответствующих переменных. Тест Рэлея использовался для проверки значительного отклонения от случайного распределения (подробности см. В электронном дополнительном материале).

3. Результаты

Охотничья серия длилась в среднем 19 минут (± 18 минут; в диапазоне от нескольких секунд до 88 минут) и включала в среднем семь (± 17; 1–31) прыжков мышью. Лисы, готовящиеся к прыжку, показали предпочтение направиться в северо-восточном направлении ( а ). Анализ всех прыжков во всех охотничьих рядах выявил весьма значимое отклонение от случайности (43 ± 86 °, n = 592, r = 0,322; Z = 61,3; p <10–12). Направления прыжков не коррелировали ни с абсолютным или относительным временем дня, ни с днем ​​или временем года (см. Дополнительный электронный материал). Не было значительных различий между средним курсом всех прыжков в низком растительном покрове (где лиса, скорее всего, увидит свою добычу; e ) по сравнению с таковыми в условиях высокой растительности или снежного покрова ( b ). Однако прыжки, ориентированные на северо-восток (и особенно при сильном покрытии), были более успешными, чем прыжки в других направлениях (и дополнительный электронный материал). Другими словами, подавляющее большинство (74%) успешных атак с высоким укрытием были ограничены кластером, сосредоточенным примерно на 20 ° по часовой стрелке от магнитного севера, с небольшим (15%) вторичным кластером на должном юге, в то время как атаки в других направлениях были в основном безуспешными. Фактически, атаки с высоким укрытием, выполненные в пределах углового сегмента 340–40 °, были весьма успешными (72,5%), а атаки в пределах сегмента 160–220 ° имели успех 60%, в то время как атаки, инициированные в других магнитных выравниваниях имел успех менее 18 процентов.

Угловые данные, раскрывающие северо-восточное выравнивание лисиц. Направление стрелки представляет средний вектор угловых данных ( μ ), длина стрелки представляет r- значение (длину среднего вектора), а внутренние кружки указывают уровень значимости 0,05. ( а ) Анализ всех отдельных значений ( n = 592 скачка), μ = 43 °, r = 0,322; верхний ряд ( б - г ) анализ отдельных значений направления прыжков мышью в условиях высокой растительности или снежного покрова; нижний ряд ( e - g ) направление прыжков в нижнем укрытии; Все прыжки ( b , e ), известные успешные прыжки ( c , f ) и известные неудачные прыжки ( d , g ) анализировались отдельно. Смотрите электронный дополнительный материал для деталей. Каждый треугольник в ( a ) представляет четыре наблюдения (т.е. отдельные точки данных) (( b ) три наблюдения; ( e ) два наблюдения; ( c , d , f , g ) одно наблюдение).

4. Дискуссия

Тесная группировка предпочтительных (и особенно успешных) направлений атаки не может быть объяснена влиянием световых сигналов (положение солнца, астрономическая поляризованная картина света, асимметричное освещение и т. Д.), Поскольку наблюдения проводились в разное время дня, в разные сезоны года, в пасмурную (чаще всего) и ясную погоду (подробнее см. электронный дополнительный материал). Также это не было реакцией на направление ветра, которое варьировалось от наблюдения к наблюдению и редко происходило непосредственно с севера или юга. Также обратите внимание, что записи были сделаны разными наблюдателями в разных местах. Кластеризация успешных прыжков в условиях высокой растительности или более высокого снежного покрова, где визуальное управление атаками маловероятно, очень важна ( c ), показывая, что направление движения оказывает глубокое влияние на успех охоты в условиях, когда визуальная информация недоступна для усиления слухового восприятия. сигналы. В условиях низкой растительности, где добычу можно обнаружить также по зрению, направление движения, по-видимому, играет менее решающую роль ( f ).

В отсутствие какого-либо другого источника направленной информации, которая может объяснить неслучайное выравнивание хищных атак лисы и, в частности, точное выравнивание успешных атак на добычу в условиях сильного укрытия и под снегом, мы предлагаем, чтобы эти ответы были еще одним случаем выравнивания по отношению к GMF. В отличие от реакций магнитного выравнивания у других животных, где адаптивная значимость поведения остается загадкой [ 3 ], у лис связь между направлением атаки и успехом атаки дает ценную подсказку об адаптивной значимости этого поведения. Тогда возникает вопрос: почему выравнивание по отношению к абсолютному (предположительно магнитному) эталону должно оказывать такое глубокое влияние на успех атаки и, в частности, почему это соотношение должно быть более выраженным при высоком покрытии, которое ограничивает использование визуальных подсказок для руководства хищным атаки?

