Insects and microorganisms that feed on plants, cut up leaves, modify leaf tissue or produce leaf spots and other kinds of damage, are usually known as pests and considered harmful, yet interactions between plants and their natural enemies are important s
以植物为食、切割叶子、改变叶组织或产生叶斑和其他类型损害的昆虫和微生物通常被称为害虫,被认为是有害的,但植物与其天敌之间的相互作用是生物多样性的重要来源
例如,在热带森林中,这些“害虫”是生态系统功能所依赖的大型生态网络的一部分。如果它们减少,整个森林可能会受到影响,其后果鲜为人知
发表在《生态学杂志》上的一篇文章表明,大型食草动物(如貘、鹿和山核桃)的消失可能是植物与其天敌之间相互作用减弱的一个因素
“在没有以植物为食、践踏或改变土壤结构的大型哺乳动物的情况下,植物物种的丰富度会在短期内增加。由于病原体与宿主植物有着非常特殊的关系,它们在物种丰富度更高的地区传播和继续其生命周期的能力会降低。
”该文章的第一作者兼共同通讯作者Carine Emer说:“植物与病原体相互作用的减少可能会对两者产生进化影响。”该文章描述的这项研究是在她担任圣保罗州立大学生物科学研究所(IB-UNESP)博士后时进行的在巴西的里奥克拉罗
在没有大型食草动物的情况下,病原体丰度下降的另一个可能原因是,这些哺乳动物在森林中长途旅行,并在植物之间携带微生物,当它们在当地灭绝时,这些都不会发生
文章中报告的调查结果来自两个项目。最近的一篇题为“DEFAU-BIOTA:脱脂对大西洋雨林土壤碳和植物功能多样性的影响”的文章由IB-UNESP教授、该文章的最后一位作者Mauro Galetti领导
另一个项目是“大西洋雨林脱脂的生态后果”,也是由Galetti领导的。自2009年以来,Galetti一直在圣保罗州的四个地点进行食草动物围栏实验,该实验包括大量成对的开放式封闭式森林地块,每个地块面积15平方米。封闭式地块用围栏隔开,以防止大型哺乳动物进入。动物可以自由进出开放式地块。
所有地块上的相机捕捉器使研究人员能够观察到排除peccaries、tapirs、鹿、pacas和agoutis(围栏)对植物和土壤的影响,以及关于生态相互作用,如昆虫的食叶。该组织之前的研究证明了大型哺乳动物对土壤施肥、植物群落的空间结构和森林中种子传播的重要性。
Galetti也是生物多样性和气候变化研究中心(CBioClima)的主要研究人员之一,一个研究、创新和传播中心(RIDC)
哺乳动物、昆虫和微生物
在他们的最新研究中,研究人员分析了Itamambuca、Ilha do Cardoso、Carlos Botelho州立公园和Vargem Grande Paulista等地区86个地块3350株植物的10050片叶子受到的损害
他们将叶片损伤分为五个功能组,包括昆虫(如甲虫幼虫和蝴蝶)和病原体(如细菌、真菌和病毒)造成的损伤。他们分析了高度在1米或以下的植物的叶子。这些树木和其他植物属于下层,即森林树冠和森林地面之间的植被层,处于大型食草动物能够落叶的适当水平
研究人员对叶片损伤的评分范围从0(无损伤)到6(75%-99%损伤)。在没有大型食草动物的地区(封闭地块),总的叶片损伤(与开放地块相比)低9%,仅由病原体引起的损伤低29%。昆虫对封闭地块和开放地块造成的损害没有显著差异
“数千年来,植物一直在与天敌进行攻击和防御的军备竞赛。它们形成的防御既有物理防御,也有化学防御。病原体和其他天敌会产生新的攻击形式,植物会以新的防御做出反应。
”这一过程是产生和维持生物多样性的关键,因为它可以导致与它们相互作用的植物和生物的新物种的出现,”Emer说,他目前是里约热内卢植物园和Juruá的研究员;研究所p>
从长远来看,植物与病原体相互作用的减少可能意味着这一过程不再通过自然选择对生物多样性做出贡献。例如,最近,德国研究人员分析了化石叶子,并展示了过去6600万年中植被结构的重大变化如何导致某些草食性昆虫群体失去相互作用和功能多样性
由于大型哺乳动物的消失,植被结构发生变化的地区可能也出现了病原体损失的类似趋势
“我们的研究产生了创新的结果,正因为如此,我们的研究值得推广到巴西大西洋雨林的其他地区和其他热带森林。无论如何,它证明了大型哺乳动物灭绝可能造成的另一个问题,”Emer说
这篇文章的另一位通讯作者Nacho Villar目前是荷兰生态研究所(NIOO-KNAW)的研究员。合著者Natá;lia Melo、Valesca Ziparro和Sergio Nazareth进行了实地调查和植物鉴定