Συμπεριφορά στην κορυφή του λόφου σε σκώρους τίγρης

Οι φυσιοδίφες έχουν από καιρό θαυμάσει την ομορφιά των πεταλούδων που φτερουγίζουν γύρω από καταπράσινα χωράφια, ανθισμένους κήπους και αστικούς χώρους πρασίνου. Το να βλέπεις μια πεταλούδα με έντονο χρώμα να ανεμίζει πάνω σε ένα εξίσου λαμπερό λουλούδι και να ξεδιπλώνει τη μακριά προβοσκίδα της για να πιεις ένα ποτό γλυκό νέκταρ είναι μια εμπειρία που μοιράζονται άνθρωποι σε όλα τα κοινωνικά στρώματα. Η απλή απόλαυση τέτοιων οπτικά ελκυστικών επιδείξεων της φύσης είναι στο βαθμό που οι περισσότεροι άνθρωποι ασχολούνται με τη λεπιδοπτερία στη σύγχρονη εποχή. Στις αρχές του 19ου αιώνα, ωστόσο, η συλλογή πεταλούδων ήταν μια κοινή δραστηριότητα αναψυχής.

Οι μανιώδεις συλλέκτες αναγνώρισαν γρήγορα ότι οι κορυφές λόφων και οι κορυφογραμμές συνδέονταν συχνά με μεγάλη αφθονία πεταλούδων και, κατά συνέπεια, ήταν ένα καλό μέρος για να τις αποτυπώσετε για μελλοντική εμφάνιση. Περιέργως, οι πεταλούδες που βρέθηκαν μέσα σε αυτές τις συσσωματώσεις ήταν κυρίως αρσενικές. Η επικρατούσα υπόθεση έθεσε ότι τα ανοδικά ρεύματα θα προκαλούσαν παθητικά τη συγκέντρωση πεταλούδων γύρω από αυτές τις υπερυψωμένες περιοχές. Αν και φαινόταν λογική, αυτή η υπόθεση απέτυχε να εξηγήσει τον δυσανάλογο αριθμό των αρσενικών που βρέθηκαν μέσα στις συσσωματώσεις. Αυτή η υπόθεση αμφισβητήθηκε από τον Oakley Shields τη δεκαετία του 1960.

Μέσω προσεκτικών παρατηρήσεων και χειριστικών μελετών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων όπου ο Shields αιχμαλώτισε, σημάδεψε, απελευθέρωσε και στη συνέχεια συνέλαβε ξανά μεμονωμένες πεταλούδες, συγκέντρωσε στοιχεία για να υποστηρίξει μια εναλλακτική υπόθεση:οι πεταλούδες πλοηγούνται και συγκεντρώνονται σε κορυφές λόφων, αυξάνοντας έτσι την πιθανότητα να συναντήσουν συντρόφους. τα αρσενικά  γενικά παραμένουν σε αυτές τις τοποθεσίες και συνδυάζονται με πολλά θηλυκά, ενώ τα θηλυκά επιστρέφουν σε περιοχές με χαμηλό υψόμετρο για να εντοπίσουν κατάλληλα φυτά ξενιστές στα οποία θα γεννήσουν τα αυγά τους και, κατά συνέπεια, να παραμορφώσουν την αναλογία των φύλων. Αυτή η στρατηγική εντοπισμού του συντρόφου που γενικά αναφέρεται ως "hilltopping" είναι πλέον ευρέως αποδεκτή και περιγράφεται σε πολλά είδη εντόμων. Στην πραγματικότητα, οι κορυφές λόφων είναι τα νυχτερινά κέντρα του κόσμου των εντόμων.

Για τους ανθρώπους, η εύρεση νυχτερινών κέντρων, παμπ και άλλων χώρων συγκέντρωσης του αντίθετου φύλου είναι τόσο εύκολη όσο η χρήση των Χαρτών Google και Uber. Αλλά πώς πλοηγούνται τα έντομα προς τις κορυφές και γνωρίζουν ποιες κορυφές προσφέρουν τις μεγαλύτερες πιθανότητες να βρουν σύντροφο σε ένα τοπογραφικά πολύπλοκο τοπίο;

Για να απαντήσουν σε αυτήν την ερώτηση, ο Guy Pe'er και οι συνεργάτες του ακολούθησαν πεταλούδες που απελευθερώθηκαν και παρατήρησαν τη συμπεριφορά τους. Βρήκαν ότι οι πεταλούδες χρησιμοποιούσαν τοπογραφικά στοιχεία για να αποκτήσουν υψόμετρο. θα ακολουθούσαν μια υψομετρική κλίση, γυρίζοντας συνεχώς για να εξασφαλίσουν ότι θα κινούνταν ανηφορικά μέχρι να φτάσουν σε μια κορυφή. Υπέθεσαν ότι οι απλοί κανόνες κίνησης ως απόκριση σε υψομετρικές αλλαγές θα οδηγούσαν σε πρότυπα χωρικής κατανομής, όπως η συγκέντρωση ατόμων στις κορυφές, ένα χωρικό μοτίβο που παρατηρείται στα είδη που βρίσκονται στην κορυφή των λόφων.

