Гипотеза информационного центра - Information centre hypothesis

Грифы-стервятники в общем насесте

В гипотеза информационного центра (ICH) - это теория, согласно которой виды птиц живут общими насестами в первую очередь для получения информации от других членов сообщества о расположении неравномерно распределенных пищевых ресурсов.[1] Эта гипотеза была впервые предложена Питером Уордом и Израилем. биолог Амоц Захави (1973).[1] Они заявили, что птицы присоединяются к скоплениям, чтобы получить информацию о пищевых ресурсах и повысить эффективность кормодобывания.[1] Использование этой стратегии позволит птицам, не добившимся успеха, вернуться в популяцию и получить информацию, часто наблюдая различия в поведении успешных птиц.[1] После обмена знаниями неудачники следуют за теми, кто считается успешным, обратно к месту расположения ресурса.[1]

Гипотеза была изучена и экспериментально подтверждена на многих различных типах коллективно гнездящихся птиц, в частности вороны и стервятники. Эта стратегия рассматривается как эволюционно адаптивный, потому что это предотвратит неудачную птицу от необходимости начать поиск пищи случайным образом.[1] К началу 1980-х годов гипотеза информационного центра получила широкое признание и использовалась для объяснения совместное ночевка поведение, однако эта популярность также вызвала существенную критику.[2] Одной из критических замечаний по поводу теории является наличие множества предположений, необходимых для выполнения критериев в поддержку гипотезы.[2] Еще одна критика теории - ее узкая сфера применения, поскольку она относится исключительно к обмену информацией о продуктах питания.[3] Дополнительная критика ставит под сомнение правильность гипотезы информационного центра. эволюционно устойчивая стратегия.[4]

Теория

Гипотеза информационного центра была впервые описана Питером Уордом и Амоцем Захави в 1973 году.[1] Они предположили, что общинные поселения возникли и поддерживались в результате преимущества, полученного неудачниками в поиске пищевых ресурсов на основе информации, предоставленной успешными людьми.[5] Гипотеза информационного центра требует выполнения двух условий; Во-первых, успешные особи возвращаются на общий насест после кормления, а во-вторых, птицы, не зная об источнике пищи, должны признать этих особей успешными и затем следовать за ними обратно к источнику пищи.[6] В своей основной работе Уорд и Захави изучали красноклювый келеа и цапля крупного рогатого скота птицы, отмечая, что особи, потерпевшие неудачу утром, возвращались на общий насест и после полудня следовали за другими птицами от насеста.[1]

Mock et al. (1988) предоставляют семь требований, которые должны быть выполнены у вида, чтобы гипотеза информационного центра была подтверждена. Во-первых, птицы, успешно добывавшие пищу, должны вернуться в полезные места.[2] Во-вторых, в то время как одни люди открывают для себя эти интересные места, другие не знают об этих местах.[2] В-третьих, ранее неуспешные люди должны уметь распознавать других как успешных или неуспешных.[2] В-четвертых, неуспешные индивиды должны покинуть коллектив, когда успешные индивиды покидают его.[2] В-пятых, ранее неудачливые особи должны следовать за успешными особями к месту кормления.[2] В-шестых, успешным людям должно быть разрешено делиться источником пищи с ранее неудачниками.[2] В-седьмых, общая чистая выгода от получения информации и подписки должна быть больше, чем у человека, ищущего еду самостоятельно.[2]

Хотя для успешного человека может показаться контрпродуктивным делиться знаниями о ресурсах, гипотеза информационного центра утверждает, что такое поведение является адаптивным.[6] Гипотеза информационного центра утверждает, что такое поведение является защитным механизмом, так что в случае внезапной девальвации ресурсов, которая разрушает источник пищи, птица могла бы получить новую информацию о ресурсах от других укрывающихся особей.[6] Эта идея была поддержана в исследованиях, которые показывают, что люди в районах с недавним сильным снегопадом дольше искали общий ночлег по сравнению с людьми в неснежных районах.[6] Это потенциально возможно для того, чтобы птица могла дополнить свои знания о ресурсах информацией других.[6]

