Makaken geben Einblicke in ihre Fressstrategien
Eine Studie zeigt, wie Makaken ihre Futtersuchmethoden in unbekannten Umgebungen anpassen.
Alexander Gail, N. Shahidi, Z. Ahmed, Y. Badayeva, I. Lacal
― 8 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
Affen benutzen verschiedene Methoden, um Nahrung zu finden, besonders an Orten, wo Essen schwer zu finden ist. Einige Affen erinnern sich, wo sie vorher Essen gefunden haben, und gehen zurück dorthin, während andere ihr Vorgehen je nach Jahreszeit ändern. Makaken, eine Affenart, sind besonders gut darin, in vielen verschiedenen Umgebungen klarzukommen. Sie reisen oft jeden Tag lange Strecken, manchmal sogar mehrere Kilometer, um nach Essen zu suchen. Junge männliche Makaken verlassen manchmal ihre Gruppe, um sich anderen anzuschliessen oder eine eigene zu gründen.
Makaken stossen oft auf neue und unbekannte Gebiete, während sie nach Nahrung suchen. In solchen Situationen suchen sie Informationen, um zu entscheiden, wo sie hingehen sollen. Die Art und Weise, wie sie Entscheidungen treffen, kann sich je nach dem Wissen oder Unwissen über ihre Umgebung ändern. Wenn sie unklare Optionen oder unsichere Ergebnisse haben, neigen Makaken dazu, neue Möglichkeiten zu erkunden oder nach mehr Informationen zu suchen. Studien haben gezeigt, dass Makaken, zusammen mit anderen Primaten, potenzielle Belohnungen aus diesen unklaren Entscheidungen erkennen können. Interessanterweise bevorzugen Makaken Optionen mit ein bisschen Unsicherheit anstatt solche, die entweder völlig sicher oder völlig zufällig sind, besonders wenn genug Essen verfügbar ist. Sie scheinen motiviert zu sein, ihre Unsicherheit über Essensorte zu verringern.
Probieren und Erkunden nach Essen
Wenn Makaken in unbekannten Gegenden nach Nahrung suchen, probieren sie möglicherweise verschiedene Strategien aus, um nützliche Informationen darüber zu Sammeln, wo Essen versteckt sein könnte. Zum Beispiel, wenn sie nach zufällig verteiltem Essen suchen, könnten Tiere einen flexiblen Ansatz wählen, um Essen zu finden, das über verschiedene Stellen verteilt ist. Es wird angenommen, dass Makaken, wie andere Tiere auch, dazu neigen, mehr Zeit an Orten zu verbringen, wo in der Vergangenheit Essen gefunden wurde. Das könnte ihnen helfen, in zukünftigen Suchen mehr Essen zu finden.
Durch ein Gebiet mit verstecktem Essen zu suchen, kann als Herausforderung angesehen werden, bei der der Suchende herausfinden muss, wo die besten Stellen sind, um zu schauen. Die Suchstrategie kann Entscheidungen beinhalten, die Aufwand und Zeit minimieren, indem sie Orte meiden, die weniger wahrscheinlich Essen haben. Zum Beispiel, wenn sie nach Essen in einer schwierigen Umgebung suchen, warten einige Tiere möglicherweise, um Informationen zu sammeln, bevor sie zu einem anderen Standort gehen.
Wenn sie zufällig suchen, haben einige Tiere, einschliesslich Makaken, die Tendenz, einem Muster zu folgen, das als Lévy-Weg bezeichnet wird, bei dem sie Schritte unterschiedlicher Längen in verschiedene Richtungen machen. Das bedeutet, dass sie manchmal kurze Strecken zwischen den Nahrungsansuchen zurücklegen und gelegentlich längere Schritte machen. Ob dieses Muster jedoch auf ihre Suchentscheidungen oder die tatsächliche Verteilung von Essen im Gebiet zurückzuführen ist, ist noch nicht ganz klar.
