foraging

1.序言
冬天的哈德逊海湾是冰冷可怕的。

但是在那些偏离海底山脊表面有着强大潮流的特殊的地方，那儿的冰有一个永久的穴，叫做冰穴。

它是北极的服务站，也想当于沙漠里的绿洲。

许多冰穴被一群普通的海鸭们占领。

当气流经过冰穴的时候在潮汐变化之间会减慢速度，这些海鸭就可以去觅食了。

他们会利用此机会多次潜水，随着强而有力的羽翼一下子潜到他们将要搜寻混乱残骸的海底，找到并吞咽一些小的食物，偶尔也会将一些大的海胆或贻贝类的拖出水面放在一个较广阔的方便他们食用或丢弃的地方。

读者们可以在www.sfu.ca/eidervideo/这个网站上看到海鸭在冰穴水底下的潜水活动。

这些录象是由乔尔希思和格兰特吉尔克里斯特在哈德逊海湾的宝翠园群岛所摄。

此种觅食的情况引出了许多挑战。

海鸭在非常寒冷的气候必须在短时间内消耗掉大量的食饵来满足他的高能源需求。

但大多数现有的猎物都是体积大却低质量，海鸭需要对这些极大体积的材料进行处理，提取出他们所需要的的能量和营养素。

他们还必须时刻保持警惕，以免强大水流限制了其可用的觅食时间。

在整个冬季，个别的海鸭可能在几个比较宽畅的冰穴之间迁移，或者当大风引起冰穴开了个口子的时候游到积冰上去逗留会。

狐狸在冰穴的边缘捕猎，海豹在水底对这些生物造成危胁，使他们得持续的保持警剔。

在这样无情的环境下，为了适应北极的冬天，海鸭们必须面临所有的这些挑战，饥饿的海鸭很快就会变成一只死鸭。

1.2导言
二十年前，大卫斯蒂芬斯和约翰克雷布斯的觅食理论（1986年）问世。

用一个实例，详细的说明了关于石蛾网的结构。

该实例表明，用网如何作一个精心构造的陷阱来进行捕捉猎物。

觅食行为可被看作是“精心设计的”是这本书的主题。

自1966年出版以来，他们在书中回顾了基本理论的典型和一定数量的证据表明。

在那一年，美国博物学者单行出版的叫做背对背报纸可能会相对的把下水觅食视为“最佳觅食理论。

”首先，罗伯特麦克阿瑟和埃里克平克在他自己正确的正义下将猎物选择作为一种现象来探讨。

其次，约恩梅里特埃姆伦着重于这种觅食对人口和社会将带来的后果。

这本书将觅食的最新研究作了一个概述，包括这两种调查线路的延续。

读者会发现，觅食的研究在过去的二十年已经扩大和成熟。

挑战者在面临哈德逊海湾的普通海鸭时象征着如何提高觅食的进展。

觅食理论中的一些问题对于读者来说可能很熟悉了（哪些东西是可以吃的？），但是自1986年以来，他们下水觅食所需要的技术已经得到了提高。

当海鸭饿的时候，他们会更加努力的工作，所以他们的觅食工作是有一定依赖性的。

消化的需要是由体积大的猎物或是猎物生存的周期性决定的，这意味着他们的觅食结果是有时间依赖性的（动态性）。

食肉动物是一个永久存在的危胁，而海鸭们得利用他们多变的敏感的战略来帮助他们度过这些困难。

此外，遍及整个北极冬季的上百只海鸭在小小的冰穴里激烈的觅食，这对那些生活在底栖生物群落的生物体造成了一种强烈的影响，他们必须使用自己的战略来避免自己成为这些海鸭的食物。