В поддержку гипотезы информационного центра входит идея о том, что люди, живущие в группах, имеют больше доступной информации о ресурсах при меньших затратах, чем поиск ее самостоятельно.[4] Кроме того, многочисленные исследования отметили, что источники пищи для птиц, живущих в стае, обычно быстро потребляются другими хищниками, такими как млекопитающие или разлагатели.[6] Следовательно, люди, вероятно, не страдают от обмена знаниями с аналогами из-за недолговечности ресурса.[6]

В настоящее время есть только предположения относительно того, как передается информация. Было высказано предположение, что успешные участники сначала передают свои знания посредством демонстрации, а неуспешные участники затем следуют за ними, или чтобы неуспешные участники кружили в воздухе или медленно вылетали и продолжали присоединяться к успешным участникам, когда они взлетают. Уорд и Захави подошли к объяснению ICH по-разному, но каждое объяснение связано со способностью распространять знания о ресурсах. В этом случае ночевку можно разделить на несколько составляющих: реклама, синхронное размножение, сезонность, настроение и хищничество.[7]

  • Реклама просто определяется как поведение, которое привлекает больше членов к общине. Это может быть либо с помощью аэрофотоснимков, таких как зигзагообразные и спиралевидные движения цапель крупного рогатого скота (Bubulcus ibis ), заметно окрашиваясь на открытых местах, как белая трясогузка (Motacilla alba ), громко щебечут или очень шумно действуют в местах с густой листвой, которые были бы оптимальными для укрытия, например, различные скворцы (семейные Sturnidae ) видов, или даже общее поведение, такое как полет к насесту большой группой - большой группой кулики чрезвычайно заметны, так как образуют массивное облако длиной несколько километров. Одно из возможных объяснений того, как развивалось это поведение, заключается в том, что реклама является выгодным поведением, поскольку она улучшает возможности поиска в ночлежке за счет привлечения большего количества участников, что затем позволяет получить больше информации о местах питания, которой можно поделиться.[7]
  • Синхронное разведение вносит свой вклад в ICH в том смысле, что, как указывалось ранее, большее количество членов вносит вклад в способность сообщества искать больше еды. Красноклювый келеа (Quelea quelea ), например, размножаются синхронно, в результате чего образуются большие группы молодых особей одного возраста. Взрослая квелеа покидает гнездо, когда их детенышам исполняется около трех недель, а это означает, что детеныши должны научиться общаться в группе и в конечном итоге превратиться в общий поселок, где происходит эффективный обмен информацией о местах питания. Это также упрощается из-за большого количества членов в группе в результате синхронного размножения.[7]
  • Размеры петухов, как правило, колеблются в зависимости от сезона. скворец, белая трясогузка, зяблик (Fringilla coelebs ), юрка (Fringilla montifringilla ), и желтушек (Иктерида семья), образующие зимой большие группы. Считается, что такой увеличенный размер группы увеличивает способность получать и распространять знания о продуктах питания в результате экологической ситуации, которая создает наибольшую потребность для членов в поиске и обмене информацией. Подобно рекламе и синхронизированному разведению и, чтобы подтвердить роль ICH, такое поведение также улучшает возможности поиска пищи и обмена информацией и, возможно, было полезным поведением, которое эволюционировало.[7]
  • Уорд и Захави заявили, что, когда члены стада находятся в «хорошем настроении», они ведут себя таким образом, чтобы показать другим членам стада, что они хорошо питаются и хорошо осведомлены о местах, где есть еда. Это демонстрирует другим членам, что есть энергетические преимущества для оставаться в одной группе с членами с хорошим настроением. В некотором смысле хорошее настроение могло бы служить возможным методом передачи информации. Эволюционно и с учетом ICH было бы выгодно иметь поведение, которое поддерживает размер информационного центра и сохраняет участников в общем поселении. Отображение настроения зависит от вида. Скворцы, Grackles и Queleas например, болтают всю ночь после того, как собрались в своих убежищах, и снова болтают, прежде чем покинуть убежище на рассвете. Однако в настоящее время настроение, похоже, не совсем понятно.[7]
  • Уорд и Захави также считали, что целью совместного ночевки не было защиты от хищников, хотя кажется, что хищничество играет большую роль в формировании ICH. Хотя совместное ночевка выполняет некоторые функции защиты хищников, такие как лучшие возможности обнаружения, оно не возникло эволюционно как реакция на хищничество - во многих случаях большая группа птиц мало что может сделать против хищника. Тем не менее, хищники играют роль в плотности скоплений, поскольку высокое давление хищников может значительно затруднить ночевку видов (некоторые общинные заводчики могут быть вынуждены гнездиться поодиночке). Поскольку знание источника пищи является фактором популяции, хищничество ослабит способность находить пищу и распространять знания. Таким образом, хищничество играет эволюционную роль в распространении и формировании сообществ как информационных центров.[7]

