Кормление в центральном месте

Теория поиска пищи в центральных местах ( CPF ) - это модель эволюционной экологии, предназначенная для анализа того, как организм может максимизировать скорость добычи пищи во время путешествия по участку (дискретная концентрация ресурсов), но при этом сохраняет ключевое отличие собирателя, перемещающегося от домашней базы к удаленному поиску корма. местоположение, а не просто прохождение через территорию или случайное путешествие. Первоначально CPF был разработан, чтобы объяснить, как краснокрылые дрозды могут максимизировать отдачу энергии при путешествии в гнездо и из гнезда. ^[1] Модель была дополнительно доработана и использована антропологами, изучающими поведенческую экологию человека и археологию . ^[2]

Тематические исследования [ править ]

Центральное место добычи пищи среди нечеловеческих животных [ править ]

Орианс и Пирсон (1979) обнаружили, что краснокрылые дрозды в восточной части штата Вашингтон, как правило, ловят большее количество единичных видов добычи за поездку, чем те же виды в Коста-Рике , которые приносили крупных одиночных насекомых. ^[1] Специализация черных дроздов Коста-Рики на добыче корма была связана с повышенными затратами на поиск и обработку ночных кормов, в то время как птицы в Восточном Вашингтоне добывают добычу ежедневно с меньшими затратами на поиск и обработку. Исследования с морскими птицами и тюленями также показали, что размер груза имеет тенденцию к увеличению с расстоянием от гнезда для кормления, как прогнозирует CPF. ^[3]Другие собиратели из центральных мест, такие как социальные насекомые , также демонстрируют поддержку теории CPF. Европейские пчелы увеличивают нектарную нагрузку по мере того, как увеличивается время в пути от улья до нектарных участков. ^[4] Было обнаружено, что бобры предпочитают собирать деревья большего диаметра по мере увеличения расстояния от их домика. ^[5]

Пример из археологических раскопок: желуди и мидии в Калифорнии [ править ]

Чтобы применить модель поиска пищи в центральном месте к этнографическим и экспериментальным археологическим данным, основанным на теории среднего уровня , Bettinger et al. (1997) упростили модель центрального места Барлоу и Меткалф (1996), чтобы изучить археологические последствия добычи и переработки желудей ( Quercus kelloggii ) и мидий ( Mytilus californianus ). ^{[6] [7]} Эта модель предполагает, что фуражиры собирают ресурсы на расстоянии от их центрального места с целью эффективного возврата ресурсов домой. Ожидается, что время в пути определит степень, в которой собиратели будут обрабатывать ресурс, чтобы увеличить его полезность перед возвращением из места добычи в свое центральное место. Транспортные возможности аборигенов Калифорнии были установлены путем измерения объема корзин с бременем и экстраполяции веса груза на основе этнографических данных об использовании корзин.

Этнографические и экспериментальные данные использовались для оценки полезности на каждом возможном этапе обработки. При изучении экологии и методов заготовки использовалась модель кормодобывания в центральном месте, чтобы предсказать условия, в которых будет происходить обработка двух видов в полевых условиях.

• Желудь: большинство этапов обработки желудей отнимают очень много времени, но лишь незначительно увеличивают полезность, поэтому модель кормодобывания в центральном месте предсказывает, что желуди следует сушить только перед транспортировкой в ​​центральное место. Дальнейшая обработка желудей (растрескивание, очищение от шелухи и веяние) увеличивает эффективность только тогда, когда время в пути сборщиков в одну сторону достигает 25 часов. Это соответствует примерно 124,75 км, что превышает размер территории коренных групп в Калифорнии, зависящих от желудей.
• Мидии: когда фуражиры используют щипковый метод сбора урожая, обработка полей ожидается даже при коротких расстояниях перемещения, поскольку соотношение панциря к мясу позволяет собирателям повысить эффективность за счет удаления панциря. Зачистка почти всегда приводит к переработке в центре, а не на поле, поскольку этот метод сбора урожая приводит к получению большого процента мелких мидий с высоким соотношением скорлупы к мясу.

