Vliv jednotlivých složek zbarvení kořisti na její detektabilitu pro ptačí predátory

• Název práce v češtině: Vliv jednotlivých složek zbarvení kořisti na její detektabilitu pro ptačí predátory
• Název v anglickém jazyce: Effect of various components of prey coloration on its detectability for avian predators
• Klíčová slova: krypse, search image, barva, pattern, tvar, kontrast
• Klíčová slova anglicky: camouflage, search image, colour, pattern, shape, contrast
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra zoologie (31-170)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Alice Exnerová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 01.10.2014
• Datum zadání: 01.10.2014
• Konzultanti: prof. RNDr. Pavel Štys, CSc.

Předběžná náplň práce

Cílem práce bude testovat, jaký vliv na detektabilitu kořisti mají jednotlivé složky jejího zbarvení.

DÍLČÍ PROBLÉMY A CÍLE:
(1) Srovnání vlivu jednotlivých parametrů zbarvení kořisti (barva, vzor, tvar, vnitřní a vnější kontrast) na její detektabilitu pro ptačí predátory; porovnání juvenilních "naivních" ptáků a adultních ptáků majících zkušenost z přírody; mezidruhové srovnání.
(2) Srovnání vlivu jednotlivých parametrů zbarvení kořisti (barva, vzor, tvar, kontrast) na vytváření search image u ptačích predátorů; porovnání juvenilních "naivních" ptáků a adultních ptáků majících zkušenost z přírody; mezidruhové srovnání.
(3) Testování hypotézy, že u fytofágních ploštic rodu Eurydema (např. E. ornata) vede sání na živné rostlině (např. Caparis spinosa) ke zvyšování krypse vůči podkladu prostřednictvím změny ve zbarvení listů rostliny. Využití ptačích predátorů i lidských dobrovolníků. Srovnání detektability na čerstvé a "posáté" rostlině, mezi imágy a larvami (L5) a mezi červenou a žlutou adultní formou ploštice.
(4) Srovnání detektability jednotlivých druhů rodu Pyrrhocoris (P. apterus, P. sibiricus, P. marginatus, P. tibialis) - otázka evoluce zbarvení a související změny nápadnosti. Počítačové experimenty s lidskými dobrovolníky.
(5) Pokus zaměřený na text na disruptivní funkce zbarvení zbarvení aposematické ploštice Graphosoma lineatum pro ptačí predátory.
(6) Vliv pre-expozice ptáčat vůči určité barvě na jejich pozdější schopnost si tuto barvu asociovat s nechutností kořisti při averzivním učení a na diskriminační averzivní učení zahrnující tuto barvu. Předpokládá se, že při samotné pre-expozici určitému podnětu (bez jakýchkoli dalších konsekvencí) dochází k perceptuálnímu učení a následkem toho k jevu označovanému jako "latentní inhibice podnětu" - zvíře má (oproti kontrolnímu, (kterému pre-expozice chybí) sníženou schopnost si pre-exponovaný podnět asociovat s dalšími.
Řešení navrhovaných cílů navazuje na problematiku řešenou v rámci diplomové práce

METODICKE PŘÍSTUPY:

Predátoři
(1) Dospělé, v přírodě odchycené sýkory koňadry (Parus major) a sýkory modřinky (Cyanistes caeruleus), případně další druhy pěvců (pěnice černohlavá Sylvia atricapilla, červenka obecná Erithacus rubecula, kos černý Turdus merula).
(2) Naivní, ručně odchovaná mláďata sýkor koňader a sýkor modřinek.
(3) Lidští dobrovolníci testovaní v některých úlohách na vyhledávání kořisti na fotografiích prezentovaných na dotykové obrazovce.

Kořist
(1) Umělá kořist - primárně jedlá hmyzí kořist (larvy Tenebrio molitor), nejedlá varianta bude vytvořena aplikací 6% roztoku chininu. Tato kořist bude nalepena na papírové štítky, potištěné testovaným vzorem. Pro některé úlohy i upravené fotografie reálné hmyzí kořisti na reálném podkladě.
(2) Upravené fotografie kořisti předkládané lidským "predátorům" na dotykové obrazovce.

