松鼠、坚果营养和跨越“恐惧景观”的进化
每个人都知道松鼠喜欢坚果,但每只松鼠都知道有些坚果比其他坚果好。
“核桃在最顶端,”哈莫尼·达格利什说。“但它们需要很多处理时间。红橡树的橡子真的很高,还有山核桃。我认为这是前三名。”
达格利什是威廉与玛丽学院生物系的副教授,她在她的《人口与社区生态学》(BIOL 417)课程中利用了一些奇怪的生命事实。这是一门实验课,这学期主要是亲自授课。她解释说,对坚果的偏好是基于营养的。
她解释说:“种子具有一系列特征,这些特征使它们对松鼠或多或少有价值。”“松鼠喜欢低单宁、高脂的种子,就像你在核桃中发现的那样。”
这个班级正在合作进行一项实验,达格利什称之为生态“恐惧景观”的地图。调查从一组关于松鼠生活的基本常识开始,以及这些基本常识如何影响树木的繁殖。
达格利什说:“我在研究中一直在思考一个问题,那就是种子传播和捕食——捕食者如何影响松鼠的行为,以及这如何影响树木的生长和种子的传播。”
达格利什是一位植物学家;她解释说,松鼠储存坚果的习惯是种子传播的重要机制。松鼠藏起来的坚果通常不会被吃掉,然后发芽,长成树苗。但是觅食和贮藏是不同的。
达格利什解释说:“松鼠会在更安全的地方觅食,就在树的底部,因为捕食者不会抓到它们。”“所以它们在那块地方吃的时间比在离树更远的地方或树冠缝隙里吃的时间长。”
另一方面,有缓存意识的松鼠有很多选择:树洞,车库托梁的角落,或者在捕食者巡逻的恐惧景观中挖一个快速的洞。一只松鼠必须在担心鹰在野外抓住它和担心另一只松鼠抢它的藏身处之间取得平衡。松鼠埋下的坚果会从地上长出一棵新树,正如达格利什所说,“其他松鼠不会花时间在危险的地方寻找他们没有藏在那里的坚果。”
她简单地提出了班级实验的假设:松鼠更有可能把有价值的坚果藏在风险更大、更开阔的地方,而这些珍贵的坚果来自于对阴影耐受能力较差的树种。如果达格利什的假设是正确的,松鼠会倾向于把最好、最有营养的坚果埋在恐惧的深处,而不是像山毛榉坚果或白橡树橡子这样发芽快的东西。
这些散落在远方的坚果可能来自那些已经进化出了在户外作为幼苗茁壮成长的能力的树种。这一诱人的暗示是,坚果营养的进化可能与耐阴性的进化有关。
实验的地点是威廉玛丽学院森林,那里有大量的松鼠,有足够的捕食者来阻止这些松鼠自满。达格利什说,第一步是通过放置装满沙子和葵花籽混合物的托盘来确定最喜欢的觅食地点。
她说:“我们把葵花籽和沙子放好,24小时后回来看看每个站吃了多少。”她补充说,通过测量摄入量,学生们可以确定松鼠认为危险的地区。
下一步是人工缓存。学生们把橡子埋在他们根据向日葵观察绘制的恐惧景观中。
达格利什说:“我们实际上是把磁铁粘在橡子上。“然后我们带着磁力计回来。我们甚至不用挖橡子。我们的假设是,我们把橡子放在觅食活动较低的高风险地区,在那里停留的时间会更长。”
学生们将在下周开始分析他们搜集调查的数据。伍兹学院的研究实际上是达格利什实验计划的第二阶段。
“我们的目标是做一个温室研究,然后是实地研究,”她说。
这个班开始在ISC温室里让18种不同的树种发芽,然后测量幼苗的耐阴性。这堂课学到了很多关于光曲线和光合作用的知识,但大多数种子都没有发芽。
达格利什说:“当你和学生一起工作时,这是一件令人沮丧的事情。”“但我看着它们说,‘这是真正的科学。’”