¿Qué es la teoría del forrajeo óptimo?
La teoría del forrajeo óptimo (OFT, por sus siglas en inglés) es un modelo de cómo los animales deben forrajear para maximizar su condición física. En ecología, la aptitud se define como la capacidad de un organismo para reproducirse con éxito, que se utiliza como un indicador de cuán bien adaptado está un animal a su entorno. Esta es la base de la selección natural en la que los organismos mejor adaptados a su entorno pueden transmitir información genética a la siguiente generación. La búsqueda de alimentos es esencial para mantener las funciones fisiológicas, pero también requiere una producción de energía para localizar, manipular, matar y consumir presas. La teoría del forrajeo óptimo predice estrategias de comportamiento que maximizan la ganancia neta de energía al menor costo de energía, maximizando así la condición física.. La suposición principal de la teoría de alimentación óptima es que los comportamientos de alimentación han sido moldeados por la selección natural y que el comportamiento de alimentación es un rasgo que puede transmitirse de generación en generación. La teoría de alimentación óptima es un modelo de costo-beneficio y sugiere que existe una forma óptima de alimentación para minimizar la producción de energía y maximizar la ganancia de energía. Muchos factores influyen en el comportamiento de alimentación y los ecologistas han estudiado la alimentación óptima durante décadas. Esta lección discutirá los supuestos y las limitaciones de la teoría de alimentación óptima y proporcionará ejemplos en la naturaleza para explicar el comportamiento de alimentación de los animales.
Impacto de la teoría del forrajeo óptimo
Restricciones
La teoría del forrajeo óptimo considera estas tres restricciones al determinar la relación costo-beneficio:
- Temporal: el tiempo que lleva adquirir alimentos (ubicar, manipular y consumir presas)
- Energético: los costos metabólicos de la búsqueda de alimento
- Cognitivo: determinar la abundancia y el tipo de presa disponible en el entorno, relacionado con el aprendizaje y la memoria.
Factores que influyen en las restricciones
El comportamiento de búsqueda de alimento está influenciado por el tiempo y la «energía» necesarios para adquirir una fuente de alimento, la «disponibilidad» de la fuente de alimento y la presencia de depredadores o competencia en el medio ambiente.
- Tamaño de la presa: las presas más grandes pueden tener una mayor ganancia nutricional, pero el proceso de manejo de presas grandes puede no ser rentable. Esto puede verse afectado por otras características, como el tamaño y el grosor de la concha (es decir, mariscos, huevos, crustáceos, nueces o semillas).
- Abundancia de presas: los animales tienden a buscar alimento donde las fuentes de alimentos son más frecuentes. Cuando las poblaciones de una fuente primaria de alimentos disminuyen, es posible que los depredadores tengan que cambiar a una fuente de alimentos menos óptima (también denominada fuentes de alimentos primarias y secundarias). Esto puede ser más costoso en términos de limitaciones temporales y metabólicas.
- Depredación: algunos animales adaptan comportamientos de búsqueda de alimento para evitar la presencia de depredadores. Esto incluye la alimentación nocturna o la alimentación en hábitats que brindan cobertura. Cuando el tipo de cobertura cambia debido a la pérdida de hábitat, la búsqueda de alimento se vuelve más costosa y los animales deben adaptarse a su nuevo entorno.
Ejemplos de la teoría del forrajeo óptimo
leones
Los leones suelen cazar en grupos durante la noche o en las horas más frescas del día. Se consideran cazadores oportunistas, lo que significa que consumen una amplia gama de presas y cazarán en función de la disponibilidad de presas. Los leones tienden a cazar ungulados de tamaño mediano como cebras, búfalos y jabalíes. Sin embargo, se sabe que cazan animales más grandes como rinocerontes o hipopótamos, aunque la tasa de éxito suele ser baja. El costo metabólico de derribar presas más grandes es alto y, a veces, incluso fatal. Sin embargo, si tienen éxito en la caza de presas de mayor tamaño, a menudo esto será suficiente y el león puede sobrevivir sin cazar durante al menos una semana.
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Ardillas
Las ardillas casi agotan su energía metabólica durante los meses más cálidos para acumular bellotas, nueces y semillas durante los meses de invierno. Esta es una compensación en la que gastan poca o ninguna energía durante el invierno, sobreviviendo de su tesoro. El comportamiento de búsqueda de alimento también cambia según lo que esté disponible para ellos durante una temporada en particular. Por ejemplo, la ardilla gris oriental diferenciará entre las bellotas de roble rojo y blanco según la disponibilidad y el sabor. Las bellotas de roble rojo tienen más tanino, lo que las hace más amargas. Si ambas bellotas están disponibles, se sabe que la ardilla gris oriental elige bellotas de roble blanco como fuente de alimento principal y bellotas de roble rojo como fuente de alimento secundaria.
