Advanced

Movement patterns and displacement of a soil insect

Nilsson, Elna LU (2004)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

En insekts rörelsemönster i en värld av dofter



Jag har videofilmat hur en marklevande insekt, Protaphorura armata, rör sig på en plan yta, hur de gör när de stöter på hinder, dofter från mat, artfränder och fiender. Jag har också använt matematiska modeller för att beskriva deras rörelsemönster. P. armata är en s.k. hoppstjärt men saknar förmågan att hoppa som flertalet andra hoppstjärtar kan. Den är pigmentlös (vit), ca 1.5 mm lång och lever i marken där den är mycket vanlig. Eftersom den är blind så orienterar den efter kemiska signaler. Jag har valt att studera den arten dels för att så lite är känt om marklevande djurs rörelsebeteende då det är svårt att observera och dels... (More)
Popular Abstract in Swedish

En insekts rörelsemönster i en värld av dofter



Jag har videofilmat hur en marklevande insekt, Protaphorura armata, rör sig på en plan yta, hur de gör när de stöter på hinder, dofter från mat, artfränder och fiender. Jag har också använt matematiska modeller för att beskriva deras rörelsemönster. P. armata är en s.k. hoppstjärt men saknar förmågan att hoppa som flertalet andra hoppstjärtar kan. Den är pigmentlös (vit), ca 1.5 mm lång och lever i marken där den är mycket vanlig. Eftersom den är blind så orienterar den efter kemiska signaler. Jag har valt att studera den arten dels för att så lite är känt om marklevande djurs rörelsebeteende då det är svårt att observera och dels eftersom arten är lätt att arbeta med i laboratoriemiljö och man kan bygga upp hela landskap som den kan röra sig i. Förhoppningen är att försök som detta ska bidra till att öka förståelsen för hur djur i allmänhet rör sig i olika miljöer, vad som påverkar hur de fördelar sig i ett område och hur långt de kan förflytta sig.



I en miljö utan föda, andra individer eller kända kemiska signaler rör sig djuren oregelbundet men svänger ibland mera åt höger eller åt vänster så att de går i loopar. Det kan vara effektivt för att hitta resurser, t.ex. föda, som förekommer med hög täthet i vissa områden.



Om man tillför en attraktiv eller avskräckande doft ändrar djuren sitt rörelsemönster. De går snabbare och ändrar riktning mer sällan så att de kommer fortare till eller bort från doftkällan. Doften från artfränder är attraktiv för djuren medan doften från döda individer fungerar avskräckande. Att attraheras till levande artfränder kan öka chanserna för fortplantning och att fly doften från döda individer är ett sätt att undvika områden där dödsrisken är hög. Djuren undviker även döda hoppstjärtar från närstående arter men inte från mera avlägsna släktingar. Jag har funnit linolsyra hos döda individer som var avskräckande och att hoppstjärtarna undviker linolsyra. Det verkar därför troligt att linolsyra är en viktig dödsdoft.



I en miljö med föda och artfränder ändrar djuren riktning oftare när de rör sig. Det minskar sannolikheten att lämna området och ökar andelen yta som söks av.