Уорд и Захави упомянули множество видов, которые демонстрируют поведение, поддерживающее ICH, но ни один из видов не проявлял всего поведения. Краснокрылые дрозды (Agelaius phoeniceus ) демонстрируют синхронизированные схемы размножения, а также имеют дисплеи, привлекающие птиц к одному месту гнездования. Наблюдение, которое Уорд и Захави провели за красноклювыми келами, и цапли крупного рогатого скота показали изменившееся поведение после того, как индивидуально не смогли найти пищу утром и позже днем. Однако, отдохнув на вторичном насесте, эти неудачливые птицы присоединились к другим птицам и улетели в совершенно другом направлении. Белые трясогузки и цапли крупного рогатого скота - это два вида, предлагаемых для демонстрации рекламы, с их окраской и рисунком, делающими их очень заметными, и два вида часто выбирают открытые места для скоплений. Существует также большое разнообразие видов зябликов, у которых есть большие, долгосрочные места для ночевок, а также большие районы поиска пищи.[7]

Критика ICH

На индивидуальной основе не так много преимуществ для помощи другим неуспешным, наивным или «невежественным» членам. Например, успешному собирателю энергетически дорого лететь обратно на насест и обратно к источнику пищи с большим количеством собирателей. Невежественные фуражиры, сопровождающие удачливых собирателей, могут даже иметь риск заболевания или паразитизма. Возможно, успешный собиратель ожидает взаимного альтруизма - когда неуспешные члены могут предоставить знания о еде успешному собирателю в будущем - но, учитывая размер и подвижность насестов, это маловероятно.[8]

Есть несколько вопросов о применении ICH до и после того, как участники вылетают на поиски еды. Вполне возможно, что члены, которые одновременно покидают поселок, впоследствии будут искать пищу самостоятельно. Фактически, перемещение больших групп может быть совершенно не связано с едой и может быть использовано для защиты от хищников при перелете в другое место. До вылета сложно определить, как происходит передача информации. Может случиться так, что перенос происходит не на насесте, а локально в месте кормления. Например, человек может издалека заметить большое движение членов к определенному месту.[9]

ICH может также применяться не ко всем видам, поскольку существуют различия в поведении при охоте и собирании мусора. Например, некоторые рыбоядный цапли полагайтесь на скрытность, которая является противоположностью группового кормления и передвижения. Несколько цапля виды также очень территориальны и не допускают особого питания. Некоторые исследования чайки также показывают, что члены колонии не следовали за знающими чайками. В этих случаях поведение чаек при кормлении можно лучше объяснить локальной передачей информации.[9]

Примеры

Серая ворона (Corvus Cornix)

