Textbook Notes (369,074)
Canada (162,369)
Chapter 7

2D03_Chapter 7.docx

10 Pages

Life Sciences
Course Code
Rashid Khan

This preview shows pages 1,2 and half of page 3. Sign up to view the full 10 pages of the document.
Chapter 7: Foraging Behaviour  7.1 Animals Find Food Using A Variety Of Sensory Modalities  1. Natural selection favours modalities that most efficiently and accurately provide  information about the location of food, but the efficiently of a modality can vary  with environmental conditions.  CATFISH TRACK THE WAKE OF THEIR PREY  1. Mechanoreceptors: sensory sensitive to changes in pressure. 2. Lateral line system: in fish, mechanoreceptors that provide hydrodynamic  information.  3. Chemoreception: the process by which an animal detects chemical stimuli. 4. Olfaction: the detection of airborne chemical stimuli. 5. Gustation: The detection of dissolved chemicals, often within the mouth.  1. Some fish, such as minnows, have well­developed chemoreception systems  that allow them to recognize conspecific predation events and then respond  accordingly with antipredator behaviours. Other fish, such as bullhead  catfish, use the chemoreceptors on their barbel­the slender, whisker like  organs near the mouth­ to locate stationary food.  1. Pohlmann and colleagues investigated how nocturnal piscivorous (fish eating)  catfish fins food in the dark. The research team used guppies as prey fish because  they create a swimming wake that has been well described.  1. Pohlmann’s team aimed to determine whether catfish could use cues  provided only from the wake of individual fish to stalk and attack their prey.  2. The researchers designed an infrared video system to track the movement  path of both the predator and the prey in an environment of complete  darkness.  3. They used four catfish and observed each one stalking up to ten individual  guppies. Each catfish was allowed to acclimate to the experimental tank for  one hour in the dark, after which the first guppy was added to the tank.  4. After a guppy was consumed, another was added every 20 mins to replace the  one that had been eaten. The researchers ended a trial when ten guppies had  been consumed or when no guppy had been consumed in 20 mins.  5. They used computer software to digitize the movement behaviour sequence of  both the catfish and the guppies and classified them in one of three ways.  1. Path following (the catfish followed the guppy wake) 2. Head one encounters (the catfish encountered the guppy head­on without  a previous encounter) 3. Attack on a stationary guppy/ 6. Found that 80% of the attacks occurred on moving guppies. In the majority of  all attacks, the catfish were following the same path as the guppy before the  attack. The researchers concluded that the catfish appeared to be following  the wake of the guppies to find and attack their prey in the dark.  7. Pohlmann’s team conducted a second experiment using the same setup. In this  experiment, they manipulated either the lateral line or the external gustation  system of the catfish and compared to their behaviour to that controls. 8. The lateral line provides hydrodynamic information and can be rendered  temporarily non­functional by immersing a fish in a CoCl  2cobalt chloride)  solution for six hours prior to the experiment.  9. The external gustation system, which provides chemical information, was  manipulated by surgically removing an area of the dorsal medulla oblongata  that controls this system.  10. The researchers found that individuals with a non­functioning lateral line  attacked guppies head­on 88% of the time. Most of the gustation­ablated fish  also attacked guppies head­on, though less often (58% of attacks); only 27%  of attacks were characterized as path following.   1. The capture success rates also differed across treatments. Control and  gustation­abalted fish exhibited similar; relatively high capture success  (approximately 60%).  11. Pohlmann and colleagues concluded that the lateral line is a very important  factor in catfish’s ability to track the wake of their prey; in contrast, the  external gustation system does not appear to be as important in facilitating  this mode of attack behaviour.  1. The lateral line system may be key not only because it provides feedback  to the predator about the movement of the prey but also  because it provides feedback to the predator about its  own movements and position.  GRAY MOUSE LEMURS USE MULTIPLE SENSES TO FIND FOOD 7.2 Visual Predators Find Cryptic Prey More Effectively By Learning A  Search Image 1. Many predators, especially birds and mammals like the gray mouse lemur, rely  heavily on vision to find prey.  2. Evolutionary arm race: the back­and­fourth process of adaption in one species  favouring counter adaption in another. CRYPTIC COLOURATION REDUCE PREDATOR EFFICIENCY IN TROUT BLUE JAYS USE A SEARCH IMAGE TO FIND PREY 3. Search image: the visual distinctive features of a single prey type that, once  learned, can enhance prey detection. 4. Pietrewicz and Kamil studied visual prey detection in blue jays, to determine  whether they use a search image to find cryptic prey.  1. They trained individual birds to search for images of moths that were  displayed as video images on tree trunks.  2. They designed a very clever apparatus to examine whether blue jays use  search images to find prey. They used two different species of bark­like  Catocala moths, which are active during the night but then rest during the day  on cryptic substrate.  3. To examine the jay’s use of search images, they created two treatments. In the  “run” treatment, the jays were shown eight negative images and eight  positive images of one of the moth species so that they could learn a search  image for that species. In the ”nonrun” treatment, the jays were shown a  randomly intermixed group of four positive images of one moth species, four  positive images of the other moth species, and eight negative images of no  moths. The researchers assumed that jays did not have an opportunity to learn  a search image for either species.  