Eftersom djuren attraheras till föda och stannar längre i närheten av den får de samma fördelning i rummet som födan. Dessutom attraherar doften av levande individer vilket ökar tätheten ytterligare där det finns mycket föda. Samtidigt lockar de till sig rovdjur. När rovdjuren dödat en del hoppstjärtar och linolsyra frisätts, avskräcks de överlevande och lämnar matbordet. (Less)
Abstract
Movement and dispersal are important determinants of the spatial distribution and persistence of animal populations in a heterogeneous environment. I studied the small-scale movement pattern of a soil-living insect, Protaphorura armata (Collembola) by using a video-equipment. I added chemical cues, food and conspecifics to their environment and evaluated the effects of external cues on the movement pattern and on displacement at a larger scale. P. armata walked in loops combined with more irregular walks in an environment without known cues. Loops indicate that the direction of the step taken now depends on the direction of the step/steps taken in the past. A mathematical (autoregressive) model was used to describe the looping behaviour.... (More)
Movement and dispersal are important determinants of the spatial distribution and persistence of animal populations in a heterogeneous environment. I studied the small-scale movement pattern of a soil-living insect, Protaphorura armata (Collembola) by using a video-equipment. I added chemical cues, food and conspecifics to their environment and evaluated the effects of external cues on the movement pattern and on displacement at a larger scale. P. armata walked in loops combined with more irregular walks in an environment without known cues. Loops indicate that the direction of the step taken now depends on the direction of the step/steps taken in the past. A mathematical (autoregressive) model was used to describe the looping behaviour. P. armata walked more straightened out and faster in presence of attractive or repellent chemical cues. The result was an increased displacement either towards or away from the source. Chemical cues from live conspecifics were attractive to P. armata while chemical cues from dead conspecifics and from dead individuals of two closely related species were repellent. The repellence is interpreted as an avoidance of areas with a high probability of being killed by e.g. predation. Free linoleic acid present in crushed individuals was shown to be at least partly responsible for the observed repellence. P. armata changed its movement pattern and the displacement decreased in presence of both food and conspecifics. The turning rate increased in individuals moving in an attractive area, which is common in animals and will increase the probability to stay within an area and also increase the search intensity of the area. P. armata is predicted to aggregate in areas with food due to odour attraction and a decreased displacement. The presence of other individuals in areas with food will further contribute to the aggregation. However, it is known from previous results that food of Collembola attracts their predators as well and attractive areas may turn repellent to P. armata as predation occurs and linoleic acid is released. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Prof Sabelis, Maurice W., Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
attraction, repellence, fatty acid, Ecology, Ekologi, alarm, autoregressive model, autocorrelation, random walk, Protaphorura armata, Collembola, migration, dispersal, movement, displacement
pages
96 pages
publisher
Elna Nilsson, Ekologihuset, Sölvegatan 37, 223 62 Lund,
defense location
Ecology Building, Sölvegatan 37, Blå Hallen
defense date
2004-05-28 10:15
external identifiers
  • other:ISRN: SE-LUNBDS/NBKE-04/1032+96pp
ISBN
91-7105-207-0
language
English
LU publication?
yes
id
1a4671d5-ae16-482f-af17-63887b5514c6 (old id 467073)
date added to LUP
2007-09-06 10:43:53
date last changed
2016-09-19 08:45:12
@phdthesis{1a4671d5-ae16-482f-af17-63887b5514c6,
  abstract     = {Movement and dispersal are important determinants of the spatial distribution and persistence of animal populations in a heterogeneous environment. I studied the small-scale movement pattern of a soil-living insect, Protaphorura armata (Collembola) by using a video-equipment. I added chemical cues, food and conspecifics to their environment and evaluated the effects of external cues on the movement pattern and on displacement at a larger scale. P. armata walked in loops combined with more irregular walks in an environment without known cues. Loops indicate that the direction of the step taken now depends on the direction of the step/steps taken in the past. A mathematical (autoregressive) model was used to describe the looping behaviour. P. armata walked more straightened out and faster in presence of attractive or repellent chemical cues. The result was an increased displacement either towards or away from the source. Chemical cues from live conspecifics were attractive to P. armata while chemical cues from dead conspecifics and from dead individuals of two closely related species were repellent. The repellence is interpreted as an avoidance of areas with a high probability of being killed by e.g. predation. Free linoleic acid present in crushed individuals was shown to be at least partly responsible for the observed repellence. P. armata changed its movement pattern and the displacement decreased in presence of both food and conspecifics. The turning rate increased in individuals moving in an attractive area, which is common in animals and will increase the probability to stay within an area and also increase the search intensity of the area. P. armata is predicted to aggregate in areas with food due to odour attraction and a decreased displacement. The presence of other individuals in areas with food will further contribute to the aggregation. However, it is known from previous results that food of Collembola attracts their predators as well and attractive areas may turn repellent to P. armata as predation occurs and linoleic acid is released.},
  author       = {Nilsson, Elna},
  isbn         = {91-7105-207-0},
  keyword      = {attraction,repellence,fatty acid,Ecology,Ekologi,alarm,autoregressive model,autocorrelation,random walk,Protaphorura armata,Collembola,migration,dispersal,movement,displacement},
  language     = {eng},
  pages        = {96},
  publisher    = {Elna Nilsson, Ekologihuset, Sölvegatan 37, 223 62 Lund,},
  school       = {Lund University},
  title        = {Movement patterns and displacement of a soil insect},
  year         = {2004},
}