TY  - JOUR
A1  - Noonan, Michael J.
A1  - Tucker, Marlee A.
A1  - Fleming, Christen H.
A1  - Akre, Thomas S.
A1  - Alberts, Susan C.
A1  - Ali, Abdullahi H.
A1  - Altmann, Jeanne
A1  - Antunes, Pamela Castro
A1  - Belant, Jerrold L.
A1  - Beyer, Dean
A1  - Blaum, Niels
A1  - Boehning-Gaese, Katrin
A1  - Cullen Jr, Laury
A1  - de Paula, Rogerio Cunha
A1  - Dekker, Jasja
A1  - Drescher-Lehman, Jonathan
A1  - Farwig, Nina
A1  - Fichtel, Claudia
A1  - Fischer, Christina
A1  - Ford, Adam T.
A1  - Goheen, Jacob R.
A1  - Janssen, Rene
A1  - Jeltsch, Florian
A1  - Kauffman, Matthew
A1  - Kappeler, Peter M.
A1  - Koch, Flavia
A1  - LaPoint, Scott
A1  - Markham, A. Catherine
A1  - Medici, Emilia Patricia
A1  - Morato, Ronaldo G.
A1  - Nathan, Ran
A1  - Oliveira-Santos, Luiz Gustavo R.
A1  - Olson, Kirk A.
A1  - Patterson, Bruce D.
A1  - Paviolo, Agustin
A1  - Ramalho, Emiliano Estero
A1  - Rosner, Sascha
A1  - Schabo, Dana G.
A1  - Selva, Nuria
A1  - Sergiel, Agnieszka
A1  - da Silva, Marina Xavier
A1  - Spiegel, Orr
A1  - Thompson, Peter
A1  - Ullmann, Wiebke
A1  - Zieba, Filip
A1  - Zwijacz-Kozica, Tomasz
A1  - Fagan, William F.
A1  - Mueller, Thomas
A1  - Calabrese, Justin M.
T1  - A comprehensive analysis of autocorrelation and bias in home range estimation
JF  - Ecological monographs : a publication of the Ecological Society of America.
N2  - Home range estimation is routine practice in ecological research. While advances in animal tracking technology have increased our capacity to collect data to support home range analysis, these same advances have also resulted in increasingly autocorrelated data. Consequently, the question of which home range estimator to use on modern, highly autocorrelated tracking data remains open. This question is particularly relevant given that most estimators assume independently sampled data. Here, we provide a comprehensive evaluation of the effects of autocorrelation on home range estimation. We base our study on an extensive data set of GPS locations from 369 individuals representing 27 species distributed across five continents. We first assemble a broad array of home range estimators, including Kernel Density Estimation (KDE) with four bandwidth optimizers (Gaussian reference function, autocorrelated‐Gaussian reference function [AKDE], Silverman's rule of thumb, and least squares cross‐validation), Minimum Convex Polygon, and Local Convex Hull methods. Notably, all of these estimators except AKDE assume independent and identically distributed (IID) data. We then employ half‐sample cross‐validation to objectively quantify estimator performance, and the recently introduced effective sample size for home range area estimation ( N̂ area
) to quantify the information content of each data set. We found that AKDE 95% area estimates were larger than conventional IID‐based estimates by a mean factor of 2. The median number of cross‐validated locations included in the hold‐out sets by AKDE 95% (or 50%) estimates was 95.3% (or 50.1%), confirming the larger AKDE ranges were appropriately selective at the specified quantile. Conversely, conventional estimates exhibited negative bias that increased with decreasing N̂ area. To contextualize our empirical results, we performed a detailed simulation study to tease apart how sampling frequency, sampling duration, and the focal animal's movement conspire to affect range estimates. Paralleling our empirical results, the simulation study demonstrated that AKDE was generally more accurate than conventional methods, particularly for small N̂ area. While 72% of the 369 empirical data sets had >1,000 total observations, only 4% had an N̂ area >1,000, where 30% had an N̂ area <30. In this frequently encountered scenario of small N̂ area, AKDE was the only estimator capable of producing an accurate home range estimate on autocorrelated data.