4. Over eight sessions, the percentage of correct responses increased in the run  condition but not in the nonrun condition. In fact, the increase occurred quite  rapidly. They concluded that jays were using a search image of the moth  species, which resulted in the increased success rate observed in the run  condition.  5. This test provided the first experimental evidence of animals using a search  image. It also showed that short­term changes in the behaviour of a predator  can result in intense predation.  7.3 The Optimal Diet Model Predicts The Food Types An Animal Should  Include In Its Diet 5. Optimal Foraging Theory (OFT): an approach to studying feeding behaviour  that assumes that natural favour has favoured feeding behaviours that maximize  fitness.  6. Optimal behaviour: the behaviour that maximizes fitness in an optimality model.  1. OFT models are widely used because they produce testable predictions and  can be applied to many species and behaviours. Two classic OFT models  examine diet and food patch use.  THE DIET MODEL 7. Handling Time: the amount of time to manipulate a food item so that it is ready  to eat.  8. The optimal model is based on three assumptions: 1. Foragers maximize fitness by maximizing energy intake rate.  2. Food items are encountered one at a time and in proportion to their  abundance.  3. All food items in the environment can be ranked according to their  profitability.  9. Profitability: for a food item, the energy it contains divided by its handling time. 1. For example, consider a squirrel feeding on a sunflower seed and a walnut.  Sunflower seeds have soft shells and small handling times but also contain  relatively little food, or energy, compared to that found in a walnut. The  walnut has a hard seed coat, and thus a much longer handling time but  contains more food, or energy. The sunflower seed has higher profitability  and so is a higher ranked food item.  A GRAPHICAL SOLUTION 10. Generalist: a forager that consumes a wide variety of items in its diet.  11. Specialist: a forager that has a narrow diet.  7.4 The Optimal Patch­Use Model Predicts How Long A Forager Should  Exploit A Food Patch 12. Diminishing returns: a decline in instantaneous harvest rate as a food patch is  depleted.  13. Marginal benefit: In foraging, the benefit obtained by feeding for one more  instant.  14. When a forager enters a patch with abundant food, the marginal benefit of  feeding high, because the instantaneous rate is high. Because of the diminishing  returns, the marginal benefit declines as the path becomes depleted. When the  patch contains little food, the marginal benefit of feeding is very low, because it  takes a long time to find the next food item.  THE OPTIMAL PATCH USE MODEL 15. Charnov created an OFT model to determine how long a forager should stay in a  food patch to maximize its fitness, the optimal patch­use model. Charnov’s model  is based on four assumptions: 1. Foragers attempt to maximize energy intake rate.  2. All patches are identical (contain the same kind and amount of food).  3. Travel time between patches is constant.  4. As a forager depletes a patch, its instantaneous harvest rate declines­that is,  it experiences diminishing returns.  16. Marginal Value Theorem: an optimal foraging model that predicts how long an  individual should exploit a food patch. The average energy intake rate from the  environment is calculated by dividing the total energy acquired from all parches  by the total time to travel to and then exploit the patches (travel times plus patch  times).  1. In Charnov’s original model, the travel time between patches is held constant,  and all patches are identical.  2. Initially, there is abundant food in a patch, so the cumulative gain curve  begins with a steep slope. However, the longer the time spent in a patch, the  less food is left (i.e. diminishing returns), and so the slope of the curves  becomes shallower as more time passes.  3. Next, we need to include the amount of time). ent traveling to a patch (T) in  t addition to time spent in the patch (T Thp energy intake rate can now be  calculated for any T : pt is energy accumulated, divided by the T plus t   p. 1. We can solve for this relationship graphically, because the energy intake  rate for any T  ps the slope of the line that runs from the start of the travel  time to the cumulative gain curve at each T The p. ch time that  maximizes energy intake rate is the TP where this line is tangent to (i.e.  where it just touches) the cumulate energy gain curve.  4. We can see that the model predicts the amount of time a forager should spend  in each patch for any fixed travel time. This number depends on the travel  time: as travel time increases, foragers should spend longer in each patch.  PATCH USE BY RUDDY DUCKS 17. Tome tested the predictions of the marginal value theorem with ruddy ducks.  Ruddy ducks feed on aquatic invertebrates and vegetarian on muddy lake  bottoms.  1. They created a large concrete and glass aquarium. The bottom of the  aquarium contained 16 wooden trays filled with sand, and the side had glass  windows for observation.  2. Each tray constituted a potential food patch: Tome buried wheat grains in  some of the trays during his experiments and trained birds to search the sand  for food. The model assumes that ducks would experience diminishing harvest  rates while feeding on wheat grains in the artificial food patches.  3. To test this assumption, Tome buried 150
More Less
Unlock Document

Only pages 1,2 and half of page 3 are available for preview. Some parts have been intentionally blurred.

Unlock Document
You're Reading a Preview

Unlock to view full version

Unlock Document

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.