Сумісні травоїдні рослини-універсали займають унікальні харчові ніші PNAS
Передано Перрі Л. Адкіссоном, Техаський університет A&M, Коледж-Стейшн, штат Техас, 19 грудня 2007 р. (Отримано для огляду 15 травня 2007 р.)
Анотація
Екологічні ніші залишаються головними для пояснення структури громади (1 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –7), незважаючи на деякі застереження (8). Загалом, для взаємодії на трофічному рівні види, які відрізняються між собою використанням ресурсів, частіше співіснують (9 ⇓ –11), навіть у дуже мінливих середовищах (9, 10, 12 ⇓ –14). Ця система "розподілу ресурсів", очевидно, не застосовується до співіснуючих видів, які використовують по суті одні й ті ж ресурси, включаючи травоїдних тварин-універсалів, які харчуються різноманітним і широко перекриваючимся набором рослин (3, 15 ⇓ ⇓ –18). Для пояснення цих закономірностей потрібні альтернативні моделі (7). Однак, оскільки рослиноїдні тварини демонструють відмінності в суміші поживних речовин, які максимізують ріст і придатність (19 ⇓ –21), можливість диверсифікації ніш у рамках розподілу ресурсів існує на рівні використання макроелементів, а не окремих таксонів рослин.
Ми застосовуємо GF до семи північноамериканських коників, що зустрічаються в роді Melanoplus, які харчуються на рівні популяції (30) подібним колом рослин-господарів, і перевіряємо ступінь, в якій ці співіснують види займають унікальні харчові ніші. Ми також оцінюємо здатність людей регулювати споживання поживних речовин для досягнення належного збалансованого харчування, і ми коротко описуємо буферні можливості регулювання дієти.
Результати
Дієтичні пари для кожного виду, а також результати MANOVA, що порівнюють споживання білків і вуглеводів за два способи лікування
Цілі споживання білка та вуглеводів (означає ± SEM) для кожного із семи видів, що співіснують. Кожне число на малюнку відповідає певному виду, а види, які статистично відрізняються один від одного, мають різнобарвні смужки помилок [лише види 1 та 7 (M. angustipennis та M. sanguinipes) були статистично подібними; для деталей див. таблицю 1]. Сірі пунктирні лінії представляють два найбільш екстремальні продукти харчування, p7: c35 і p35: c7, а область між ними представляє доступний простір поживних речовин. Різнобарвні суцільні лінії визначають діапазон поживного простору, зайнятий певним видом (як визначається SEM цілей споживання). Перекриття поживного простору очевидно лише для видів 1 і 7. Опис того, як визначався простір поживних речовин для кожного виду, див. У матеріалах та методах.
Порівняння точок споживання білків та вуглеводів для видів, які були найближчими сусідами в поживному просторі
Ми також порівняли, як комахи, які вільно змішували дієти та саморегулювали споживання білків і вуглеводів, виконувались порівняно з кониками, які обмежувались одноразовим харчуванням з різними співвідношеннями білок: вуглеводи. Наші результати показують, за одним можливим винятком (M. flavidus), що швидкість росту та час розвитку були майже оптимальними у коників, які вільно змішувались (рис. 2).
Час розвитку та швидкість росту для кожного із семи видів, що співіснують, при лікуванні одноразовими дієтами (заповнені кола) та змішаними дієтами (відкриті кола). Час розробки вимірювався як час від початку фінального стадіону до линьки до дорослої стадії; швидкість росту вимірювалася як приріст маси (у міліграмах) на остаточному стадіоні, поділений на час розвитку на кінцевому стадіоні. Загалом було п’ять разових дієт, які відрізнялися співвідношенням білок: вуглеводи. Мітки на осі х - це відсоток сухої маси білка та вуглеводів відповідно у кожній дієті. Загальний вміст макроелементів для п’яти однодиєтичних процедур становив 42%. Для кожної панелі наведено графік, який найкраще відповідає даним. У випадку часу розвитку M. flavidus крива відповідає лише чотирьом точкам даних, оскільки включення дієти p7: c35 дає завищену оптимальну точку дієти. У більшості випадків час розвитку та швидкість росту були найкращими при комбінованому харчуванні.
Обговорення
Ступінь, до якої розбіжність у поживних потребах рослиноїдних комах-генералістів може забезпечити механізм пояснення співіснування видів та коливань у відносній чисельності, в основному не вивчена. GF забезпечує експериментальну основу, яка може повідомити нас про екологічні закономірності серед співіснуючих комахоїдних рослин, щоб пояснити закономірності структури громади в певному відповідному масштабі. Зокрема, можна отримати уявлення про потенційні конкурентні взаємодії, що визначаються факторами знизу вгору. Якщо їжа обмежує (24), диверсифікація поживного простору також може допомогти пояснити співіснування, здавалося б, великого різноманіття травоїдних тварин-генералістів, які ділять рослини-господарі у своєму раціоні.