KW  - animal movement
KW  - kernel density estimation
KW  - local convex hull
KW  - minimum convex polygon
KW  - range distribution
KW  - space use
KW  - telemetry
KW  - tracking data
Y1  - 2018
U6  - https://doi.org/10.1002/ecm.1344
SN  - 0012-9615
SN  - 1557-7015
VL  - 89
IS  - 2
PB  - Wiley
CY  - Hoboken
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Reil, Daniela
A1  - Rosenfeld, Ulrike M.
A1  - Imholt, Christian
A1  - Schmidt, Sabrina
A1  - Ulrich, Rainer G.
A1  - Eccard, Jana
A1  - Jacob, Jens
T1  - Puumala hantavirus infections in bank vole populations
BT  - host and virus dynamics in Central Europe
T2  - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe
N2  - Background

In Europe, bank voles (Myodes glareolus) are widely distributed and can transmit Puumala virus (PUUV) to humans, which causes a mild to moderate form of haemorrhagic fever with renal syndrome, called nephropathia epidemica. Uncovering the link between host and virus dynamics can help to prevent human PUUV infections in the future. Bank voles were live trapped three times a year in 2010–2013 in three woodland plots in each of four regions in Germany. Bank vole population density was estimated and blood samples collected to detect PUUV specific antibodies.

Results

We demonstrated that fluctuation of PUUV seroprevalence is dependent not only on multi-annual but also on seasonal dynamics of rodent host abundance. Moreover, PUUV infection might affect host fitness, because seropositive individuals survived better from spring to summer than uninfected bank voles. Individual space use was independent of PUUV infections.

Conclusions

Our study provides robust estimations of relevant patterns and processes of the dynamics of PUUV and its rodent host in Central Europe, which are highly important for the future development of predictive models for human hantavirus infection risk.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 957 
KW  - Myodes glareolus
KW  - population dynamics
KW  - Puumala virus seroprevalence
KW  - space use
KW  - survival
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-431232
SN  - 1866-8372
IS  - 957
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schirmer, Annika
T1  - Consistent individual differences in movement-related behaviour as equalising and/or stabilising mechanisms for species coexistence
T1  - Konstante individuelle Unterschiede in Bewegungs-relevanten Verhaltensweisen als stabilisierende und/oder angleichende Mechanismen für die Koexistenz von Arten
N2  - The facilitation of species coexistence has been a central theme in ecological research for years, highlighting two key aspects: ecological niches and competition between species. According to the competitive exclusion principle, the overlap of species niches predicts the amount of shared resources and therefore competition between species, determining their ability to coexist. Only if niches of two species are sufficiently different, thus niche overlap is low, competition within species is higher than competition between species and stable coexistence is possible. Thereby, differences in species mean traits are focused on and conspecific individuals are assumed to be interchangeable. This approach might be outdated since behaviour, as a key aspect mediating niche differentiation between species, is individual based. Individuals from one species consistently differ across time and situations in their behavioural traits. Causes and consequences of consistent behavioural differences have been thoroughly investigated stimulating their recent incorporation into ecological interactions and niche theory. Spatial components have so far been largely overlooked, although animal movement is strongly connected to several aspects of ecological niches and interactions between individuals. Furthermore, numerous movement aspects haven been proven to be crucially influenced by consistent individual differences. Considering spatial parameters could therefore crucially broaden our understanding of how individual niches are formed and ecological interactions are shaped. Furthermore, extending established concepts on species interactions by an individual component could provide new insights into how species coexistence is facilitated and local biodiversity is maintained.
The main aim of this thesis was to test whether consistent inter-individual differences can facilitate the coexistence of ecological similar species. Therefore, the effects of consistent inter-individual differences on the spatial behaviour of two rodent species, the bank vole (Myodes glareolus) and the striped field mouse (Apodemus agrarius), were investigated and put in the context of: (i) individual spatial niches, (ii) interactions between species, and (iii) the importance of different levels of behavioural variation within species for their interactions. Consistent differences of study animals in boldness and exploration were quantified with the same tests in all presented studies and always combined with observations of movement and space use via automated VHF radio telemetry. Consequently, results are comparable throughout the thesis and the methods provide a common denominator for all chapters. The first two chapters are based on observations of free-ranging rodents in natural populations, while chapter III represents an experimental approach under semi-natural conditions.
