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.

On a chirplet transform-based method applied to separating and counting wolf howl: B. Dugnol, C. Fernández, G. Galiano, J. Velasco. (2008)

Abstract

We propose a parametric model based on chirp decomposition to modelize wolf chorus howl production. Our aim is counting the number of individuals present in a given recording, task accomplished by phase and amplitude estimation of their corresponding howls. The Chirplet transform is used to obtain a first order approximation of the phase, improving the zero order approximation given by other methods, such as the short time Fourier transform (STFT). This gain in accuracy allows us to use criteria for a more accurate chirp tracking, specially at crossing points in the time–frequency plane, and in the determination of harmonics. We explore the efficiency of the method by applying it to synthetic signals as well as to wolves chorus recordings. Results show good performance for chirp tracking even under strong noise corruption.

On a chirplet transform-based method applied to separating and counting wolf howl: B. Dugnol, C. Fernández, G. Galiano, J. Velasco. Signal Processing archive. Volume 88 Issue 7, July, 2008. http://bit.ly/NHHAA3 

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Tomado de http://www.matematicalia.net

¿Qué lobo es el que está aullando?

Un equipo de matemáticos de la Universidad de Oviedo (Asturias) ha desarrollado un procedimiento para poder contar los aullidos individuales de los lobos a partir de las grabaciones de los coros de la manada. La técnica se basa en herramientas matemáticas de tratamiento de la señal y puede ayudar al estudio de las poblaciones de estos cánidos.

Los censos de lobos se realizan con frecuencia para controlar sus poblaciones, tanto por sus efectos sobre el ganado, como por considerarse especie protegida en algunas regiones.
El profesor Carlos Fernández-García (Universidad de Oviedo) uno de los autores del artículo aparecido en la revista Signal Processing señala que: la ventaja principal de este método es que sirve para cuantificar los lobos en libertad de una forma “muy poco intrusiva”, además de que los recursos humanos y económicos necesarios para su aplicación son “mucho menores” respecto a los empleados en otras técnicas. El problema al que nos enfrentamos es estimar el número de individuos que componen una manada de lobos adultos y subadultos a través de las grabaciones de sus coros, y colateralmente también intentamos estimar la presencia de cachorros.

Estos científicos suponen que los aullidos y ladridos de cada lobo se pueden modelizar mediante una función matemática denominada chirp, que permite comprobar las variaciones a lo largo del tiempo de la intensidad del sonido (amplitud analítica) y su frecuencia instantánea. Los matemáticos separan las partes de la señal que son una función chirp para extraer las voces de los lobos, y descartan los sonidos que no lo son (emitidos por otros animales y ruidos ambientales diversos). Para estudiar la señal en un determinado instante, los investigadores emplean la transformada chirplet, herramienta matemática que les sirve para estimar la intensidad de cada voz y las variaciones de la frecuencia instantánea.

Carlos Fernández-García señala: Este proceso de separación proporciona un arma poderosa para el estudio de la estructura de una manada, ya que si dos voces tienen frecuencias instantáneas proporcionales podemos suponer que se trata de dos armónicos diferentes producidos por un mismo lobo, y si no las tienen, pero coinciden en el tiempo, podemos asegurar que las emiten individuos distintos, lo cual nos permite estimar el número mínimo de lobos que han aullado o ladrado en el coro. El matemático indica que esta técnica puede servir para estudiar y clasificar los aullidos de los animales de un modo “cómodo, rápido y fiable”. Hasta ahora los científicos dedicados al estudio de los lobos solían calcular por métodos manuales y muy laboriosos las frecuencias instantáneas de sus aullidos, lo que les ayudaba a identificar a cada animal, o determinar algún rasgo de su comportamiento, como el grado de agresividad.

matematicalia: revista digital de divulgación matemática (proyecto consolider ingenio mathematica 2010. ISSN: 1699-7700) 15 de septiembre de 2008 http://bit.ly/P7j3lf