Понимание того, как собирать пищу в центре, имеет значение для изучения образования археологических памятников. Изменчивость останков на участках может сказать нам о мобильности - являются ли группы собирателями центральных мест, какие ресурсы они отображают, и степень их мобильности. Основываясь на данных о центральном кормопроизводстве для обработки мидий и желудей, Bettinger et al. (1997) сделали несколько прогнозов, оправдывающих ожидания археологов. ^[6] Исследование показывает, что заготовка с обработкой в ​​полях обходится дороже по сравнению с добычей и переработкой ресурсов в жилых помещениях. Эти результаты означают, что высокомобильные собиратели создадут домашнюю базу в непосредственной близости от основных ресурсов, и вся обработка этих ресурсов будет производиться локально. Менее мобильное население, в свою очередь, будет отображено только на нескольких ресурсах, и ожидается, что они будут обрабатывать неместные ресурсы на местах в набегах на материально-техническое снабжение на больших расстояниях от их центрального места. Обработка мусора с археологических памятников должна отражать изменения в мобильности.

• Желуди: участки, где в останках археоботаников преобладают желуди, можно считать сезонными стоянками высокомобильных собирателей, которые нанесли на карту желуди для сезонной обработки. Участки, которые содержат смесь археоботанических останков с пониженным содержанием остатков желудей и растительного материала, который может быть утерян на ранних этапах полевой обработки, интерпретируются как менее мобильные поселения, для которых характерны материально-технические закупки.
• Мидии: интерпретация археологической раковины мидий сложна, потому что она зависит от состояния грядок мидий, расстояния до грядок мидий и типа используемого метода сбора урожая. В целом, однако, участки, расположенные ближе к грядкам с мидиями, должны иметь большую раковину мидий из-за ощипывания и потребления в жилых помещениях. Предполагается, что участки, расположенные далеко от мест добычи мидий, будут иметь разные размеры раковин мидий из-за зачистки. Наличие большего количества мелкой раковины мидий также может указывать на увеличение ресурсоемкости.

Пример из археологических раскопок: добытчики серебра и пропаганда в Колорадо [ править ]

Гловер (2009) использовал модель CPF, чтобы определить, эффективно ли шахтеры конца девятнадцатого века возле Готики , штат Колорадо, выбирали места добычи, учитывая затраты на транспортировку серебряной руды на завод, стоимость серебра и количество серебра на килограмм руды. . ^[8] Оценки затрат, связанных с транспортом, были получены на основе исследований в области физиологии.определить наиболее энергетически эффективный размер нагрузки. Газетные статьи использовались для определения почасовой заработной платы, которую шахтер мог бы получать, если бы вместо этого работал в городе. Газеты также использовались для оценки стоимости серебра в то время, а оценки количества серебра на килограмм руды были получены из записей местных серебряных заводов, а также из газет. Они различались: газеты оптимистично утверждали, что месторождения серебра были гораздо более продуктивными, чем продемонстрировали более точные заводские отчеты.

Эти оценки были использованы для определения оптимального размещения шахт. С помощью GPS был записан ряд исторических мест добычи полезных ископаемых . Эти данные были использованы для расчета наименее затратных путей от шахт до Готики, что позволило определить расстояния до центрального места. Результаты сравнивались с двумя разными моделями CPF, основанными, соответственно, на газетной пропаганде и более реалистичных заводских отчетах.

Шахтеры выбирали места, которые находились намного дальше, чем это было возможно, учитывая ценность серебра и его фактическое количество. Тем не менее, шахты находились в пределах расстояния, предсказанного оптимистическими оценками газет. Гловер предположил, что шахтеры, будучи новичками в этой области, использовали стратегии социального обучения и основывали свои решения на газетной пропаганде и слухах, а не на личном опыте. Поэтому они выбрали места, расположенные слишком далеко, чтобы быть экономически жизнеспособными.