Chapter I focusses on the effect of consistent differences in boldness and exploration on movement and space use of bank voles and their contribution to individual spatial niche separation. Results show boldness to be the dominating predictor for spatial parameters in bank voles. Irrespective of sex, bolder individuals had larger home ranges, moved longer distances, had less spatial interactions with conspecifics and occupied different microhabitats compared to shy individuals. The same boldness-dependent spatial patterns could be observed in striped field mice which is reported in chapter II. Therefore, both study species showed individual spatial niche occupation.
Chapter II builds on findings from the first chapter, investigating the effect of boldness driven individual spatial niche occupation on the interactions between species. Irrespective of species and sex, bolder individuals had more interspecific spatial interactions, but less intraspecific interactions, compared to shy individuals. Due to individual niches occupation the competitive environment individuals experience is not random. Interactions are restricted to individuals of similar behavioural type with presumably similar competitive ability, which could balance differences on the species level and support coexistence.
In chapter III the experimental populations were either comprised of only shy or only bold bank voles, while striped field mice varied, creating either a shy- or bold-biased competitive community. Irrespective of behavioural type, striped field mice had more intraspecific interactions in bold-biased competitive communities. Only in a shy-biased competitive community, bolder striped field mice had less interspecific interactions compared to shy individuals. Bank voles showed no difference in intra- or interspecific interactions between populations. Chapter III highlights, that not only consistent inter-individual differences per se are important for interactions within and between species, but also the amount of behavioural variation within coexisting species.
Overall, this thesis highlights the importance of considering consistent inter-individual differences in a spatial context and their connection to individual spatial niche occupation, as well as the resulting effects on interactions within and between species. Individual differences are discussed in the context of similarity of individuals, individual and species niche width, and individual and species niche overlap. Thereby, this thesis makes one step further from the existing research on individual niches towards integrating consistent inter-individual differences into the larger framework of species coexistence.
N2  - Ein zentrales Thema in der Ökologie ist die Koexistenz von Arten. Zwei Aspekte sind dabei von großer Bedeutung: ökologische Nischen und zwischenartliche Konkurrenz. Das Konkurrenz-Ausschlussprinzip besagt, dass der Überlappungsgrad der Nischen zweier Arten bestimmt, wie viele Ressourcen sie teilen und damit wie stark die Konkurrenz zwischen ihnen ist. Eine stabile Koexistenz zweier Arten ist nur dann möglich, wenn ihre Nischen unterschiedlich genug sind und eine geringe Überlappung vorliegt. In diesem Fall ist die innerartliche Konkurrenz größer als die zwischenartliche, und die Bedingungen für eine langfristig stabile Koexistenz sind gegeben. Traditionell werden hierbei nur mittlere Unterschiede zwischen den Fokusarten verglichen und der Einfluss von Unterschieden zwischen Individuen nicht beachtet. Ein wesentlicher Aspekt, der die Nischendifferenzierung zwischen Tierarten beeinflusst ist deren Verhalten. Dieses ist jedoch nachweislich individuell geprägt, folglich könnte der oben erwähnte Ansatz zur Koexistenz von Arten eventuell veraltet sein. Zwischen Individuen einer Art gibt es konstante Verhaltensunterschiede, die stabil bleiben über die Zeit und zwischen verschiedenen Situationen. Ursachen und Effekte dieser Unterschiede wurden bereits in zahlreichen Tierarten untersucht, wodurch ebenfalls die Integration von individuellen Verhaltensunterschieden in das Konzept der ökologischen Nische angestoßen wurde. Aspekte der Raumnutzung von Tieren fanden hierbei bislang kaum Beachtung, obwohl sie für eine Vielzahl von Parametern, die mit Nischen in Verbindung stehen, essentiell sind. Räumliches Verhalten von Tieren wird stark durch individuelle Verhaltensunterschiede beeinflusst, weswegen es eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit individuellen Nischen spielen sollte. Hinsichtlich der Formation individueller Nischen und ökologischer Interaktionen hat die Einbeziehung von räumlichen Aspekten das Potential entscheidende Impulse zu erbringen. Die Erweiterung bestehender Theorien zu Artinteraktionen, um eine individuelle Komponente, kann neue Einblicke schaffen wie Koexistenz zwischen Arten vermittelt und örtliche Biodiversität erhalten wird.
Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit den Einflüssen von stabilen, individuellen Verhaltensunterschieden auf die Raumnutzung von Individuen. Dies wurde exemplarisch an zwei Nagerarten untersucht, der Rötelmaus (Myodes glareolus) und der Brandmaus (Apodemus agrarius). Dabei wird der Fokus auf die folgenden Aspekte gelegt: (i) individuelle Nischen, (ii) Interaktionen zwischen Arten, und (iii) Auswirkungen verschiedener Variationsgrade stabiler Verhaltensunterschiede auf die Interaktionen innerhalb und zwischen Arten. Alle Kapitel basieren auf der gleichen Methodik in der Datenaufnahme, da individuelle Verhaltensunterschiede stets mit dem gleichen Test quantifiziert und mit räumlichen Mustern in Zusammenhang gebracht wurden, die mit Hilfe automatischer VHF Radiotelemetrie aufgezeichnet wurden. Ergebnisse sind somit auch kapitelübergreifend vergleichbar. Kapitel eins und zwei umfassen Studien an freilebenden Nagetieren aus natürlichen Populationen, während das dritte Kapitel eine experimentelle Studie unter naturnahen Bedingungen darstellt.
Das erste Kapitel handelt von den Effekten stabiler Verhaltensunterschiede in der Risikobereitschaft und dem Explorationsverhalten von Rötelmäusen auf deren Bewegungsmuster. Letztere wurden nur durch die Risikobereitschaft der Individuen beeinflusst, aber nicht durch deren Explorationsverhalten. Risikofreudigere Individuen hatten größere Streifgebiete, legten längere Strecken zurück, hatten weniger innerartliche Interaktionen und bewohnten andere Mikrohabitate als risikoscheue Individuen. Gleiche Muster konnten für die Brandmäuse gefunden werden, werden jedoch erst im zweiten Kapitel dargestellt. Beide Arten besetzen somit individuelle räumliche Nischen.
Kapitel zwei baut auf dem Resultat des ersten Kapitels auf und beschäftigt sich mit den Auswirkungen von individuellen räumlichen Nischen auf die Interaktionen zwischen zwei Arten. Hierbei konnte gezeigt werden, dass unabhängig von Art und Geschlecht, risikofreudigere Individuen weniger innerartliche Interaktionen haben, dafür aber mehr zwischenartliche im Vergleich zu risikoscheuen Individuen. Die Besetzung individueller Nischen hat somit zur Folge, dass das Konkurrenz-Umfeld der Individuen abhängig von ihrem Verhaltenstyp ist. Daraus folgt, dass die Interaktionen zwischen Individuen zweier Arten beschränkt sind auf solche Individuen, die sich in ihrem Verhaltenstyp, und damit ihrer Konkurrenzkraft, ähneln. Etwaige Artunterschiede in der Konkurrenzkraft könnten dadurch ausgeglichen werden und die Koexistenz der Arten vermitteln.