Suchstrategien abwägen
Obwohl zufälliges Suchen vorteilhaft sein kann, erklärt es nicht, wie Tiere ihre Wege ändern, wenn sie auf gebietsreiche Nahrungsstellen stossen. Zum Beispiel graben Tiere wie Erdhörnchen möglicherweise mehr Tunnel in Bereichen mit vielen ihrer Lieblingspflanzen. Einige Delfine verbringen Zeit an Ozeanstellen, wo sie kurz zuvor Essen gefunden haben. Diese Suchstrategie, bekannt als areal-restriktive Suche, ist vorteilhaft, wenn Essen an bestimmten Orten konzentriert ist.
Wenn Tiere Essen finden, passen sie oft ihr Suchverhalten an. Zum Beispiel, wenn ein kleiner Wurm Essen in einer Petrischale findet, bewegt er sich zunächst in einer geraden Linie, beginnt aber langsamer und vorsichtiger zu werden, sobald er Essen findet. Diese Verhaltensänderung könnte darauf hindeuten, dass er von einer breiten Suche auf einen kleineren Bereich mit Essen umschaltet. Allerdings balancieren viele Suchende, einschliesslich Menschen, Exploration und Ausbeutung während ihrer Suche, was bedeutet, dass sie weiterhin nach mehr Essen suchen, während sie sich ihrer Umgebung bewusst bleiben.
Das Experiment
In dieser Studie wollten die Forscher herausfinden, wie Makaken in einer unsicheren Umgebung nach Essen suchen. Sie entwarfen einen kontrollierten Raum, genannt Explorationsraum, wo Makaken nach verstecktem Essen auf einem Gitter aus Holzschnitzeln suchen konnten. Die Anordnung erlaubte es den Forschern, zu überwachen und aufzuzeichnen, wie sich die Affen bewegten und welche Wege sie beim Suchen wählten.
In jeder Sitzung durchsuchten die Affen ein Gitter mit Holzschnitzel-Pile. Einige dieser Haufen versteckten Essensstücke, die nach einem bestimmten Muster platziert wurden. Die Forscher stellten sicher, dass die Affen kein Vorwissen darüber hatten, wo das Essen versteckt war, was es zu einem fairen Test ihrer Suchstrategien machte.
Suchverhalten der Makaken
Die Affen begannen, das Terrain ohne besondere Reihenfolge zu durchsuchen. In verschiedenen Sitzungen fanden sie zwischen 42% und 100% des unter den Haufen versteckten Essens. Interessanterweise wurde das erste Essen manchmal beim ersten Versuch gefunden, was die Unvorhersehbarkeit des Suchens in einem unbekannten Gebiet zeigt.
Die Forscher schauten sich die Suchpfade der Affen genau an, um zu sehen, ob sie bekannten Mustern beim Suchen nach Essen ähnelten. Sie fanden heraus, dass die Distanzen, die die Affen zwischen den Suchen zurücklegten, einer schwergewichteten Verteilung folgten, ähnlich einem Lévy-Weg. Das zeigt, dass die Affen manchmal lange Strecken zwischen ihren Suchen zurücklegten. Die Affen suchten nach dem Finden von Essen eher in nahegelegenen Haufen, schränkten ihre Erkundung aber nicht auf diese Bereiche ein.
Suchen in der Nähe von Nahrungsquellen
Um besser zu verstehen, wie das Finden von Essen die Suchmuster der Affen beeinflusste, verglichen die Forscher ihre Bewegungen, nachdem sie entweder Essen oder einen leeren Haufen gefunden hatten. Nach dem Begegn mit Essen neigten die Affen dazu, Haufen auszuwählen, die näher waren, im Vergleich dazu, als sie gerade einen leeren Haufen gefunden hatten. Dieses Verhalten deutet darauf hin, dass sie möglicherweise erwarten, weitere Belohnungen in der Nähe der Orte zu finden, die sie bereits erfolgreich durchsucht haben.