Этнографический пример: моллюски на островах Торресова пролива [ править ]

Моллюски служат примером ресурсов, на которые нацелена модель CPF - ресурсов с тяжелым, громоздким, малоэффективным компонентом (например, раковиной), окружающим меньший, более легкий компонент с высокой полезностью (например, мясо). Если собиратели по-разному обрабатывают поля и транспортируют кормовые объекты моллюсков, анализ состава отложений может неверно оценить важность некоторых видов и их относительный вклад в доисторический рацион. Используя данные о кормодобывании из Мериам в Австралии, Берд и Блидж Берд (1997) сравнивают наблюдаемые полевые приобретения моллюсков с отложениями раковин на жилых участках и проверяют гипотезы модели CPF. ^[9]

Meriam населяют пролив Торрес острова Австралии, имеют Меланезийского происхождение, и имеют сильные культурные и исторические связи с Новой Гвинеей. Они продолжают добывать морские ресурсы, такие как морские черепахи, рыбы, кальмары и моллюски. Птица и Bliege Птица провели «фокусный индивидуальный нагул следует» из 33 детей, 16 мужчин и 42 женщин во время межприливного нагула боев на рифовых квартирах и скальные берегах . Техника для кормления включает 10-литровые пластиковые ведра, ножи с длинным лезвием и молотки. Собиратели ограничены временем (2–4 часа во время отлива) и размером груза (10-литровое ведро).

Крупные моллюски ( Hippopus hippus и Tridacna spp. ), Собранные на рифовой равнине, составляют более половины собранного съедобного веса, но, поскольку они почти всегда обрабатываются в полевых условиях, их раковины составляют только 10% от отложений на жилых площадках. Напротив, моллюски на закате ( Asaphis violascens ) и нериты ( Nerita undata ) обычно обрабатываются на месте. Поэтому крупные моллюски были недостаточно представлены, в то время как мелкие моллюски и нериты были чрезмерно представлены в реконструированной диете.

Поскольку кормодобывание на плоских и каменистых берегах рифов происходит на нескольких участках на разном расстоянии от жилого лагеря, авторы рассчитали средний порог обработки расстояния в одну сторону ( в метрах) для каждого вида. Модель CPF точно предсказывает обработку полей для большинства случаев кормодобывания плоских рифов двустворчатыми моллюсками. Бегемоты и тридакны имеют небольшие пороговые расстояния обработки ( = 74,6 и 137 соответственно), и на расстояниях более 150 метров в лагерь не возвращаются ракушки. Женщины подходят почти на 100%, но дети и мужчины делают оптимальный выбор реже, потому что они обычно добывают моллюсков случайно и, следовательно, не всегда обладают соответствующей технологией обработки.${\ displaystyle z_ {d1}}$${\ displaystyle z_ {d1}}$

Для брюхоногих моллюсков ( Lambis lambis , = 278,7) модель точно предсказывает переработку только в 58-59% случаев. Частично это может быть связано с тем, что некоторые виды животных предпочитают готовить в своих раковинах (т.е. раковина имеет определенную полезность), или также потому, что некоторые предметы добычи готовятся в «лагерях для обеда», а не в жилых лагерях. A. violascens и N. undata никогда не обрабатываются в полевых условиях, что соответствует их большим пороговым расстояниям обработки (2418,5 и 5355,7 соответственно).${\ displaystyle z_ {d1}}$

В целом, виды добычи, которые было трудно или неэффективно обрабатывать и / или собирались рядом с жилым или временным лагерем, не обрабатывались в полевых условиях. Виды, которые требовали небольшого времени обработки для увеличения количества возвращаемых видов и / или были собраны далеко от лагеря, были обработаны в полевых условиях. Прогнозы полевой обработки модели CPF могут быть неверными, если моллюски транспортируются целиком, чтобы сохранить свежесть для последующего потребления или торговли, или когда ценится сам скорлупа.

Этноархеологический пример: рассол и пиньон [ править ]

Барлоу и Меткалф (1996) рассматривают вопросы полевой обработки растительного сырья. ^[7] Решения собирателей, занимающихся центральными местами, могут противоречить археологическим интерпретациям вклада растительного материала в рацион. Уместны два взаимосвязанных вопроса: расположение центрального места и обработка поля.

Барлоу и Меткалф изучают археологические материалы из двух мест, пещеры Опасности и пещеры Хогуп, в районе Большого Соленого озера . Эти сайты содержат доказательства использования Пиньон сосны ( Pinus monophylla ) и pickleweed ( Allenrolfea западная ).

