羚羊运动的指向性、关联与昼夜周期：从数据、随机模型到运动预测
统计力学
2023-05-12 v1 生物物理
种群与进化
摘要
动物的下一步移动可预测性如何？具体而言，哪些因素支配着陆生食草动物尤其是反刍动物的短期与长期运动模式及整体动力学？为回答此问题，我们在此研究南非剑羚（Antidorcas marsupialis）的运动动力学。我们提出互补的统计分析技术并结合机器学习方法，在纳米比亚一处私人野生动物保护区的项圈南非剑羚长期 GPS 追踪数据上，跨多个时间尺度分析其运动。作为一个新结果，我们能够在约 20% 的确定度下预测南非剑羚未来一小时内的运动。其余 80% 在性质上为随机的，由建模算法中未计入的因素及南非剑羚的个体行为特征所引发。我们发现运动指向性对该预测部分贡献约 17%。我们发现指向性度量强烈依赖于昼夜周期。先前已知的南非剑羚对水源的日间亲和性（由我们的机器学习算法预测）总体上仅占该预测确定性成分的 3%。此外，休息点被发现对南非剑羚运动的影响至少与正式研究的水源效应相当。这些关于运动模式及其潜在行为原因的论断对其他反刍动物的普适性，可基于我们的统计分析工具进行检验。
引用
@article{arxiv.2305.06601,
title = {Directedeness, correlations, and daily cycles in springbok motion: from data over stochastic models to movement prediction},
author = {P. G. Meyer and A. G. Cherstvy and H. Seckler and R. Hering and N. Blaum and F. Jeltsch and R. Metzler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.06601},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 9 figures, RevTeX