所有的这些话题在1986年就已经有很大的发展。

书中争论觅食已经成长为一种生物学的基本话题，在其自身的领域值得探究。

要强调的是，这不是对详细步骤或设置模式的一种辩护工作。

有趣的觅食问题具有很大的多样性，通过生物组织的多层次需要要求不同的处理方法，而在此我们的目的是为了阐明一个多元化的观点。

然而，觅食的研究是最初的动机和周围最优典范的组织与行为生态学的思想，其于这个原因，我们采用了斯蒂芬和克雷布斯于1986年出的书作为我们的出发点。

我们的目的是证明那个领域的巨大多样性，及从扩大其从表面油脂到内景范围的观点来考虑。

最近有一同事问起，我们什么时候能够最终停止这个典型的测试。

我们的回答是，那已经不再是单存的模拟方式了，而是一种酶动力学。

该摸拟方式与过程表达了收益递减的概
念，并且对无尽的觅食逻辑起到一个重要责任也是非常有益的。

因此，经常帮助正在进行中的臆测是我们对这个测试真正感兴趣的地方。

在完全一样的方式下，科学家的工作就是到处利用这些臆想结构对他们的学科进行发展和臆想的测试。

如果他们的学科是健康的，它扩展了其使用的概念和其运用的方法，正如我们偶然的对觅食研究的兴趣。

我们将这文章的目的放在爱猜想的即将开始他的职业生涯的一位研究生身上，某人的阅读广泛并能选择和发展研究论点。

这本书在介绍性的研讨会上被很好的运用，并提升本科生的阅读课程，除此之外，也应该对任何的生物学家瞄准并加强他对话题的熟悉度也是有用的，并对觅食研究起到了重要作用。

我们开始与斯蒂芬和克雷布斯（1986）进行一章一章的比较对照，在对过去的20年时间里，觅食研究的领域作一个简短的总结。

明确主要的利益并将基本知道介绍给学生。

1.3关于最佳觅食理论的一个简短的历史记录
60年代中期之后生态学家对觅食的兴趣迅速增长。

科学家在一定的领域诸如农业范围的研究领域对这一范围内的研究已经关注这个问题有很长一段时间了（见第一章。

本卷6）。

昆虫学家，野生动物学家，博物学家，和其他学家早已经对动物吃的食物作过描述。

因此，让这些生态学者感到兴奋和兴趣的是什么新的问题？
我们认为，这个问题的答案象征着1971年的经济学家戈登塔洛克发表在一报纸上的那个题名为“作为一名细心的购物者的煤山雀”。

塔洛克曾经阅读过吉布（1966）的关于研究森林中的那些小鸟是如果捕食虫子的论文，还在他的论文中建议人胶可以应用微观经济原理来了解他们在做什么。

（我们并不是要表明塔洛克发明的这种方法，只不过他的论文是明确的表达了许多生态学家的思想。

）利用已制定的概念开始认真的调查觅食过程的这个理念是从许多生态学者的第一原则而来的。

这样的动机与有关物竞天择学说（威廉姆斯1966年）中的发展观念相融合，也和有关生态系统中生出的“最佳觅食理论”能源的重要性相融合（公平贸易局）。

该最佳觅食理论的新想法是由物竞天择学中发展而来的喂养战略，它是运用技术的最佳模范的下一步。

虽然在作者中术语学有些微的不一样，但自中斯蒂芬斯和克雷布斯的那本书出版以来，觅食典型的自然元素还是一样的保持了下来。

他们的核心基于最佳觅食理论进程分为以下几个方面。

（1）目标函数或目标（比如：精力最大化或饥饿最小化）。

（2）一套特别的变量，或是在有机物体控制之下的选项。

（3）限制设置上可供选择的机体。

（基于遗传学，生理学，神经学，形态学，与化学和物理的法学的限制性）。

简而言之，觅食典型通常已经变得明显，“选择最佳化目标的选项，主题的限制。

”一个明确的案例可能与一个详细的典范相匹配（比如，波尚等人，1992年），或是模型可能使普遍原理概念化，调查潜在觅食决心的逻辑性，比如遇到美食是应该把它吃了还是更应该去寻找下一个更好的美食呢。

现在我们把专栏命名“最佳觅食理论”，直到20世纪80年代中期，被认为是不幸的。

尽管最佳模式很重要，他们并不是觅食理论唯一组成部分，并强调该问题的错误方面。

“最优性”将成为一大焦点，并卷入那些在辩论中对在科学中对哲学方面有关觅食辩论话题感兴趣的甚至是在政治观点和立场上，是什么？不必说，这比照亮这个科学问题更加模糊。

几个关键的出版商能够使读者赏识这个历史及对它产生强烈的辩论。

史蒂芬斯和克雷布斯（1986）回顾了一直到1986年前的出版物（见1977年的派克等人；卡米尔和萨金特1981；和克雷布斯等人1983年的早期审查）。

佩里和的皮卡（1997）提供了一个更近的审查，并表明，虽然在80年代中期后发表论文标题下的字眼是“最佳”与“理论”，觅食在研究领域仍然是有其存在的价值的。

从他们的同事中感觉到耻辱，所以科学家们显然开始回避来自鉴别有关最佳觅食的理论。

如果读者怀疑这个真正的因素，他或她应该读读由皮尔斯和奥拉松（1987年）的题为“为何最佳觅食理论完全是浪费时间的八个理由”的文章。

用更典型（和敏感）的情绪，古尔德和莱昂廷（1979）批评其著名论文题为“圣马可的拱肩和盲目
乐观者的范例：对适应编程的一种批判”的关于最佳的观念。

（后来被镇压者[1995]在嘲讽题为“圣马克思的拍马屁者”的文章中嘲讽）。

许多其他出版物已经解决这些问题和相关的主题。

混淆的持续来源就是“最优性选择”的所指。

批评者断言称将有机物体当作“最佳选择”来观察这是不合理的，利用生物学的争论点来主张自然选择是一个粗鄙的想法，很少有足够的时间去完善它的特质或是对生物体起到重要的作用，可能源于甄选副产品及他们的特性。

这些争论按等级分到意识形态的姿态里，例如声称利用“最优性选择”会促进世界观来证明社会经济学的不等式是正确的。

解决这些文献中有用的观念是否过于花言巧语是很难分清的。

一个问题会由于疏忽术语学而恶化和双方流利的应用程序。

我们的看法是大部分的这些辩论都错过了最重要的一点，就是“最优化选择”不应用来描述生物体或系统的调查。

“最优化选择”是适当的当调查的技术看做是使用已制定的一套数学程序。

觅食研究利用这些与许多其它实验，观察和模型技术。

最优化推理要求动物执行。