Desing experimentů:

Ptačí predátoři:
(1) V experimentu zaměřeném na vliv jednotlivých parametrů zbarvení na detektabilitu bude porovnána rychlost vyhledávání u kořisti různých typů,lišících se od podkladu v konkrétním testovaném parametru (barva, vzor, tvar, kontrast). Podklad bude identický ve všech případech. Pro omezení vlivu individuální variability v chování predátorů budou každému testovanému jedinci předloženy všechny varianty kořisti v náhodné sekvenci.
(2) V experimetu testujícím vytváření search image bude porovnána změna v rychlosti vyhledávání při jejím opakovaném předložení a to u kořisti různých typů, lišících se od podkladu v konkrétním testovaném parametru (barva, vzor, tvar, kontrast). Podklad bude identický ve všech případech. Každý jedinec bude testován s jiným typem kořisti.
(3) V experimentu zaměřeném na detektabilitu ploštic rodu Eurydema budou ptákům v pokusné kleci předkládány série upravených fotografií reálné hmyzí kořisti na reálném podkladě.
(4) V experimentu zaměřeném na disruptivní zbarvení Graphosoma lineatum bude srovnávána detektabilita ploštice (nebo jejich fotografií) s normální a různě manipulovanou kresbou (pruhy, jednobarevná, skvrny) v pokusné kleci.

Lidští dobrovolníci ("predátoři"):
Série fotografií budou předkládány na dotykové obrazovce pomocí speciálně vytvořeného programu a bude automaticky registrována latence nalezení kořisti.

TECHNICKÉ A FINANČNÍ ZAJIŠTĚNÍ:
Téma je součástí grantového projektu GAČR P505/11/1459 "Faktory ovlivňující variabilitu v reakcích predátorů na aposematickou kořist" a bude z něj po dobu jeho trvání (v prvních dvou letech) financováno. Předpokládá se podání navazujících grantových projektů (GAČR, GAUK). Experimentální zázemí je k dispozici na katedře zoologie.

Literatura
Alatalo RV, and Mappes J. 1996. Tracking the evolution of warning signals. Nature 382(6593):708-710.
Aronsson, M.,Gamberale-Stille, G., . 2008.Domestic chicks primarily attend to colour, not pattern, when learning an aposematic coloration.Animal Behaviour 75: 417-423.
Aronsson, M.,Gamberale-Stille, G.. 2009.Importance of internal pattern contrast and contrast against the background in aposematic signals.Behavioral Ecology 20: 1356-1362.
Blough DS. 1967. Stimulus generalization as signal detection in pigeons. Science 158(3803):940-&.
Blough, D. S.: Measuring the search image: Expectation, detection, and recognition in pigeon visual search, 2002, J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process, 4, p.397-405
Bond, A. B.: Visual search and selection of natural stimuli in the pigeon: The attention threshold hypothesis, 1983, J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process, 9, p.292-306
Domjan MP. 1998. The Principles of Learning and Behavior.
Emden HFV, and Rothschild M. 2004. Insect and bird interactions.
Kono, H., Reidb, P. J., Kamil, A. C.: The effect of background cuing on prey detection, 1998,Anim. Behav., Volume 56, Issue 4, p.963-972.
Bond, A. B., Riley, D. A.: Searching image in the pigeon: A test of three hypothetical mechanisms, 1991, Ethology, 87, p.203-224
Croze, H. J.: Searching image in carrion crows, 1970, Z. Tierpsychol. Beiheft. 5: p.1-85
Dawkins, M.: Perceptual changes in chicks: another look at the 'search image' concept, 1971a,Anim. Behav, 19, p.566-574.
Gendron, R. P., Staddon, J. E. R.: Searching for cryptic prey: the effect of search rate, 1983, Am. Nat, 121, p.172–186.
Kono, H., Reidb, P. J., Kamil, A. C.: The effect of background cuing on prey detection, 1998, Anim. Behav., Volume 56, Issue 4, p.963-972.
Langley, C. M.: Search images: Selective attention to specific visual features of prey, 1996, J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Process, 22, p.152–163.
Lawrence, E. S.: Evidence for search image in blackbirds. (Turdus merula L): Short-term learning, 1985a, Anim. Behav., 33, p.929-937.
Tinbergen, L., The natural control of insects in pine woods. 1. Factors influencing the intensity of predation by songbirds, 1960, Arch. Néerl. Zool., 13, p.265-343.