Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Biologi

Tab af store planteædere påvirker interaktioner mellem planter og deres naturlige fjender, viser undersøgelse

Tapiren (Tapirus terrestris ) er den største planteæder, der bor i tropiske skove. Dens udryddelse påvirker indirekte plante-patogen-interaktion. Kredit:JP Krajewski

Insekter og mikroorganismer, der lever af planter, skærer blade op, modificerer bladvæv eller producerer bladpletter og andre former for skader, er normalt kendt som skadedyr og anses for at være skadelige, men alligevel er interaktioner mellem planter og deres naturlige fjender vigtige kilder til biodiversitet.



I tropiske skove, for eksempel, er disse "skadedyr" en del af store økologiske netværk, som økosystemernes funktion afhænger af. Hvis de falder, kan hele skoven blive påvirket, med konsekvenser, der er dårligt forstået.

En artikel offentliggjort i Journal of Ecology viser, at tabet af store planteædende pattedyr såsom tapirer, hjorte og peccaries kan være en faktor i faldet i interaktioner mellem planter og deres naturlige fjender.

"Planteartsrigdommen øges på kort sigt i mangel af store pattedyr, der lever af planter og trampe ned eller ændre jordens struktur. Fordi patogener har meget specifikke relationer til værtsplanter, falder deres evne til at sprede sig og fortsætte deres livscyklus i områder med større artsrigdom.

"Et fald i plante-patogen-interaktioner kan have evolutionære konsekvenser for begge," sagde Carine Emer, første og medkorresponderende forfatter til artiklen. Undersøgelsen, den beskriver, blev udført, mens hun var postdoc ved São Paulo State University's Institute of Biosciences (IB-UNESP) i Rio Claro, Brasilien.

En anden mulig årsag til faldende patogenoverflod i fravær af store planteædere er det faktum, at disse pattedyr rejser lange afstande i skoven og transporterer mikroorganismer mellem planter, hvoraf ingen sker, når de bliver lokalt udryddet.

Resultaterne rapporteret i artiklen stammer fra to projekter. Den nyere, "DEFAU-BIOTA:virkningerne af defaunation på jordkulstof og plantefunktionel mangfoldighed i den atlantiske regnskov," ledes af Mauro Galetti, professor ved IB-UNESP og sidste forfatter til artiklen.

Det andet projekt var ""Økologiske konsekvenser af defaunation i den atlantiske regnskov", også ledet af Galetti, som siden 2009 har arbejdet på et eksperiment med udelukkelse af planteædere omfattende et stort antal parrede åbne, lukkede skovgrunde, der hver måler 15 kvadratmeter, i fire steder i staten São Paulo. De lukkede grunde er indhegnet for at forhindre, at store pattedyr kan gå frit ind og ud af de åbne grunde

Kamerafælder på alle parceller gør det muligt for forskerne at observere virkningerne af udelukkelse af peccaries, tapirer, hjorte, pacas og agoutis (udelukkelse) på planterne og jorden, samt på økologiske interaktioner såsom bladspisning af insekter. Tidligere forskning fra gruppen har vist betydningen af ​​store pattedyr for jordbefrugtning, rumlig strukturering af plantesamfund og frøspredning i skove.

Galetti er også en af ​​hovedforskerne for Center for Forskning om Biodiversitet og Klimaændringer (CBioClima), et forsknings-, innovations- og formidlingscenter (RIDC).

Atlantic Rainforest understory blad beskadiget af naturlige fjender Kredit:André Assis Bherig

Pattedyr, insekter og mikroorganismer

I deres seneste undersøgelse analyserede forskerne skader på 10.050 blade fra 3.350 planter i 86 parceller i områderne Itamambuca, Ilha do Cardoso, Carlos Botelho State Park og Vargem Grande Paulista.

De klassificerede bladskader i fem funktionelle grupper, herunder skader forårsaget af insekter (såsom billelarver og sommerfugle) og af patogener (såsom bakterier, svampe og vira). De analyserede blade på planter med en højde på 1 m eller mindre. Disse træer og andre planter hører til undergrunden, vegetationslaget mellem skovkronen og skovbunden, og er i det rigtige niveau for, at store planteædere kan fjerne blade.

Forskerne vurderede bladskader på en skala fra 0 (ingen skade) til 6 (75%-99% beskadiget). I områder uden store planteædere (lukkede parceller) var den samlede bladskade 9 % lavere (sammenlignet med åbne parceller), og skader forårsaget udelukkende af patogener var 29 % lavere. Der var ingen signifikante forskelle i skader forårsaget af insekter på lukkede og åbne grunde.

"Planter har interageret med deres naturlige fjender i tusinder af år i et våbenkapløb, der involverer angreb og forsvar. De forsvar, de har udviklet, er både fysiske og kemiske. Patogener og andre naturlige fjender skaber nye former for angreb, og planter reagerer med nye forsvar .

"Denne proces er nøglen til at producere og opretholde biodiversitet, da den kan føre til fremkomsten af ​​nye arter af planter og organismer, der interagerer med dem," sagde Emer, der i øjeblikket er forsker ved Rio de Janeiro Botaniske Have og Juruá Institute.

På sigt kan en reduktion i plante-patogen-interaktion betyde, at processen ophører med at bidrage til biodiversiteten via naturlig selektion. For nylig har tyske forskere for eksempel analyseret fossile blade og vist, hvordan store ændringer i vegetationsstrukturer i de sidste 66 millioner år førte til tab af interaktioner og funktionel mangfoldighed i visse grupper af planteædende insekter.

En lignende tendens kan være opstået som følge af patogentab i områder, der er udsat for ændringer i vegetationsstrukturer på grund af tab af store pattedyr.

"Vores undersøgelse gav innovative resultater og fortjener netop af den grund at blive udvidet til andre områder af den atlantiske regnskov i Brasilien og til andre tropiske skove. Under alle omstændigheder viste det et yderligere problem, der kan være forårsaget af udryddelse af store pattedyr, " sagde Emer.

Nacho Villar, den anden tilsvarende forfatter til artiklen, er i øjeblikket forsker ved det hollandske økologiinstitut (NIOO-KNAW). Medforfatterne Natália Melo, Valesca Ziparro og Sergio Nazareth udførte feltarbejdet og den botaniske identifikation.

Flere oplysninger: Carine Emer et al., Samspillet mellem defaunation og fylogenetisk mangfoldighed påvirker bladskader fra naturlige fjender i tropiske planter, Journal of Ecology (2024). DOI:10.1111/1365-2745.14273

Journaloplysninger: Journal of Ecology

Leveret af FAPESP




Varme artikler