Για να ελέγξουν αυτή την υπόθεση, οι ερευνητές προγραμμάτισαν προσομοιωμένες πεταλούδες χρησιμοποιώντας αυτούς τους κανόνες κίνησης και τις κυκλοφόρησαν σε ένα εικονικό τοπίο. Όπως ήταν αναμενόμενο, οι προσομοιωμένες πεταλούδες πλοηγήθηκαν και συγκεντρώθηκαν γύρω από μερικές, σχετικά υψηλό υψόμετρο κορυφές. Αυτή η εργασία έδειξε ότι μια φαινομενικά περίπλοκη συμπεριφορά ζευγαρώματος, η οποία οδηγεί σε περίπλοκη συλλογική κίνηση, ήταν εφικτή με μερικές απλές συμπεριφορικές αντιδράσεις σε περιορισμένο αριθμό παραμέτρων.

Με βάση αυτές τις προσομοιώσεις και τα σπερματικά εμπειρικά πειράματα, αναπτύξαμε και δοκιμάσαμε τέσσερις προβλέψεις σχετικά με τη συμπεριφορά κίνησης και την προκύπτουσα χωρική κατανομή των συναθροίσεων κορυφής χρησιμοποιώντας έναν ημερήσιο σκόρο τίγρης στην κομητεία Sonoma της Καλιφόρνια. Πιάσαμε, σημαδέψαμε και απελευθερώσαμε πάνω από 1000 σκώρους, πιάνοντάς τους ξανά μέσα σε αρκετές εβδομάδες για να παρακολουθήσουμε την κίνησή τους. Σε συμφωνία με τις προβλέψεις μας, διαπιστώσαμε ότι οι υψηλότερες πυκνότητες σκόρων συσχετίστηκαν με λίγες μόνο κορυφές σε υψηλό υψόμετρο. Τα άτομα σε αυτές τις συναθροίσεις ήταν κατά κύριο λόγο αρσενικά και τα θηλυκά που είχαν ζευγαρώσει μετά το ζευγάρωμα περνούσαν λιγότερο χρόνο σε συναθροίσεις σε σχέση με τους άντρες ομολόγους τους.

Είναι ενδιαφέρον ότι δεν βρήκαμε καμία κίνηση μεταξύ των συναθροίσεων κορυφής, υποδηλώνοντας ότι από τη στιγμή που ένα άτομο έφτασε σε μια συγκέντρωση, παρέμενε μέχρι θανάτου ή έφευγε για να γεννήσει αυγά. Το πιο ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι η πυκνότητα των σκόρων σε μια συσσώρευση εξηγήθηκε καλύτερα από το υψόμετρο της κορυφής παρά από την εγγύτητα σε μπαλώματα προνυμφών. Η εμφάνιση προτιμήσεων σε επίπεδο πληθυσμού για χαρακτηριστικά τοποθεσίας συγκέντρωσης, όπως το υψόμετρο, πιθανότατα αυξάνει την επιτυχία του ζευγαρώματος. Επιπλέον, η εύρεση στοιχείων προτιμήσεων στην κορυφή του λόφου δείχνει περαιτέρω ότι η μετακίνηση δεν είναι τυχαία, γεγονός που έχει σημαντικές επιπτώσεις στη δυναμική του πληθυσμού και στην περιφερειακή εμμονή.

Για να μειωθεί η πολυπλοκότητα, πολλά μοντέλα χωρικών πληθυσμών υποθέτουν ότι η μετακίνηση των ζώων όπως η διασπορά είναι μια τυχαία διαδικασία. Ωστόσο, μελέτες πεδίου έχουν δείξει ότι αυτή η υπόθεση συχνά παραβιάζεται. τα τρόφιμα, οι ανταγωνιστές και τα αρπακτικά μπορούν να επηρεάσουν τις αποφάσεις συμπεριφοράς που σχετίζονται με πτυχές διασποράς, όπως η αναχώρηση, η διαδρομή πτήσης και η εγκατάσταση. Επειδή τα περισσότερα μοντέλα αγνοούν την ατομική συμπεριφορά, ο επιπολασμός της μη τυχαίας διασποράς που βασίζεται στη συμπεριφορά και οι συνέπειές της στη δυναμική του πληθυσμού σε μια περιοχή δεν είναι καλά κατανοητοί.

Επειδή η κίνηση που επιδεικνύεται από ορισμένα είδη που βρίσκονται στην κορυφή του λόφου είναι προβλέψιμη, κερδίζει την προσοχή ως μοντέλο συστήματος για τη μελέτη της μη τυχαίας διασποράς. Η ενσωμάτωση ρεαλιστικής συμπεριφοράς διασποράς σε μοντέλα πληθυσμού μπορεί να αυξήσει τη συνολική προβλεψιμότητά τους και, κατά συνέπεια, τη χρησιμότητά τους για τη διαχείριση της διατήρησης.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Δοκιμές προβλέψεων συμπεριφοράς κίνησης σε σκόρο που βρίσκεται στην κορυφή ενός λόφου, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Animal Behaviour. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Patrick Grof-Tisza, Zack Steel, Marcel Holyoak και Richard Karban από το University of California, Davis και Esther M. Cole από το Stanford University.