Efecte fiziologice ale amestecării dietei asupra stării de sănătate a consumatorilor o meta-analiză - Lefcheck - 2013 -

Instrumente

Urmăriți jurnalul

Virginia Institute of Marine Science, Colegiul William și Mary, P.O. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 SUA

Virginia Institute of Marine Science, Colegiul William și Mary, P.O. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 SUA

Departamentul de Ecologie și Evoluție, Universitatea din California, One Shields Avenue, Davis, California 95616 SUA

Virginia Institute of Marine Science, Colegiul William și Mary, P.O. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 SUA

Departamentul de Ecologie și Evoluție, Universitatea din California, One Shields Avenue, Davis, California 95616 SUA

Virginia Institute of Marine Science, Colegiul William și Mary, P.O. Box 1346, Gloucester Point, Virginia 23062-1346 SUA

Editor corespondent: B. J. Cardinale.

Abstract

Introducere

Gradul de generalism dietetic vs. specialitatea este o problemă centrală în ecologie, informând geneza și menținerea biodiversității (Chesson și colab. 2000), evoluția și consecințele interacțiunilor ecologice (Futuyma și Moreno 1988) și transferul trofic prin rețelele alimentare (Duffy și colab. 2007) . La nivelul consumatorului individual, teoria timpurie a hrănirii a prezis că câștigul de energie și, prin urmare, capacitatea de fitness, vor fi maximizate prin hrănirea cu singurul produs alimentar cel mai abundent și de cea mai înaltă calitate (Stephens și Krebs 1986). De-a lungul timpului evolutiv, se aștepta ca selecția pe specialiști să conducă adaptări fiziologice, morfologice și comportamentale care permiteau o exploatare mai eficientă a acestor produse alimentare. Cu toate acestea, în natură, mulți consumatori au diete generalizate ale căror constituenți variază mult în ceea ce privește disponibilitatea, calitatea nutrițională, digestibilitatea și toxicitatea (Crawley 1983). În consecință, s-a prezis că generaliștii sunt mai puțin eficienți în general în ceea ce privește capacitatea lor de a utiliza orice aliment dat în dieta lor. Această schimbare în ceea ce privește calitatea în ceea ce privește cantitatea a condus deseori pe generalist să fie numit „șmecherul tuturor meseriilor și stăpânul niciunei” (Futuyma și Moreno 1988: 212).

În plus față de aceste consecințe directe asupra condiției fizice pentru colegii individuali, lățimea dietei are și consecințe importante pentru comunități și ecosisteme. Hillebrand și Cardinale (2004) și Edwards și colab. (2010) au arătat folosind metaanaliza că impactul de sus în jos al consumatorilor asupra biomasei agregate sau a abundenței prăzii lor tinde să scadă odată cu creșterea numărului de specii din ansamblul prăzii, deși aceste concluzii au fost extrase în principal din experimentele de eliminare a consumatorilor mai degrabă decât manipulări ale bogăției prăzii. În schimb, mult mai puțină atenție s-a concentrat asupra efectelor de jos în sus corespunzătoare sau asupra modului în care diversitatea prăzilor influențează transferul trofic la niveluri superioare (Duffy și colab. 2007). Dacă o dietă variată îmbunătățește condiția fizică a consumatorului, atunci gradul de transfer trofic prin rețelele alimentare poate depinde la rândul său de diversitatea prăzilor disponibile.

În ciuda implicațiilor amestecării dietei la nivel individual, comunitar și ecosistem, atât pentru ecologia de bază, cât și pentru cea aplicată, nu a existat nicio analiză cantitativă cuprinzătoare a consecințelor fitnessului amestecării dietei. Există mai multe rezumate pentru anumite taxe de consum. Bernays și Minkenberg (1997) au analizat 12 studii care au manipulat diversitatea dietei la lăcuste, toate acestea raportând beneficii semnificative, dar slabe, ale amestecării dietei. Acest model nu a fost confirmat în propriile experimente cu omizi și adevărate bug-uri, unde nu au găsit dovezi că amestecurile să ofere o capacitate mai bună decât tipurile de alimente unice (Bernays și Minkenberg 1997). Coll (1998) a analizat beneficiile includerii plantelor în dietele gândacilor prădători și a găsit în general efecte pozitive, dar setul lor de date a fost limitat în primul rând la agroecosisteme. Ambele analize au folosit, de asemenea, o abordare de „numărare a voturilor” care nu oferă o estimare cantitativă a dimensiunii efectului.

