顶级食肉动物可以通过营养级联来构建生态系统：将中食肉动物的节食行为与种子传播模式联系起来

IF 4.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Functional Ecology Pub Date : 2024-05-12 DOI:10.1111/1365-2435.14559

Tamara Burgos, Gema Escribano-Ávila, Jose M. Fedriani, Juan P. González-Varo, Juan Carlos Illera, Inmaculada Cancio, Javier Hernández-Hernández, Emilio Virgós

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摘要

1 引言植物与食果动物之间的相互作用对于保证大多数陆地生态系统的功能至关重要（Jordano, 2013b）。植物与果实消费者之间形成了一种高效的互惠关系，这种关系并不一定需要相互进化适应，即所谓的扩散性共同进化（Herrera, 1995; Valenta & Nevo, 2020）。例如，栖息地结构的改变（如栖息地破碎化；McConkey 等人，2012 年）、食俭动物群落组成的改变（如缺氧；Donoso 等人，2020 年）或食俭动物行为的改变（如食物转移；Morales 等人，2013 年）都会改变植物与食俭动物的互利关系。因此，可能会出现新的种子传播者之间的相互作用，反之，关键环节的丧失也会导致植物-食草动物网络的功能衰减（Valiente-Banuet 等人，2015 年）。尽管对影响植物-食草动物互惠关系的生态因素的研究越来越多（Corlett，2021；Rey & Alcántara，2014；Rogers et al、哺乳类食肉动物作为肉果植物的种子传播者发挥着重要作用，因为机会性和适应性强的中大型食肉动物是本地植物群落的重要盟友（Escribano-Avila，2019；Herrera，1989）。食肉动物可以长途运输许多种子（González-Varo 等人，2013 年），并在最适宜的条件下释放种子，以利于发芽和育苗（Draper 等人，2022 年；Escribano-Ávila 等人，2013 年）。大多数肉质果实植物物种经常与各种食草动物相互作用，但大型果实植物的种子传播受到物理限制。这种限制将传播伙伴的可用性降低到少数食草动物，其中哺乳动物中食肉动物（即从属捕食者）扮演着重要角色（Escribano-Avila 等人，2018 年；González-Varo 等人，2015 年）。与鸟类等其他专门化节食动物相比，中食肉动物显示出独特的功能特征，这些特征通常来自饮食偏好（Rumeu等人，2020年）、不同的运动能力和栖息地利用（González-Varo等人，2013年；Jordano等人，2007年）。然而，很少有研究探讨影响食肉动物群落的生态改变如何最终级联（即对较低营养级的自上而下的影响）到种子散播过程中（Burgos 等人，2022 年；Ripple、Estes 等人，2014 年；Rogers 等人，2015 年）、鉴于大型食肉动物在全球范围内灭绝，中型食肉动物在许多生态系统中都是一个丰富的行会（中型食肉动物释放假说；Crooks & Soulé, 1999; Ripple, Beschta, et al.）然而，顶级捕食者不仅能控制中食肉动物的数量，还能促进恐惧景观的形成，即根据感知到的捕食风险而改变空间行为（Gaynor 等人，2019 年）。这些行为改变会导致不同的觅食策略和生境利用。例如，减少对高风险生境的使用（Burgos等人，2022年；Fedriani等人，2000年），或影响其领地标记行为，从而改变其作为种子传播者的功能（García-Cervigón等人，2018年）。科学文献偏重于中型食肉动物释放对生态的负面影响，如增加对猎物的捕食压力（Brashares 等人，2010 年）。尽管如此，恢复受威胁的顶级食肉动物这一前景广阔的保护策略仍然充满挑战（Prugh & Sivy, 2020; Wolf & Ripple, 2018）。在顶端食肉动物长期消失的地方野化顶端食肉动物可以控制中食肉动物的数量，但也会引发营养级联（Ripple 等人，2016 年），改变食物网动态（Estes 等人，2011 年）以及中食肉动物提供的生态系统服务，如种子传播（Draper 等人，2022 年；Tambling 等人，2018 年）、改变主要食草动物的数量和行为会影响种子传播效果的数量（即种子数量）和质量（即传播的种子存活成为新的繁殖成体的概率）（Schupp，2007 年；Schupp 等人，2010 年）。例如，Burgos 等人（2022 年）发现，顶端捕食者的存在减少了中食肉动物对地中海树木果实的消耗，使它们变成了效率较低的节食动物，并可能减少种子的散播数量。同样，Cancio 等人（2016 年）的研究表明，一种关键性哺乳动物种子散播者对退化栖息地的使用减少，导致一种濒危灌木的散播崩溃。因此，食草动物的行为变化会改变它们的领地标记模式和种子沉积地的质量（即，它们的领地标记模式和种子沉积地的质量）。

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Apex predators can structure ecosystems through trophic cascades: Linking the frugivorous behaviour and seed dispersal patterns of mesocarnivores

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Functional Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Functional Ecology publishes high-impact papers that enable a mechanistic understanding of ecological pattern and process from the organismic to the ecosystem scale. Because of the multifaceted nature of this challenge, papers can be based on a wide range of approaches. Thus, manuscripts may vary from physiological, genetics, life-history, and behavioural perspectives for organismal studies to community and biogeochemical studies when the goal is to understand ecosystem and larger scale ecological phenomena. We believe that the diverse nature of our journal is a strength, not a weakness, and we are open-minded about the variety of data, research approaches and types of studies that we publish. Certain key areas will continue to be emphasized: studies that integrate genomics with ecology, studies that examine how key aspects of physiology (e.g., stress) impact the ecology of animals and plants, or vice versa, and how evolution shapes interactions among function and ecological traits. Ecology has increasingly moved towards the realization that organismal traits and activities are vital for understanding community dynamics and ecosystem processes, particularly in response to the rapid global changes occurring in earth’s environment, and Functional Ecology aims to publish such integrative papers.