Im letzten Kapitel wurden experimentelle Populationen aus beiden Versuchsarten zusammengestellt. Diese unterschieden sich darin, dass die Rötelmäuse entweder ausschließlich risikoscheu oder risikobereit waren, während die Brandmäuse in ihrem Verhaltenstyp variierten. Dadurch wurden Artgemeinschaften erstellt, die entweder ein vorwiegend risikoscheues oder risikobereites Konkurrenz-Umfeld hatten. Eine reduzierte Variationsbreite der individuellen Verhaltensunterschiede in einer von zwei koexistierenden Arten führt dazu, dass sich die Interaktionsmuster innerhalb und zwischen den Arten, im Vergleich zu denen aus natürlichen Populationen verändern. Brandmäuse in einem risikobereiten Konkurrenz-Umfeld hatten mehr innerartliche Interaktionen als solche in einem risikoscheuen Konkurrenz-Umfeld, unabhängig davon ob die Brandmäuse selber risikoscheu oder risikofreudig waren. Die zwischenartlichen Interaktionen dagegen wurden nur in einem risikoscheuen Konkurrenz-Umfeld von risikobereiten Brandmäusen reduziert im Gegensatz zu risikoscheuen Individuen. Währenddessen zeigen Rötelmäuse weder in den inner- noch in den zwischenartlichen Interaktionen einen Unterschied aufgrund ihres Konkurrenz-Umfeldes. Das dritte Kapitel zeigt damit deutlich, dass nicht nur stabile individuelle Unterschiede für inner- und zwischenartliche Interaktionen von Bedeutung sind, sondern dass auch die Variationsbreite der Verhaltensunterschiede innerhalb der Arten eine entscheidende Rolle spielt.
Zusammenfassend verdeutlicht die vorliegende Arbeit wie wichtig die Berücksichtigung von stabilen individuellen Verhaltensunterschieden im Hinblick auf räumliche Parameter ist. Darüber hinaus zeigen die vorliegenden Ergebnisse, dass individuelle Verhaltensunterschiede für die Besetzung individueller Nischen und damit für inner- und zwischenartlichen Interaktionen von großer Bedeutung sind. Innerhalb dieser Arbeit werden individuelle Verhaltensunterschiede in Zusammenhang mit der Ähnlichkeit von Arten, der Breite von individuellen Nischen und Artnischen, sowie deren Überlappung gebracht. Diese Arbeit stellt somit eine Erweiterung des bisherigen Forschungstandes hinsichtlich der Einbeziehung von individuellen Verhaltensunterschieden in die Theorie der Koexistenz von Arten dar.
KW  - ecological interactions
KW  - inter-individual differences
KW  - animal personality
KW  - movement ecology
KW  - space use
Y1  - 2019
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Eccard, Jana
A1  - Fey, Karen
A1  - Caspers, Barbara A.
A1  - Ylönen, Hannu
T1  - Breeding state and season affect interspecific interaction types
BT  - indirect resource competition and direct interference
T2  - Postprints der Universität Potsdam Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe
N2  - Indirect resource competition and interference are widely occurring mechanisms of interspecific interactions. We have studied the seasonal expression of these two interaction types within a two-species, boreal small mammal system. Seasons differ by resource availability, individual breeding state and intraspecific social system. Live-trapping methods were used to monitor space use and reproduction in 14 experimental populations of bank voles Myodes glareolus in large outdoor enclosures with and without a dominant competitor, the field vole Microtus agrestis. We further compared vole behaviour using staged dyadic encounters in neutral arenas in both seasons. Survival of the non-breeding overwintering bank voles was not affected by competition. In the spring, the numbers of male bank voles, but not of females, were reduced significantly in the competition populations. Bank vole home ranges expanded with vole density in the presence of competitors, indicating food limitation. A comparison of behaviour between seasons based on an analysis of similarity revealed an avoidance of costly aggression against opponents, independent of species. Interactions were more aggressive during the summer than during the winter, and heterospecific encounters were more aggressive than conspecific encounters. Based on these results, we suggest that interaction types and their respective mechanisms are not either–or categories and may change over the seasons. During the winter, energy constraints and thermoregulatory needs decrease direct aggression, but food constraints increase indirect resource competition. Direct interference appears in the summer, probably triggered by each individual’s reproductive and hormonal state and the defence of offspring against conspecific and heterospecific intruders. Both interaction forms overlap in the spring, possibly contributing to spring declines in the numbers of subordinate species.
T3  - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 729 
KW  - rodents
KW  - aggression
KW  - seasonality
KW  - space use
KW  - winter biology
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-429398
SN  - 1866-8372
IS  - 729
SP  - 623
EP  - 633
ER  -