Tier-Suchstrategien: Eine quantitative Analyse der Zufallsbewegung

Jüngste Fortschritte in der räumlichen Ökologie haben unser Verständnis der Rolle großräumiger Tierbewegungen verbessert. Ein ungelöstes Problem betrifft jedoch die inhärente Stochastizität, die mit vielen tierischen Suchverlagerungen verbunden ist, und ihren möglichen adaptiven Wert. Wenn Tiere keine Informationen darüber haben, wo sich Ziele (d.h. Ressourcenpatches, Partner usw.) befinden, können verschiedene Zufalls-Suchstrategien unterschiedliche Chancen bieten, diese zu finden. Unter der Annahme, dass Zufallsbewegungsmodelle ein notwendiges Werkzeug sind, um zu verstehen, wie Tiere mit solch unsicherer Umwelt umgehen, analysieren wir die statistischen Unterschiede zwischen zwei häufig verwendeten Zufallsbewegungsmodellen zur Anpassung von Tierbewegungsdaten, den Lévy-Walks und den korrelierten Zufallsbewegungen, und quantifizieren deren Effizienzen (d.h. die Anzahl der gefundenen Ziele im Verhältnis zur gesamten Verschiebung) im Rahmen einer Zufalls-Suche. Die Eigenschaften der korrelierten Zufallsbewegungen (d.h. skalenendliche Korrelationen) können als Nebenprodukt von lokal scannenden Mechanismen interpretiert werden. Lévy-Walks hingegen haben fundamentale Eigenschaften (d.h. Superdiffusivität und Skalensymmetrie), die eine höhere Effizienz in Zufalls-Suchszenarien ermöglichen. Spezifische biologische Mechanismen, die damit zusammenhängen, wie Tiere ihre Bewegung mit plötzlichen Umorientierungen in einer Zufallssuche punktuieren, wären ausreichend, um die Eigenschaften der Lévy-Walks zu stützen. Darüber hinaus untersuchen wir ein neues Modell (den Lévy-modulierten korrelierten Zufallswalk), das die Eigenschaften korrelierter und Lévy-Walks kombiniert. Dieses Modell zeigt, dass die Eigenschaften der Lévy-Walks robust gegenüber jedem Verhaltensmechanismus sind, der kurzreichweitige Korrelationen im Walk bereitstellt. Wir schlagen vor, dass einige Tiere die Fähigkeit entwickelt haben könnten, Lévy-Walks als adaptive Strategien durchzuführen, um mit Suchunsicherheiten umzugehen.