Aici, raportăm rezultatele unei meta-analize care sintetizează 161 de publicații revizuite de colegi dintr-o varietate de taxoni și sisteme, oferind 493 de experimente care au variat diversitatea dietei și au măsurat schimbarea stării de sănătate a consumatorului, menținând în același timp cele mai multe alte constrângeri ecologice și de mediu. Am folosit acest set de date pentru a aborda trei întrebări generale: (1) Dietele mixte promovează starea de sănătate a consumatorului față de o dietă cu o singură specie, așa cum se prezice prin ipoteza dietei echilibrate? (2) Dietele mixte îmbunătățesc condiția fizică atunci când ansamblul de pradă include specii apărate chimic, în concordanță cu ipoteza de diluare a toxinei? (3) Efectele amestecului alimentar sunt similare între taxoni, niveluri trofice și habitate?

Metode

Pentru fiecare experiment din baza de date finală, am înregistrat toate estimările de fitness raportate de autori în text, figuri sau tabele. În cazurile în care autorii au raportat mai multe răspunsuri pentru aceeași componentă de fitness, am ales-o pe cea care a fost măsurată mai direct sau a generat trăsături compozite atunci când trăsătura compusă a reprezentat o măsură mai bună a fitnessului decât oricare dintre trăsăturile individuale - de exemplu, producția de ou × numărul de pui = succes reproductiv total. Pentru fiecare componentă de fitness din fiecare experiment, am extras răspunsul mediu sub fiecare tratament, precum și dimensiunea și varianța eșantionului atunci când a fost raportat. În cazul proiectelor cu măsuri repetate, am înregistrat ultima dată pentru care au fost măsurate toate tratamentele, pentru a le compara în mod echitabil cu studiile care nu au folosit măsuri repetate. În cele din urmă, am înregistrat taxon de consum, nivel trofic (bazat exclusiv pe identitatea obiectelor de pradă oferite în timpul experimentului) și habitat (de exemplu, pajiști terestre, bentos marin), precum și dacă ansamblul de pradă a inclus specii apărate chimic (ca identificate de autorii publicației originale) și numărul de specii de pradă (bogăție) incluse în amestec.

Am estimat efectele diversității dietei asupra stării de sănătate a consumatorilor utilizând rapoarte de răspuns log, în continuare LR, o metrică de răspuns fără dimensiuni utilizată în mod obișnuit în metaanaliza ecologică (Hedges și colab. 1999). Am calculat două LR-uri pentru fiecare măsură de fitness, pe care le-am tratat ca două răspunsuri separate în analiza noastră: (1) raportul mediu de răspuns la jurnal (LRmean), care compară starea de sănătate a consumatorilor în dieta mixtă cu starea medie de fitness pentru toate dietele care ofereau singure specii și (2) raportul maxim de răspuns la jurnal (LRmax), care compară condiția fizică a dietei mixte cu cea a speciilor de pradă unice care au susținut cea mai înaltă formă fizică. Pentru ambele valori, un LR pozitiv indică faptul că amestecul de pradă a depășit dieta dietelor speciilor de pradă unice (indiferent dacă este medie sau cea mai bună), în timp ce un LR negativ indică contrariul. LR-urile individuale au fost calculate în medie pentru toate experimentele pentru a produce o LR medie mare și, pentru fiecare componentă de fitness, cu intervale de încredere de 95% derivate utilizând varianța eșantionului LR-urilor.