Было показано, что различные животные получают информацию об азимуте («компас») из горизонтального компонента GMF (см. [ 3 ]). Вертикальный компонент (курс и наклон силовых линий) ГМП (наклона) географически варьируется между 0 ° на экваторе и вертикальным ± 90 ° на полюсах, и это может позволить животным различать «экваториальный» и «полюсный» концы магнитная ось (например, [ 8 , 9 ]). Также было показано, что предсказуемое пространственное изменение наклона дает некоторым животным одну координату (примерно соответствующую положению север-юг) бикоординатной «магнитной карты» или географического положения [ 10 ]. Другая координата может быть задана географически определенной интенсивностью (силой) ГМП (см. [ 11 ]). Однако в пределах диапазона обитания немигрирующих видов, таких как красная лиса, наклон и интенсивность практически постоянны и вряд ли будут использоваться для дифференциального определения «микромасштабного» географического положения. Однако наклон магнитного поля может быть использован также для получения информации об относительном горизонтальном расстоянии (см. [ 7 ] и электронный дополнительный материал). Здесь мы предполагаем, что рыжие лисицы могут использовать магнитное поле в качестве «дальномера» или системы прицеливания, чтобы измерить расстояние до своей жертвы и таким образом повысить точность хищных атак.

При охоте на добычу в высоком укрытии или под снегом лисицы не могут использовать визуальные сигналы для усиления слуховых сигналов для нацеливания на добычу. Другие хищники, которые специализируются на мелких млекопитающих и полагаются в первую очередь на слуховые сигналы при поиске добычи, разработали специализированные механизмы для повышения точности локализации добычи. Например, амбарные совы имеют асимметрично расположенные уши с правым ушным каналом, открывающимся выше левого. Эта асимметрия позволяет сараю определять высоту звука, сравнивая интенсивность звука и разницу во времени между двумя ушами [ 12 ]. Нынешние результаты показывают, что у лис могло быть иное решение этой проблемы. Во-первых, лиса наклоняет голову, слушая звуки, производимые потенциальной добычей, создавая таким образом асимметричное положение (разную высоту над землей) обоих слуховых проходов. Во-вторых, как предлагается здесь на основе модели, представленной Phillips et al. [ 7 ], лиса, которая приближается к невидимой добыче вдоль направления на север по компасу, могла бы оценить расстояние до своей жертвы, двигаясь вперед, пока источник звука не будет фиксированно связан с магнитным полем, например, он совпадает с наклоном магнитного поля. Это будет последовательно размещать лису на фиксированном расстоянии от ее добычи, позволяя ему атаковать, используя очень стереотипный прыжок (см. Дополнительный электронный материал). Таким образом, когда визуальная информация ограничена, использование магнитного компаса для более точной оценки расстояния до жертвы может объяснить резкое увеличение хищнического успеха атак, ориентированных на север и юг (JB Phillips & MS Painter 2010, личный связи). Если это так, то это будет первый документированный случай, когда животное использует магнитный компас для оценки расстояния, а не направления.

Система магнитного нацеливания, как предложено выше, может опосредоваться механизмом компаса на основе магнетита, подобным тому, который используется подземными молекулами (см. [ 13 ]). Альтернативной возможностью является механизм магнитного компаса, основанный на светозависимой радикальной парной реакции, опосредованной специализированными фоторецепторами в сетчатке [ 14 , 15 ]. Доказательства такого механизма магнитного компаса на основе фоторецепторов привели к предположению, что ГМП можно воспринимать как образец интенсивности света цвета, наложенного на окружающую среду животного [ 14 ]. Если это так, трехмерный рисунок [ 7 ] может обеспечить систему «таргетинга», как предлагается здесь. Обратите внимание, что в отличие от системы прицеливания, используемой пилотом реактивного истребителя, такая магнитная система координат будет фиксированной по отношению к магнитному северу. Лиса, движущаяся в фиксированном направлении при приближении к своей жертве (т.е. движущаяся на север), может приближаться, пока на источник звука от жертвы не будет наложен определенный компонент визуального рисунка, генерируемого магнитным компасом, чтобы он мог начать атаку с фиксированного расстояния. Обратите внимание, что в отличие от магнитного компаса на основе магнетита, система магнитного нацеливания, которая производит трехмерный «визуальный» рисунок, который является осесимметричным [ 14 ], может также использоваться для нацеливания на добычу, когда она ориентирована на юг, что может объяснить вторичные скопления успешных атак на юг (и дополнительный электронный материал).

Подтверждения

Исследование было частично поддержано Грантовым агентством Чешской Республики (проект № 524/06/0687) и Исследовательским центром биоразнообразия (LC0607). Мы благодарим M. Painter и JB Phillips, а также анонимного рецензента за полезные комментарии.

Рекомендации

3. Вильчко Р., Вильчко В. 1995. Магнитная ориентация у животных. Берлин, Германия: Springer [ Google ученый ] 6. Филлипс Дж. Б., Борланд С.К., Фрейк М.Дж., Брассарт Дж., Киршвинк Дж.Л. последовательное выравнивание относительно магнитного поля? J. Эксп. Biol. 205, 3903–3914 [ PubMed ] [ Google ученый ] 7. Филлипс Дж. Б., Мухайм Р., Хорхе П.Е. 2010. Поведенческий взгляд на биофизику светозависимого магнитного компаса: связь между направленным и пространственным восприятием? J. Эксп. Biol. 213, 3247–325510,1242 / jeb.020792 ( DOI: 10,1242 / jeb.020792 ) [ PubMed ] [ CrossRef ] [ Google ученый ]

Похожие

Комментарии