В воронах

Гипотеза информационного центра изучалась на серых воронах (Corvus Cornix ). Вороны демонстрируют совместное ночевание и часто кормятся стаями, что делает их хорошими видами-кандидатами для изучения гипотезы информационного центра.[6] В исследовании, проведенном Сонерудом, Смедшаугом и Братеном (2001), изучалось поведение на насесте и кормлении 34 ворон с капюшоном за три года, и результаты подтверждают гипотезу информационного центра.[6] Sonerud et al. создали среду с непредсказуемыми и эфемерный источники пищи, похожие на естественную среду обитания вороны.[6] В исследовании проводилось различие между воронами-лидерами, которые были осведомлены о месте питания с первого дня, а также «последователями», которые ночуют вместе с лидерами, и «наивными» воронами, которые не ночевали на ночь с лидером и не посещали место питания. в День 1.[6] Примечательно, что они обнаружили, что по сравнению с наивными людьми, вороны-последователи, которые не посещали участок с кормом в день 1, были значительно более склонны посещать участок на день 2, если они ночуют вместе с вороной-лидером, знакомой с участком питания, но только если лидер Crow вернулся и во второй день.[6] Это указывало на то, что вороны, которые не были знакомы с пищевым участком, получили информацию от ворон-ворон об их успехах в поиске пищи, а затем последовали за ними к месту на следующий день.[6] Это подтверждается по сравнению с наивными людьми, которые не ночевали на ночлег с лидером и имели значительно более низкие уровни поиска источника пищи во второй день.[6]

У стервятников

Высадка грифона

Исследования гипотезы информационного центра проводились с использованием белоголового сипа (Gyps fulvus ) в качестве тестового вида из-за их общих поселений, которые могут функционировать в основном как информационные центры.[5] В исследовании Harel et al. (2017), перемещения и поведение примерно 200 евразийских грифов были зарегистрированы за пятилетний период.[5] В этом исследовании отдельные стервятники были отнесены к категории «неинформированных», что указывает на то, что они не знали об имеющемся в настоящее время источнике пищи, или «информированных», если они либо были у источника пищи, либо пролетали над ним в предыдущие два дня.[5] Результаты исследования показали, что неинформированные стервятники следовали за информированными стервятниками к успешным источникам пищи и таким образом получали доступ к этим ресурсам.[5] Кроме того, диада, состоящая из информированного и неинформированного стервятника, покинувшего насест с интервалом в две минуты друг от друга, проводила большее количество эфирного времени на пространственно более близком расстоянии, чем люди, покинувшие насест самостоятельно, что указывает на то, что -лидер отношения.[5]

Дальнейшие исследования были проведены с использованием других видов стервятников, таких как черные стервятники (Корагипс атратус ) и индюшатника (Cathartes Aura ), результаты которого подтверждают и опровергают гипотезу об информационном центре.[3] Например, в исследовании Нила Бакли (Neil Buckley, 1997) было замечено, что черные стервятники извлекают выгоду из совместного ночевки, потому что они находят пищу, следя за хорошо осведомленными особями, которые ранее посещали источник пищи для туш.[3] В том же исследовании общие преимущества, как у черного стервятника, не наблюдались для особей индюшатника.[3]

Критика

После его создания в 1973 году гипотеза информационного центра приобрела популярность, и вместе с ней последовала критика.[10] Гипотеза информационного центра подверглась критике в связи с ее предположениями и взглядами на то, что основная цель коллективного ночевки состоит в том, чтобы делиться информацией о местонахождении источников пищи и чтобы неуспешные люди следовали за успешными людьми обратно в это место. Мок и др. Утверждают, что есть и другие причины для совместного ночевки птиц, например, стратегии борьбы с хищниками.[3] Множественные исследования показали, что не было одной основной причины развития совместного проживания, но что другие факторы были не менее важны в эволюции совместного проживания.[4][10] Дальнейшая критика утверждает, что гипотеза информационного центра неверна, потому что она не представляет эволюционно устойчивая стратегия (ESS).[4]

Согласно Хайнцу Рихнеру и Филиппу Хибу (1995), основной проблемой гипотезы информационного центра является концепция, согласно которой успешный собиратель вернется на насест, чтобы помочь другим, неудачливым особям.[10] Они утверждают, что эта проблема не может быть решена без предположений относительно семейных выгод, и поэтому гипотеза не может быть подтверждена как истинная.[10] Кроме того, они отмечают, что гипотеза информационного центра, как она была первоначально предложена Уордом и Захави, требует допущения, что люди колеблются между лидерами и последователями, и поэтому полагается на альтруизм между людьми.[10] Другая литература также критикует это предположение, сделанное в исходной гипотезе.[5]