Interessanterweise verkürzten die Affen zwar vorübergehend ihre Suchdistanz nach dem Finden von Essen, hörten jedoch nicht vollständig auf zu erkunden. Stattdessen passten sie weiterhin ihre Suchstrategie an und zeigten eine Neigung, ein Gleichgewicht zwischen der Suche in der Nähe und der Erkundung weiter weg zu halten.
Informationssuche beim Suchen nach Nahrung
Das Finden von Essen lieferte den Affen wertvolle Informationen über die Umgebung. Wenn sie einen Haufen suchten, lernten sie, ob er Essen enthielt, und konnten auf dieser Grundlage Entscheidungen für ihre nächste Suche treffen. Diese Informationen ermöglichen es ihnen, sich auf Haufen zu konzentrieren, die auf Basis ihrer vorherigen Erfahrungen vielversprechender erscheinen könnten.
Die Forscher entwickelten ein Modell, um besser zu verstehen, wie Informationssuche, zusammen mit Belohnungsstreben und Energieerhalt, eine Rolle in den Suchmustern der Affen spielte. Durch die Simulation verschiedener Strategien basierend auf diesen Faktoren konnten sie sehen, wie die Affen ihre Entscheidungen trafen und wie dies ihre Wege beeinflusste.
Simulation des Suchprozesses
Mit Hilfe des Modells konnten die Forscher verschiedene Suchpfade erzeugen, die darauf basierten, wie sehr die Affen Informationen, Belohnungen und Nähe gewichtet haben. Sie fanden heraus, dass Makaken ihre Strategien basierend auf der Umgebung, in der sie sich befanden, anpassten. Zum Beispiel, wenn die Landschaft Essen verstreut hatte, zeigten die Affen ein explorativeres Verhalten im Vergleich dazu, wenn sie in Bereichen suchten, in denen das Essen eng zusammen war.
Beim Vergleich der Ergebnisse von den Affen mit den Ergebnissen des Modells bemerkten die Forscher individuelle Unterschiede in den Suchstrategien jedes Affen. Einige Affen schienen die Informationssuche mehr zu priorisieren als andere, was einzigartige Suchstrategien basierend auf ihren bisherigen Erfahrungen oder Verhaltensneigungen hervorhob.
Anpassung an unterschiedliche Nahrungsverteilungen
Die Studie untersuchte auch, wie die Struktur der Nahrungsverteilung das Suchverhalten der Affen beeinflusste. Wenn das Essen zusammengefasst war, zeigten die Affen die Tendenz, nach dem Finden von Essen näher bei diesem Gebiet zu bleiben. Wenn das Essen jedoch verstreut war, verschob sich ihr Verhalten hin zu einer explorativeren Suchweise, was es ihnen ermöglichte, effektiver nach neuen Nahrungsquellen zu suchen.
Indem sie das Verhalten der Affen in sowohl lokalisierten als auch verstreuten Nahrungsverteilungen simulierten, fanden die Forscher heraus, dass das Finden von Essen ihre Suchdistanzen auf ähnliche Weise über verschiedene Terrains beeinflusste. Dieses Ergebnis deutete darauf hin, dass Affen ein gewisses Mass an Kontinuität in der Verteilung des Essens annahmen, unabhängig von der Zufälligkeit seines Standorts.
Fazit
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Makaken Informationssuche in ihre Suchstrategien integrieren, während sie in unbekannten Umgebungen suchen. Die Affen zeigten Lévy-ähnliche Suchmuster, was darauf hinweist, dass sie ihre Suchanstrengungen zwischen dem Erkunden neuer Nahrungsquellen und dem Ausnutzen der Bereiche, in denen sie bereits Essen gefunden hatten, ausbalancieren. Die Nutzung eines räumlichen Modells half, ihr Verhalten zu erklären und zeigte, dass verschiedene Individuen ihre Suchstrategien basierend auf ihren früheren Erfahrungen und der Natur der Nahrungsverteilung anpassten.
