Fosfatul alimentar afectează selecția alimentelor, soarta fosforului post-ingerat și performanța unui

Jurnalul de biologie experimentală

Găsiți acest autor pe Google Scholar
Găsiți acest autor pe PubMed
Căutați acest autor pe acest site
Pentru corespondență: [email protected]

ABSTRACT

INTRODUCERE

Disponibilitatea relativă a diferiților nutrienți afectează puternic creșterea și aptitudinea erbivorelor, a căror biomasă conține, în general, concentrații mult mai mari și raporturi diferite de elemente precum azotul (N) și fosforul (P) față de plante (Boswell și colab., 2008; Sterner și Elser, 2002). Disponibilitatea relativă de carbohidrați și proteine [sau carbon (C) și N] s-a dovedit a fi deosebit de importantă și multe studii recente au arătat că ratele de hrănire, alegerile și performanța unei varietăți de animale pot fi explicate de carbohidrații din dietă: raportul proteinelor (Behmer, 2009; Simpson și Raubenheimer, 2012). Este, de asemenea, bine recunoscut faptul că peisajul nutrițional și cerințele animalelor sunt multidimensionale, cu exemple izbitoare ale importanței anumitor nutrienți (de exemplu, modificările disponibilității de sodiu influențează reproducerea, rata de creștere și abundența insectelor; Joern și colab., 2012; Kaspari și colab., 2014; Smedley și Eisner, 1996). Cu toate acestea, avem încă o imagine relativ incompletă a relațiilor dintre concentrațiile de nutrienți și performanța erbivorilor, oferind un impediment major pentru ecologia predictivă.

Explicații multiple sunt plauzibile pentru diversitatea efectelor P asupra performanței insectelor. Pe baza ipotezei ratei de creștere, speciile cu creștere mai rapidă, cu un conținut ridicat de P în corp, ar trebui să prezinte o sensibilitate mai mare față de P în timpul dezvoltării (Sterner și Elser, 2002). Pentru experimentele în care% P este variat în frunziș natural prin fertilizarea solurilor sau „spiking” plantele prin plasarea tulpinilor tăiate într-o soluție apoasă bogată în fosfați, se preconizează că efectul va varia în funcție de nivelurile altor nutrienți din dietă (Simpson și Raubenheimer, 2012), precum și efectele potențiale ale fertilizării asupra structurii plantelor sau asupra conținutului alelochimicelor (Behmer, 2009). Chiar și în dietele sintetice cu concentrații optime de alți nutrienți, este posibil ca efectul P din dietă asupra performanței să fie neliniar. Adică, există probabil efecte pozitive specifice speciilor asupra unui anumit interval scăzut de conținut de P, o regiune de platou în care absorbția/excreția selectivă permite o asimilare și o creștere suficientă de P pentru a fi independente de aportul de P și o regiune mai înaltă în care un conținut de P mai mare are efecte negative. Efectele negative ale P din dietă bogată s-au arătat la o varietate de taxoni acvatici și poate reflectă inhibarea hrănirii sau costuri ridicate de excreție (Boersma și Elser, 2006).

MATERIALE ȘI METODE

Animale, diete artificiale și condiții generale

Schistocerca americana este o specie mare de lăcustă polifagă distribuită în mare parte din America de Nord, care se hrănește atât cu furbe, cât și cu ierburi. Animalele utilizate în aceste experimente au fost obținute dintr-o cultură menținută la Universitatea de Stat din Arizona timp de 20 de ani, așa cum s-a descris anterior (Harrison și Kennedy, 1994). Lăcustele masculine și feminine au fost distribuite în mod egal între experimente. Pentru a manipula% P, am folosit alimente uscate, granulare, definite chimic, înlocuind cazeina bogată în fosfați utilizată în mod normal cu proteine din soia și aminoacizi esențiali (a se vedea „Dezvoltarea dietei sintetice P-flexibile”, mai jos). Nivelurile de P au fost manipulate între 0,02% și 1,50% prin adăugarea de săruri de fosfat, cu concentrațiile de cationi menținute constante în cadrul unui experiment. Cationii și anionii utilizați pentru echilibrarea fosfatului au variat în funcție de experiment (a se vedea mai jos). În toate cazurile, hrana și apa au fost furnizate ad libitum.