Дієтичний фосфат впливає на вибір їжі, долю фосфору після прийому та ефективність

Журнал експериментальної біології

Знайдіть цього автора на Google Scholar
Знайдіть цього автора на PubMed
Шукайте цього автора на цьому сайті
Для листування: [email protected]

АНОТАЦІЯ

ВСТУП

Відносна доступність різних поживних речовин сильно впливає на ріст і придатність рослиноїдних тварин, біомаса яких, як правило, містить набагато більші концентрації та різне співвідношення таких елементів, як азот (N) та фосфор (P), щодо рослин (Boswell et al., 2008; Sterner та Elser, 2002). Відносна доступність вуглеводів та білків [або вуглецю (С) та N] виявилася особливо важливою, і багато недавніх досліджень показали, що швидкість годівлі, вибір та продуктивність різноманітних тварин можна пояснити вуглеводами, що містяться в їжі: співвідношення білків (Behmer, 2009; Simpson and Raubenheimer, 2012). Також добре визнано, що харчовий ландшафт та потреби тварин є багатовимірними, з яскравими прикладами важливості певних поживних речовин (наприклад, зміни в доступності натрію впливають на розмноження, швидкість росту та чисельність комах; Joern et al., 2012; Kaspari et al., 2014; Smedley and Eisner, 1996). Тим не менше, ми все ще маємо відносно неповну картину взаємозв'язку між концентрацією поживних речовин та продуктивністю рослиноїдних тварин, що створює серйозну перешкоду для прогнозної екології.

Багато пояснень є вірогідними щодо різноманітності ефектів Р на продуктивність комах. Виходячи з гіпотези про швидкість росту, види, що ростуть швидше, з високим вмістом Р в організмі повинні виявляти більшу чутливість до харчового Р під час розвитку (Sterner and Elser, 2002). Для експериментів, в яких% P змінюється в природному листі шляхом запліднення ґрунтів або рослин, що додають рослини, шляхом поміщення обрізаних стебел у багатий фосфатами водний розчин, очікується, що ефект буде змінюватися залежно від рівня інших поживних речовин у раціоні (Сімпсон та Raubenheimer, 2012), а також потенційний вплив запліднення на структуру рослин або вміст алелохімічних речовин (Behmer, 2009). Навіть при синтетичних дієтах з оптимальною концентрацією інших поживних речовин вплив дієтичного Р на продуктивність, ймовірно, буде нелінійним. Тобто, є ймовірні видоспецифічні позитивні ефекти щодо деякого низького діапазону вмісту Р, області плато, в якій селективне поглинання/виведення дозволяє достатньому засвоєнню та зростанню Р не залежати від споживання Р, та більш високій області, в якій більший вміст Р має негативні наслідки. Негативні ефекти високої дієтичної Р були виявлені в різних водних таксонах і, можливо, відображають гальмування годівлі або підвищені витрати на виведення (Boersma та Elser, 2006).

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Тварини, штучні дієти та загальні умови

Schistocerca americana - великий різновид коника-коника, поширений на більшій частині Північної Америки, який харчується як травами, так і травами. Тварини, використані в цих експериментах, були отримані з культури, що зберігалася в Університеті штату Арізона протягом 20 років, як описано раніше (Harrison and Kennedy, 1994). Самці і жінки коників були розподілені порівну між експериментами. Для маніпулювання% P ми використовували сухі, зернисті, хімічно визначені харчові продукти, замінюючи звичайно вживаний фосфатами казеїн соєвим білком та незамінними амінокислотами (див. „Розробка синтетичної дієти з гнучким вмістом Р“ нижче). Рівні Р маніпулювали від 0,02% до 1,50%, додаючи фосфатні солі, при цьому концентрації катіонів підтримували постійними протягом експерименту. Конкретні катіони та аніони, що використовувались для збалансування фосфату, варіювались в експерименті (див. Нижче). У всіх випадках їжа та вода забезпечувались за бажанням.