Другие исследования показали, что гипотеза информационного центра закладывает правильную основу для совместного проживания некоторых видов, но ее следует расширить, включив в нее аспекты, выходящие за рамки обмена знаниями о ресурсах, такие как информация о партнерах и хищниках.[4] Обзорная статья Bijleveld et al. (2009) предполагают, что расширение гипотезы с целью включения этих других возможностей обмена информацией лучше объясняет феномен совместного проживания.[4] Например, Уорд и Захави утверждали, что драматическое изображение птицы с воздуха было рекламой для других относительно их знания источника пищи.[1] Однако могут быть более широкие последствия, которые допускает исходный ICH, например, реклама, действующая как индивидуальный сигнал качества, увеличивающий шансы рекламодателей получить высококачественного партнера.[4] Этот пример поддерживает расширение гипотезы на том основании, что передается больше информации, чем просто местонахождение пищевых ресурсов.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я Ward, P .; Захави, А. (1973-10-01). «Важность определенных скоплений птиц как« информационных центров »для поиска пищи». Ибис. 115 (4): 517–534. Дои:10.1111 / j.1474-919x.1973.tb01990.x. ISSN  1474-919X.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я Mock, Douglas W .; Lamey, Timothy C .; Томпсон, Десмонд Б. А. (1988). «Фальсифицируемость + 3.0. И гипотеза информационного центра». Ornis Scandinavica (Скандинавский журнал орнитологии). 19 (3): 231–248. Дои:10.2307/3676564. JSTOR  3676564.
  3. ^ а б c d е Бакли, Нил Дж. (1997-10-01). «Экспериментальная проверка гипотезы информационного центра с черными грифами (Coragypsatratus) и индюшатинами (Cathartesaura)». Поведенческая экология и социобиология. 41 (4): 267–279. Дои:10.1007 / s002650050388. ISSN  0340-5443. S2CID  37716480.
  4. ^ а б c d е ж грамм Bijleveld, Allert I .; Эгас, Мартейн; Ван Гилс, Ян А .; Пирсма, Теунис (01.02.2010). «За пределами гипотезы информационного центра: совместное скопление информации о еде, хищниках, попутчиках и товарищах?». Ойкос. 119 (2): 277–285. Дои:10.1111 / j.1600-0706.2009.17892.x. ISSN  1600-0706.
  5. ^ а б c d е ж грамм Харел, Рой; Spiegel, Orr; Getz, Wayne M .; Натан, Ран (2017-04-12). «Социальные поиски пищи и индивидуальная последовательность в следующем поведении: проверка гипотезы информационного центра на стервятниках, которые свободно передвигаются». Proc. R. Soc. B. 284 (1852): 20162654. Дои:10.1098 / rspb.2016.2654. ISSN  0962-8452. ЧВК  5394657. PMID  28404771.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Sonerud, G.A .; Smedshaug, C.A .; Bråthen, Ø (2001-04-22). «Невежественные вороны следуют за хорошо осведомленными соседями за едой: поддержка гипотезы информационного центра». Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 268 (1469): 827–831. Дои:10.1098 / rspb.2001.1586. ISSN  0962-8452. ЧВК  1088676. PMID  11345328.
  7. ^ а б c d е ж грамм Уорд, Питер; Захави, Амоц (1973). «Важность определенных скоплений птиц как« Информационных центров »для поиска пищи». Ибис. 115 (4): 517–534. Дои:10.1111 / j.1474-919x.1973.tb01990.x.
  8. ^ Ричнер, Хайнц; Хиб, Филипп (1996). «Коммунальная жизнь: честный сигнал и гипотеза рекрутингового центра». Поведенческая экология. 7 (1): 115–18. Дои:10.1093 / beheco / 7.1.115.
  9. ^ а б Мок, Дуглас В., Тимоти К. Лами и Десмонд Б. А. Томпсон. «Фальсифицируемость и гипотеза информационного центра». Ornis Scandinavica 19.3 (1988): 231-248.
  10. ^ а б c d е Ричнер, Хайнц; Хиб, Филипп (1995). Гипотеза информационного центра провалилась?. Достижения в изучении поведения. 24. С. 1–45. Дои:10.1016 / s0065-3454 (08) 60391-5. ISBN  9780120045242.