Образцы были получены для экспериментальной обработки из сохранившихся рощ пиньонов и пятен маринованных водорослей в окрестностях пещерных мест. Сбор и переработка пиньона и маринованных трав проводились в строго определенные сроки и под контролем. После каждого этапа полезная, то есть съедобная, часть оставшегося материала взвешивалась и записывалась перед переходом к следующему этапу. Этапы состояли из: сбора, сушки и различных процессов (обжиг, шелушение, веяние и т. Д.) Для удаления несъедобных компонентов. Затем с помощью лабораторного анализа определяли калорийность образцов. Эти значения, а также предполагаемые размеры груза от 3 до 15 кг (на основе размеров этнографической корзины с бременем) затем были использованы для создания прогнозов модели полевой обработки.

На расстоянии 15 км от центра предполагаемая чистая норма отдачи от загрузки пиньона и маринованного маринада в полевых условиях составляет 3000 и 190 калорий в час соответственно. Поскольку пиньон имеет более высокую общую доходность, обработка на местах дает более высокую доходность. Поскольку маринад имеет более низкую доходность, не стоит тратить дополнительные усилия, необходимые для обработки поля. Следовательно, центральное место будет расположено ближе к зарослям маринованных трав, чем к пиньону, чтобы более эффективно использовать ресурс с более низким рейтингом.

Эти результаты предполагают, что археологические свидетельства наличия маринованного в пещере могут переоценить его реальный вклад в рацион питания. Если собиратели решат селиться ближе к участкам маринованных водорослей и вернуть в основном необработанные растения, высокая плотность макрофоссилий соленых водорослей будет включена в отложения на местах. Однако обратное верно для пиньона, который в основном обрабатывается в полевых условиях. Таким образом, на большинстве участков будет мало макроскопических ископаемых, свидетельствующих о несъедобных частях пиньона, которые впоследствии могут быть обнаружены археологами. Таким образом, относительное обилие макрофоссилий в большинстве случаев не влияет напрямую на относительный вклад этих ресурсов в рацион собирателей, обитающих в центральных районах.

Модель [ править ]

Базовая математика: один этап обработки [ править ]

Эффект выравнивания кривой полезности при сохранении постоянного времени заготовки и обработки . Когда разница между полевой обработкой и транспортировкой целых элементов уменьшается, мы должны ожидать увеличения времени транспортировки, при котором будет происходить обработка. Собиратель должен обрабатывать предметы, когда время транспортировки из центрального места превышает этот порог. (По материалам Metcalfe and Barlow 1992.)${\ Displaystyle U (т)}$${\ displaystyle (x_ {0}, x_ {1})}$${\ displaystyle (y_ {1}, y_ {0})}$

Цель модели обработки поля - для собирателя максимизировать отдачу за каждый круговой обход от базы до поля. Модель обычно рассчитывает некоторое время в пути, которое делает целесообразным обработку ресурса до определенного этапа. Чтобы определить это, нам нужно связать выгоду от обработки и время, потраченное на обработку, со временем в пути. Мы позволяем

${\ displaystyle z =}$ точка на оси времени транспортировки, где обработка полей становится рентабельной

${\ displaystyle x_ {0} =}$ время закупать необработанные ресурсы

${\ displaystyle x_ {1} =}$ время закупить и обработать массу ресурсов

${\ displaystyle y_ {0} =}$ полезность загрузки без обработки поля

${\ displaystyle y_ {1} =}$ полезность загрузки с обработкой поля

Затем связь определяется:

Используя значения полезности и времени обработанных и необработанных нагрузок , мы можем решить для . Правая часть уравнения - это отношение относительной полезности * времени к полезности. Должны быть выполнены два условия. Во-первых, у обработанной нагрузки должна быть более высокая полезность, чем у необработанной нагрузки. Во-вторых, коэффициент возврата необработанной загрузки должен быть не меньше, чем коэффициент возврата обработанной загрузки. Формально,${\ displaystyle (y_ {1}, x_ {1})}$${\ displaystyle (y_ {0}, x_ {0})}$${\ displaystyle z}$

Несколько компонентов и несколько этапов обработки [ править ]

Многие ресурсы имеют несколько компонентов, которые можно удалить во время обработки для повышения полезности. Многоступенчатые модели обработки поля позволяют рассчитать пороговые значения перемещения для каждого этапа, когда ресурс имеет более одного компонента. По мере увеличения полезности на каждую нагрузку время, необходимое для получения полной нагрузки, увеличивается.

