Analiza dynamiki oddziaływań pomiędzy drzewami i konsumentami ich nasion: od globalnych wzorców do zmienności w obrębie gatunku
Loading...
Date
2023
Authors
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Exploring the dynamics of interactions between trees and granivores: from global patterns to intraspecific variation
Abstract
Interakcje między roślinami a zwierzętami zjadającymi nasiona różnią się w swoim natężeniu, od słabych do silnych, oraz we wpływie jaki mają oddziałujące na siebie organizmy, od negatywnego do pozytywnego. Aby w pełni zrozumieć te zależności, potrzebujemy zarówno globalnej syntezy licznych istniejących już wyników badań, jak i nowych eksperymentów, które pozwolą na opisanie pomijanych dotąd aspektów oddziaływań między roślinami a konsumentami nasion. Moja rozprawa doktorska ma na celu sprostanie obu tym wyzwaniom. Składa się ona z trzech części: (i) meta- analizy hipotezy wysycenia konsumentów nasion, (ii) eksperymentu badającego wpływ wielkości nasion na sposób żerowania gryzoni, (iii) eksperymentu badającego wpływ zmienności wewnątrzgatunkowej gryzoni na roznoszenie nasion. W pierwszej części mojej rozprawy przeprowadziłam meta-analizę 48 opublikowanych badań, które spełniały kryterium zawierania co najmniej 4 lat danych dotyczących produkcji nasion oraz wielkości ich konsumpcji przez zwierzęta. Hipoteza wysycenia konsumentów nasion jest jednym z powszechnie przyjętych wyjaśnień ewolucyjnych korzyści lat nasiennych. Według niej, okresowe występowanie masowego opadu nasion powstało, aby zmniejszyć proporcję nasion niszczonych przez konsumentów. W latach niskiego opadu nasion, populacja konsumentów nasion zmniejsza się w związku z niewystarczającą ilością pożywienia, natomiast w latach nasiennych konsumenci nasion zasypywani są większą ilością nasion, niż są w stanie zjeść, co sprawia, że więcej nasion przeżywa. W swoich badaniach potwierdziłam zarówno efekt zagłodzenia, jak i wysycenia drapieżników, jednak efekt wysycenia był widoczny tylko dla zwierząt bezkręgowych. Co więcej, efekt wysycenia drapieżników w ostatnich latach staje się coraz słabszy, co może mieć związek z globalnymi zmianami antropogenicznymi. W drugiej części mojej rozprawy zbadałam wpływ wielkości nasion dębu szypułkowego (Quercus robur) na ich roznoszenie przez gryzonie. Znaczna zmienność wielkości nasion w obrębie jednego osobnika związana jest z modułową budową drzew. Każdy osobnik posiada wiele kopii tego samego organu, np. nasion, które mogą wykazywać znaczącą zmienność. Wielu konsumentów nasion przejawia preferencje względem nasion o konkretnym rozmiarze, dlatego przewidywałam, że między dużymi i małymi nasionami powstają interakcje pośrednie, które mogą wpływać na przeżywalność nasion. Odkryłam, że interakcje między żołędziami o różnych rozmiarach zmieniały się z roku na rok: w pierwszym, ale nie w drugim roku badania, obecność małych żołędzi chroniła duże przed usunięciem. W trzeciej części mojej rozprawy doktorskiej zbadałam wpływ zmienności wewnątrzgatunkowej myszarki leśnej (Apodemus flavicollis) na roznoszenie nasion dębu szypułkowego (Quercus robur). Wykazałam, że zwierzęta o większej skłonności do eksplorowania nowego środowiska mają tendencję do wynoszenia nasion dalej od drzew. Jednak inne efekty indywidualnych cech myszarki leśnej znacznie różniły się między latami, co wskazuje, że ich wpływ na interakcje z roślinami zmienia się, gdy warunki ekologiczne ulegają wahaniom. Podsumowując, wyniki moich badań podkreślają znaczenie prowadzenia wieloletnich badań w celu wykrycia zależnych od kontekstu interakcji między gatunkami i długoterminowych trendów w zjawiskach ekologicznych.
The relationship between plants and granivores varies in magnitude - from weak to strong – and in sign – from negative to positive. To make sense of this variation, we need global syntheses of numerous existing studies, and field studies that focus on overlooked sources of complexity in plant-granivore interactions. My thesis aimed to address both of these goals. The thesis consists of three parts: (i) a meta-analysis of the predator-satiation hypothesis, (ii) a study on the impact of variation in seed size on foraging decisions of rodents, (iii) a study on the effects of intraspecific variation in granivore traits on the patterns of seed dispersal. In the first part of my thesis, I revisited predator-satiation hypothesis in a meta-analysis based on 48 studies that gathered at least 4 years of data on seed production and seed predation. The predator-satiation hypothesis is one of the most widely known hypothesis explaining evolutionary advantages of mast seeding. It states that intermittent, abundant crops evolved to reduce seed losses by starving granivores between mast events and overwhelming them with seeds during mast years. I found evidence of both starvation between mast years and satiation during mast years. However, the effectiveness of predator satiation varied between predator types; there was evidence for satiation of invertebrates, but not vertebrates. Moreover, satiation became less effective over recent decades, probably due to global anthropogenic changes. In the second part of my thesis, I investigated the impact of acorn size on their removal and dispersal by granivores. Because trees have modular construction, copies of the same organ, such as seeds, may exhibit considerable variation. Since most granivores display preferences towards seeds of particular size, indirect interactions can arise between larger and smaller seed, which further impacts seed survival and seedling establishment. I found that interactions among different sized acorns varied from year to year: in the first, but not the second year of the study, the presence of small acorns protected large ones from removal. In the third part of my thesis, I investigated the impact of individual traits of yellow-necked mice on the dispersal of common oak acorns. I found that more explorative individuals tend to disperse seeds further from other trees. However, other effects of individual traits varied substantially among years, indicating that their impact on interactions with plants changes when ecological conditions fluctuate. Overall, my results underscore the importance of conducting multi-year studies to detect context-dependent interactions between species and long-term trends in ecological phenomena.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Keywords
interakcje między roślinami a konsumentami nasion, hipoteza wysycenia drapieżników, roznoszenie nasion, zmienność wewnątrzgatunkowa, osobowość zwierząt, plant-granivore interactions, predator satiation hypothesis, seed dispersal, intraspecific variation, animal personality