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cuervos
El cuervo común se alimenta de almejas a lo largo de las costas de América del Norte. Sacan la almeja de debajo de la arena con su pico. Luego vuelan por el aire y luego dejan caer la almeja sobre una roca para abrirla. Las almejas más grandes se abren más fácilmente que las almejas más pequeñas, brindan una mayor recompensa nutricional y no es necesario dejarlas caer desde una altura tan lejana. Sin embargo, las almejas más grandes también son más difíciles de encontrar. La energía requerida para buscar las almejas más grandes en la orilla no necesariamente beneficia al cuervo en términos de recompensa nutricional. De acuerdo con la teoría del forrajeo óptimo, existe un tamaño óptimo de almeja que minimiza el tiempo de búsqueda y manejo y ofrece la mayor recompensa nutricional.
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Los humanos como animales forrajeros
Antes de la Revolución Agrícola, también conocida como la Revolución Neolítica, los humanos se movían en busca de comida. Siguieron sus fuentes de alimento y no se quedaron en un lugar por mucho tiempo. Hace unos 12.000 años, justo después del final de la última edad de hielo, los humanos comenzaron a domesticar plantas. Poco después, también domesticaron animales. En términos de la teoría de alimentación óptima, el costo de moverse en busca de alimentos superó el beneficio y, en su lugar, los humanos comenzaron a cultivar las fuentes de alimentos disponibles. La teoría de la alimentación óptima también es evidente en la historia moderna, ya que las principales ciudades se desarrollaron alrededor de fuentes de agua y alimentos. En el noreste de los Estados Unidos, por ejemplo, a medida que aumentaba la población y las tierras de cultivo se volvían demasiado escasas o demasiado rocosas para cultivar, los humanos se trasladaron al oeste en busca de recursos.
Resumen de la lección
La teoría de alimentación óptima es un modelo de cómo los animales deben alimentarse para maximizar su estado físico. Buscar comida es esencial para mantener el funcionamiento fisiológico, pero tiene un costo debido a la energía gastada para adquirirla. La teoría del forrajeo óptimo predice estrategias de comportamiento que maximizan la ganancia neta de energía al menor costo de energía, maximizando así la condición física . Esta teoría asume que los comportamientos de búsqueda de alimento están determinados por la selección natural y estos rasgos pueden transmitirse a las generaciones futuras. Las tres limitaciones principales del comportamiento de búsqueda de alimento son temporales (tiempo), metabólicas (gasto de energía) y cognitivas (aprendizaje, memoria o elección de una presa sobre otra). El tiempo y la energía necesarios para adquirir una fuente de alimento pueden verse influidos por el tamaño de la presa o la densidad del caparazón (crustáceos, cáscaras de huevo, moluscos), la abundancia de presas y la depredación. Ciertas fuentes de alimentos, dependiendo del animal, no son rentables en la teoría de alimentación óptima. Si un animal de presa es demasiado grande, el costo metabólico de manejar la presa supera el beneficio. Los animales deben adaptarse a los cambios en la abundancia de presas. Si la abundancia de presas es demasiado baja, el tiempo que se tarda en localizarlas superará el beneficio y el animal deberá adaptarse para encontrar una segunda fuente de alimento. Muchos animales se adaptan a la depredación alimentándose de noche o bajo techo para minimizar el costo de ser alimentados ellos mismos. Los leones son cazadores oportunistas que suelen cazar presas en grupos. Prefieren presas de tamaño mediano, ya que las presas de mayor tamaño son demasiado rentables y presentan un riesgo en cuanto al tiempo de manejo. Las ardillas casi gastarán su energía metabólica buscando bellotas para acumularlas durante la estación más fría, cuando gastarán poca o ninguna energía. Los cuervos buscan almejas de tamaño mediano que requieren menos tiempo para encontrarlas y menos energía para transportarlas hacia arriba y dejarlas caer sobre las rocas. Aunque las almejas de mayor tamaño se rompen fácilmente, están menos disponibles y los cuervos corren el riesgo de pasar demasiado tiempo buscándolas. Los seres humanos también mostraron la teoría de alimentación óptima cuando dejaron de moverse en busca de fuentes de alimentos y comenzaron a cultivar las fuentes de alimentos disponibles, minimizando así el tiempo y la energía necesarios para rastrear las fuentes de alimentos.
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