The Costs of Carnivory: Chris Carbone, Amber Teacher, J. Marcus Rowcliffe. (2007)

Abstract:

"Mammalian carnivores fall into two broad dietary groups: smaller carnivores (<20 kg) that feed on very small prey (invertebrates and small vertebrates) and larger carnivores (>20 kg) that specialize in feeding on large vertebrates. We develop a model that predicts the mass-related energy budgets and limits of carnivore size within these groups. We show that the transition from small to large prey can be predicted by the maximization of net energy gain; larger carnivores achieve a higher net gain rate by concentrating on large prey. However, because it requires more energy to pursue and subdue large prey, this leads to a 2-fold step increase in energy expenditure, as well as increased intake. Across all species, energy expenditure and intake both follow a three-fourths scaling with body mass. However, when each dietary group is considered individually they both display a shallower scaling. This suggests that carnivores at the upper limits of each group are constrained by intake and adopt energy conserving strategies to counter this. Given predictions of expenditure and estimates of intake, we predict a maximum carnivore mass of approximately a ton, consistent with the largest extinct species. Our approach provides a framework for understanding carnivore energetics, size, and extinction dynamics."

The Costs of Carnivory: Chris Carbone, Amber Teacher, J. Marcus Rowcliffe. (2007) http://bit.ly/OPf9NT (Publicado en PLoS Biology http://www.plosbiology.org/ )

 

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Lo que sigue son extractos del artículo, sobre esta investigación, "El precio de ser carnívoro": http://bit.ly/QbzsVD tomados del blog La Singularidad Desnuda: http://singularidad.wordpress.com/

En este trabajo, los autores estudian la balanza energética de diferentes mamíferos carnívoros, y llegan a conclusiones sumamente interesantes, e incluso un tanto sorprendentes (aunque intuitivas a posteriori).

En primer lugar, han modelado el gasto energético diario (DEE – daily energy expenditure) como la suma del coste de caza, y el coste del descanso. Si M es la masa del depredador, este último es proporcional a M^0.75; en cuanto al coste de caza, se expresa como 10.7 M^0.684 v + 6.03 M^0.697, donde v es la velocidad que el animal es capaz de desarrollar (en ambos casos, estas expresiones provienen de modelos metabólicos). Usando el consumo energético diario (DEI – daily energy intake) como estimación del DEE (DEE=2/3·DEI), se puede observar cómo el modelo proporciona predicciones ajustadas y -lo más importante- muestra que hay un salto (lo podríamos llamar una transición de fase) al pasar de animales de menos de 14 kg a animales mayores. 

Este salto es muy interesante, pues indica que hay dos grupos claramente diferenciados en función de su balanza energética, los pequeños depredadores (por ejemplo, los linces), y los grandes depredadores (por ejemplo, los tigres). Más aún, si se trazan cotas inferiores y superiores (basadas en consideraciones metabólicas) al consumo energético diario, se observa que se predice un tamaño mínimo (en torno a los 100g) y un tamaño máximo (en torno a los 1,100 kg) para un mamífero depredador. 

 

Esto lo podemos ver también en términos de la ganancia energética neta (restando el gasto energético de la ganancia bruta obtenida por el consumo de presas). Ésta depende claramente del tipo de presa, por lo que hay una curva para los pequeños depredadores (que consumen invertebrados o pequeños vertebrados, mucho más pequeños que el propio depredador), y los grandes depredadores (que consumen presas iguales o mayores que el propio depredador). La curva que se obtiene es la siguiente:

Como puede verse, la ganancia neta desciende abruptamente para los pequeños depredadores por encima de los 10 kg. Aunque sique siendo positiva hasta los 85 kg, a partir de los 14 kg es más favorable comer presas grandes. El límite superior en torno a los 1,100 kg para los grandes depredadores mamíferos es además consistente con el registro fósil. El mayor mamífero carnívoro conocido, el Megistotherium osteothlastes, era un gigantesco animal de 3m de largo, y de una tonelada aproximada de peso. Por supuesto los dinosaurios carnívoros eran mayores, pero su tasa metabólica era inferior, lo que les permitió ser más grandes.