Somit trägt die Forschung zu unserem Verständnis darüber bei, wie individuelle Unterschiede im Suchverhalten entstehen können und wie Affen, wie auch andere Tiere, effektiv navigieren und ihre Strategien anpassen können, wenn sie in unsicheren Umgebungen nach Nahrung suchen.
Titel: Freely foraging macaques value information in ambiguous terrains
Zusammenfassung: Among non-human primates, macaques are recognized for thriving in a wide range of novel environments. Previous studies show macaques affinity for new information. However, little is known about how information-seeking manifests in their spatial navigation pattern in ambiguous foraging terrains, where the location and distribution of the food are unknown. We investigated the spatial pattern of foraging in free-moving macaques in an ambiguous terrain, lacking sensory cues about the reward distribution. Rewards were hidden in a uniform grid of woodchip piles spread over a 15 sqm open terrain and spatially distributed according to different patchy distributions. We observed Levy-like random walks in macaques spatial search pattern, balancing relocation effort with exploration. Encountering rewards altered the foraging path to favor the vicinity of discovered rewards temporarily, without preventing longer-distance travels. These results point toward continuous exploration, suggesting that explicit information-seeking is a part of macaques foraging strategy. We further quantified the role of information seeking using a kernel-based model, combining a map of ambiguity, promoting information seeking, with a map of discovered rewards and a map of proximity. Fitting this model to the foraging paths of our macaques revealed individual differences in their relative preference for information, reward, or proximity. The model predicted that a balanced contribution of all three factors performs and adapts to an ambiguous terrain with semi-scattered rewards, a prediction we confirmed using further experimental evidence. We postulate an explicit role for seeking information as a valuable entity to reduce ambiguity in macaques foraging strategies, suggesting an ecologically valid way of foraging ambiguous terrains. Graphical SummaryA) The experimental setup. Monkey Vin in a floor foraging session in the open arena of the Exploration Room. From a monkeys point of view, the terrain appeared as a uniform grid of woodchip piles arranged so that he could walk in the gap between the piles. Therefore, the terrain was ambiguous in the sense that it did not provide any sensory cue about the distribution and location of hidden rewards. Inset: Example foraging paths from one experimental session. Less than 20% of the woodchip piles, arranged in a disk shape on the floor, hid reward pieces (full piles; purple dots), and the rest were empty (black dots) B-D) Results of statistical analysis on the experimental data (top) and a generative or fitted kernel-based model of spatial foraging (bottom). B) Top: The distribution of step sizes, defined as distances between consecutive pile searches, is linear with a negative slope, suggesting a Levy-like distribution. A Levy-like distribution suggests that the monkey balanced energy preservation with exploration by taking short steps most of the time, medium-length steps sometimes, and long steps rarely. Bottom: A similar distribution of step sizes was produced in simulated foraging sessions in which the foraging agent makes choices among 108 locations, factoring in reward gain, information gain, and proximity of the pile. C) Top: The average of the step size immediately after encountering filled piles was shorter than that of empty piles. Bottom: similar results are achieved using the simulated agent in panel B bottom. D) Top: Two types of foraging terrains: a localized map with the disk-shaped arrangement of filled piles and a scattered map with 4 clusters of 3 filled piles. Bottom: weights of information seeking in one monkeys foraging choices, when the kernel-based model was fit to experimental data, show a more prominent role for information seeking on scattered terrains. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=57 SRC="FIGDIR/small/617791v2_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (23K): [email protected]@d9c41eorg.highwire.dtl.DTLVardef@dacc94org.highwire.dtl.DTLVardef@ad4167_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG C_FIG
Autoren: Alexander Gail, N. Shahidi, Z. Ahmed, Y. Badayeva, I. Lacal
Letzte Aktualisierung: 2024-10-27 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617791
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617791.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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