Фізіологічний вплив змішування дієти на придатність споживачів мета-аналіз - Lefcheck - 2013 -
Інструменти
Слідкуйте за журналом
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Департамент екології та еволюції, Каліфорнійський університет, One Shields Avenue, Девіс, Каліфорнія 95616 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Департамент екології та еволюції, Каліфорнійський університет, One Shields Avenue, Девіс, Каліфорнія 95616 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Інститут морських наук штату Вірджинія, коледж Вільяма та Мері, П.О. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 США
Відповідний редактор: Б. Дж. Кардінале.
Анотація
Вступ
Ступінь дієтичного генералізму проти спеціалізації є центральним питанням в екології, що повідомляє про генезис та підтримку біорізноманіття (Chesson et al. 2000), про еволюцію та наслідки екологічних взаємодій (Futuyma та Moreno 1988) та про трофічний перенос через харчові мережі. (Даффі та ін., 2007). На рівні індивідуального споживача теорія раннього пошуку кормів передбачала, що приріст енергії, а отже і придатність, буде максимізований за рахунок харчування найпоширенішим та найякіснішим продуктом харчування (Stephens and Krebs 1986). Протягом еволюційного часу також передбачалося, що підбір фахівців сприятиме фізіологічним, морфологічним та поведінковим адаптаціям, що дозволило більш ефективно використовувати такі продукти харчування. Однак у природі багато споживачів мають узагальнені дієти, складові яких сильно відрізняються за своєю доступністю, харчовими якостями, засвоюваністю та токсичністю (Crawley 1983). Внаслідок цього, як прогнозували, загальні спеціалісти були менш ефективними в цілому у своїй здатності використовувати будь-яку дану їжу у своєму раціоні. Цей компроміс між якістю та кількістю часто призводив до того, що загального лікаря називали «валетом усіх речей, і господарем жодного» (Футуйма та Морено 1988: 212).
На додаток до цих прямих наслідків для фізичних кормах, притаманність їжі також має важливі наслідки для спільнот та екосистем. Hillebrand and Cardinale (2004) та Edwards et al. (2010) за допомогою метааналізу показали, що вплив споживачів зверху вниз на сукупну біомасу або чисельність їхньої здобичі має тенденцію до зменшення із збільшенням кількості видів у складі видобутку, хоча ці висновки були зроблені в основному з експериментів з вилучення споживачів а не маніпуляції з багатством здобичі. Навпаки, набагато менше уваги приділяється відповідним ефектам знизу вгору або тому, як різноманітність здобичі впливає на трофічний перенос на більш високі рівні (Duffy et al. 2007). Якщо різноманітна дієта покращує фізичну форму споживачів, то ступінь перенесення трофіки через харчові мережі може, в свою чергу, залежати від різноманітності доступної здобичі.
Незважаючи на наслідки змішування дієти на індивідуальному рівні, рівні громади та екосистеми як для базової, так і для прикладної екології, не було проведено всебічного кількісного аналізу наслідків змішаності дієти для придатності. Існує кілька резюме для окремих таксонів споживачів. Бернейс і Мінкенберг (1997) оглянули 12 досліджень, які маніпулювали різноманітністю дієти у коників, і всі вони повідомляли про значні, але слабкі переваги змішування дієти. Цю закономірність не підтримали в їхніх власних експериментах з гусеницями та справжніми помилками, де вони не знайшли жодних доказів того, що суміші давали вищу придатність, ніж окремі типи їжі (Bernays and Minkenberg 1997). Колл (1998) розглянув переваги включення рослин у раціон хижих жуків і виявив загалом позитивні ефекти, але їх набір даних був обмежений переважно агроекосистемами. В обох оглядах також застосовувався підхід "підрахунку голосів", який не дає кількісної оцінки величини ефекту.
Тут ми повідомляємо результати мета-аналізу, який синтезував 161 рецензовану публікацію з різних таксонів та систем, давши 493 експерименти, які варіювали різноманітність раціону та вимірювали зміну придатності споживачів, зберігаючи більшість інших екологічних та екологічних обмежень постійними. Ми використали цей набір даних для вирішення трьох загальних питань: (1) Чи сприяють змішані дієти споживчій придатності щодо одновидової дієти, як передбачається гіпотезою збалансованого харчування? (2) Чи покращують змішані дієти придатність, коли до складу видобутку входять хімічно захищені види, що узгоджується з гіпотезою про розведення токсину? (3) Чи подібні наслідки змішування дієт для таксонів, трофічних рівнів та середовищ існування?
Методи
Для кожного експерименту в підсумковій базі даних ми фіксували всі оцінки фізичної придатності, про які повідомляли автори, у тексті, малюнках або таблицях. У випадках, коли автори повідомляли про декілька відповідей на один і той же компонент фітнесу, ми обрали той, який вимірювали більш безпосередньо, або генерували складові риси, коли складені ознаки представляли собою більш цілісний показник підготовленості, ніж будь-яка окрема риса - наприклад, несучість × кількість вилупилися = загальний репродуктивний успіх. Для кожного фітнес-компонента в кожному експерименті ми отримували середню відповідь при кожному лікуванні, а також розмір та дисперсію вибірки, коли повідомлялося. У випадку з повторними заходами ми реєстрували останню дату, для якої вимірювали всі методи лікування, щоб справедливо порівняти їх із дослідженнями, в яких не застосовували повторних заходів. Нарешті, ми зафіксували таксон споживачів, рівень трофіки (заснований виключно на ідентичності предметів здобичі, запропонованих під час експерименту), та середовища існування (наприклад, наземні пасовища, морський бентос), а також те, чи включає до складу видобутку хімічно захищені види (як визначені авторами оригінальної публікації) та кількість видів здобичі (багатство), що входять до суміші.
Ми оцінили вплив різноманітності раціону на придатність споживачів, використовуючи коефіцієнти логарифмічної реакції, надалі LR, безрозмірну метрику відповіді, яка зазвичай використовується в екологічному метааналізі (Hedges et al. 1999). Ми розрахували дві LR для кожного показника фізичної форми, які ми розглянули як дві окремі відповіді в нашому аналізі: (1) середній коефіцієнт відгуку журналу (LRmean), який порівнює придатність споживачів на змішаному харчуванні із середньою придатністю для всіх дієт, що пропонували окремі види, та (2) максимальний коефіцієнт відгуку журналу (LRmax), який порівнює придатність на змішаному харчуванні та приналежність до видів одиночної здобичі, які підтримували найвищу придатність. Для обох показників позитивний LR вказує на те, що суміш здобичі перевершувала раціон поодиноких видів здобичі (середня чи найкраща), тоді як негативна LR вказує на протилежне. Індивідуальні LR були усереднені для всіх експериментів, щоб отримати велике середнє LR, і для кожного компонента фітнесу з 95% довірчими інтервалами, отриманими з використанням вибіркової дисперсії LR.