Обычные распространители семян больше всего способствуют сохранению мясистой семечки.

Oct 01, 2023

Биология связи, том 6, Номер статьи: 330 (2023) Цитировать эту статью

886 Доступов

9 Альтметрика

Подробности о метриках

Взаимодействия по определению выгодны для каждого вносящего вклад партнера. Однако недостаточно понятно, как мутуалистические взаимодействия влияют на партнеров на протяжении всей их жизни. Здесь мы использовали интегральные проекционные модели, структурированные по видам животных и микросреде обитания, чтобы количественно оценить влияние распространения семян 20 видами животных на полный жизненный цикл дерева Frangula alnus в Беловежской пуще, Восточная Польша. Наш анализ показал, что распространение семян животными увеличило прирост населения на 2,5%. Эффективность животных как распространителей семян сильно зависела от частоты взаимодействия, но не от качества распространения семян. Следовательно, прогнозируемое сокращение популяции из-за моделирования исчезновения видов было вызвано потерей обычных, а не редких мутуалистических видов. Наши результаты подтверждают представление о том, что часто взаимодействующие мутуалисты больше всего способствуют сохранению популяций своих партнеров, подчеркивая роль общих видов для функционирования экосистем и сохранения природы.

Мутуализмы выгодны для каждого партнера, формируют совместную эволюцию видов и способствуют функционированию экосистем1. Основная цель охраны природы – поддержание сетей взаимного взаимодействия с конечной целью сохранения биоразнообразия и функционирования экосистем2. Однако ожидается, что взаимодействующие организмы будут различаться по своему вкладу в приспособленность друг друга и в функции экосистемы3. Чтобы идентифицировать и защитить ключевые виды в экосистемах, ученые стремятся количественно оценить функциональные результаты мутуалистических взаимодействий3,4. Однако количественно оценить долгосрочные результаты мутуализма сложно из-за их сильной зависимости от контекста, что ограничивает наше понимание функциональной роли видов в поддержании и сохранении биоразнообразия и экосистем5.

Взаимодействие семян является важным экосистемным процессом, который способствует питанию животных и циклу регенерации растений6,7,8. В обмен на мякоть плодов9,10 животные откладывают семена в благоприятные микросреды обитания, улучшают прорастание семян и помогают растениям колонизировать новые места11,12,13,14,15. В более крупных масштабах распространение семян поддерживает динамику метасообщества16 и помогает растениям мигрировать17,18. Распространение семян животными эффективно и полезно для расселяемых растений. Однако на сегодняшний день имеются лишь косвенные доказательства долгосрочных преимуществ распространения семян животных для растений. Такие преимущества были выведены, например, из различий между пространственной генетической структурой родительских растений и их потомков19,20, из нарушения регенерации растений после вымирания животных-расселителей20,21,22,23 или из результаты моделирования распространения семян на основе признаков24,25. Прямые исследования влияния распространения семян животными на всех стадиях жизненного цикла растений редки, и на сегодняшний день изучена функциональная роль максимум пяти видов-распространителей26,27,28,29,30,31,32. В основном это связано с трудностью связать поведение животных с их каскадным воздействием на популяции и демографию растений, продолжительность жизни которых может составлять от десятилетий до нескольких тысячелетий33.

Потенциальное решение для понимания общего эффекта распространения семян на растения предлагается путем изучения петли распространения семян34,35 (рис. 1). Проследив за судьбой семян, рассеянных животными, в пространстве и времени, можно разбить сложный мутуализм распространения семян на отдельные процессы жизненного цикла растения, которые могут повлиять на результат мутуализма (рис. 1а). Цикл начинается с посещения животными плодовых растений и съема плодов, затем следует транспортировка семян и их закладка, затем прорастание семян, формирование сеянцев и их развитие во взрослые особи. Эти последовательные шаги можно связать с помощью стадийно структурированных популяционных моделей для количественной оценки общего воздействия животных, разносящих семена, на популяции растений.