Преимущество каждого этапа обработки:

где

${\ displaystyle A_ {j} =}$полезность ресурсной составляющей j

${\ displaystyle B_ {j} =}$доля пакета, состоящего из ресурсного компонента j, до обработки

${\displaystyle y_{j}=}$полезность нагрузки на j-м этапе полевой обработки

Затраты по времени на каждый этап обработки составляют:

где

${\displaystyle D_{j}=}$время, необходимое для удаления компонента ресурса j

${\displaystyle L=}$вес оптимального размера груза для перевозки

${\displaystyle P=}$вес неизмененного пакета ресурсов

${\displaystyle M=}$время, необходимое для обработки каждого пакета ресурсов

${\displaystyle x_{j}=}$общее время обработки и обработки, необходимое для достижения каждого этапа j обработки

Теперь эти значения можно использовать для расчета порогового значения перемещения для обработки на этап j . В дополнение к ресурсу с несколькими компонентами эта же модель обобщается на ресурс с несколькими этапами, каждый из которых состоит из нескольких ресурсов, каждый из которых может быть удален независимо друг от друга (т. Е. Без дополнительных затрат). Эта модель может быть далее обобщена на случай, когда несколько компонентов с дополнительными затратами могут быть удалены на нескольких этапах обработки с помощью рекурсии.${\displaystyle z_{j}}$

Предположения [ править ]

Кривые затухания при транспортировке демонстрируют снижение нормы отдачи (кал / час), которое испытывает собиратель из центрального места, в зависимости от времени в пути туда и обратно. Пороговое значение прохождения из моделей полевой обработки представляет собой время прохождения, при котором обработка до следующего этапа обеспечит более высокую частоту возврата, что обозначено пересечением кривых затухания для двух последовательных этапов обработки. Заштрихованные области представляют собой оптимальный объем обработки по мере увеличения времени в пути. ^[7]${\displaystyle z_{j}}$

Эта модель основана на ряде предположений. Здесь перечислены самые важные.

• Частные лица стараются максимально увеличить скорость доставки в оба конца * Пакеты состоят как минимум из двух компонентов с разными утилитами.
• Оптимальный размер загрузки меньше или равен доступным ресурсам
• Время, проведенное вне лагеря, требует упущенной выгоды , а время, проведенное в лагере, - нет. Таким образом, обработка в лагере не требует затрат.

Прогнозы [ править ]

Модель обработки месторождения дает три ключевых прогноза.

1. Сумма, которую человек готов обработать, пропорциональна времени в пути. Это очевидно в и в уравнении выше. Поскольку это количество времени, которое требуется человеку для обработки чего-либо до дополнительной стадии, и оно не зависит от количества времени, которое требуется человеку для первоначального приобретения ресурсов, и поскольку оно положительное, то его увеличение приведет к увеличению .${\displaystyle x_{0}}$${\displaystyle x_{1}}$${\displaystyle x_{1}}$${\displaystyle x_{1}}$${\displaystyle z}$
2. Если обработка дает большую выгоду, тогда не нужно будет путешествовать так далеко, чтобы сделать процессинг стоящим. Это ясно, потому что, пока выполняется условие 2, больше, чем . Так что эта часть уравнения будет отрицательной. Следовательно, если мы сохраним все остальное и увеличим выгоду от обработки, время в пути, необходимое для обеспечения жизнеспособности обработки, уменьшится.${\displaystyle y_{1}}$${\displaystyle y_{0}}$
3. Обработка полей может увеличить количество времени, в течение которого человек готов преследовать добычу. Если обработка предмета-жертвы дает достаточно большую выгоду, вы потратите больше времени на его захват. Мы можем убедиться в этом, посмотрев, где находится эта модель. Поскольку он взаимодействует с преимуществом из-за обработки, изменение любого из них может измениться .${\displaystyle x_{0}}$${\displaystyle z}$

Кривые затухания при транспортировке демонстрируют снижение нормы отдачи (кал / час), которое испытывает собиратель из центрального места, в зависимости от времени в пути туда и обратно.

См. Также [ править ]

• Теория оптимального кормления

Ссылки [ править ]