Räuber-Beute-Beziehungen: Optimale Nahrungssuche und Ernährungsstrategien
Räuber-Beute-Beziehungen und optimale Nahrungssuche
Räuber ernähren sich von anderen Organismen oder einem anderen Teil ihrer Umwelt. Ob ein Organismus Prädator, Detritivore oder Parasit ist, hängt von seiner Ernährungsweise ab. Ein Parasit ernährt sich von einem lebenden Wirt, ein Detritivore von toter organischer Substanz. Eindeutig definiert ist dies nicht immer, da Parasiten und Prädatoren Gemeinsamkeiten aufweisen: Beide können ihre Beute nicht sofort töten, und die Abhängigkeit vom Wirt bzw. von der Beute ist groß.
Typen von Prädatoren
Prädatoren lassen sich nach verschiedenen Kriterien unterscheiden:
- Nach Beuteart: Autotrophe, Pflanzenfresser, Allesfresser
- Nach Jagdform: Pirscher, Filtrierer, Sammler, Jäger
- Nach Diätvariabilität: monophag, oligophag, polyphag
- Nach Häufigkeit der Beute: Generalisten, Opportunisten und Spezialisten, die je nach Verfügbarkeit ihre Beute auswählen
Das C/N-Verhältnis zeigt, wie stark die Ernährung die Zusammensetzung des Körpers beeinflusst. Fleischfresser nehmen oft mehr Nährstoffe auf als Pflanzenfresser.
Kompensationsmechanismen
Bei gleicher Nahrungsmenge und Nahrungsqualität kann der Körper Defizite durch Zusatzoptionen der Kompensation ausgleichen. Die Kombination verschiedener Nahrungsbestandteile beeinflusst die Aufnahme von Nährstoffen und die Abwehr von Toxinen. Die Energetik spielt ebenfalls eine zentrale Rolle, denn die Energiezusammensetzung der Beute bestimmt, wie effizient ein Räuber wirtschaftet.
Optimale Nahrungssuche: Theorie
Die Optimal-Foraging-Theorie geht von folgenden Annahmen aus:
- Das Suchverhalten (Aufsuchen der Beute) ist beobachtbar und natürlich.
- Das Suchverhalten ist effizient selektiert.
- Ein Räuber optimiert die Rate, mit der er Energie gewinnt.
Optimale Diät
- Jede Beutetype i besitzt einen Energiegehalt Ei und eine Handhabungszeit hi.
- Die Suchzeit pro Beute si ist die Zeit, bis die Beute entdeckt wird.
- Die Energierate beträgt Ei / (hi + si).
- Ein Räuber sollte Beutetypen nach dieser Rate ordnen.
- Eine Beute wird nur dann in die Diät aufgenommen, wenn ihre Rate höher ist als die durchschnittliche Rate der bereits gewählten Beute.
Vorhersagen
Räuber mit hoher Ertragsrate sollten Beute mit niedriger Rate ignorieren, unabhängig von deren Häufigkeit. Sinkt die Häufigkeit der bevorzugten Beute, nimmt die Diätbreite zu. Generalisten erweitern ihr Spektrum, Spezialisten bleiben bei wenigen Beutetypen. Ist die Beute reichlich vorhanden, verengt sich die Diät, und die Auswahl richtet sich nach dem Gesamtertrag.
Funktionelle Reaktionen
Typ I: Die Anzahl gefressener Beute steigt linear mit der Beutedichte: n = f · P · t.
Typ II: Mit steigender Beutedichte nähert sich die Fressrate einer Sättigung: n/t = fP / (1 + h·f·P).
Typ III: Bei niedriger Beutedichte ist die Fressrate überproportional gering: n/t = fP² / (1 + h·f·P²).
Numerische Reaktionen
Die Populationsdichte des Räubers reagiert auf die Dichte der Beute. Eine hohe Nahrungsqualität erhöht die Fekundität und damit die Anzahl der Nachkommen. Umgebungstemperatur, Nahrungsangebot und Konkurrenz beeinflussen die Mortalität. Räuberpopulationen zeigen je nach Beutedichte unterschiedliche Entwicklungsgeschwindigkeiten und Körpergrößen.
Evidenz für die Bedeutung von Prädation
Experimente in natürlichen Systemen, etwa bei Rippenquallen, zeigen, dass Prädation die Populationsstruktur stark beeinflusst. Auch spezielle Anpassungen belegen dies.
Rüstungswettlauf (Evolution)
Zwischen Räuber und Beute entsteht ein evolutionärer Wettlauf. Beute entwickelt Abwehrstrategien wie Tarnung, Schutzhüllen oder Flucht. Räuber entwickeln Gegenstrategien wie bessere Sinne oder effizientere Jagdtechniken. Diese Koevolution führt zu immer neuen Anpassungen auf beiden Seiten.