Herbivory is a fundamental process that controls primary producer abundance and regulates energy and nutrient flows to higher trophic levels. Despite the recent proliferation of small‐scale studies on herbivore effects on aquatic plants, there remains limited understanding of the factors that control consumer regulation of vascular plants in aquatic ecosystems. Our current knowledge of the regulation of primary producers has hindered efforts to understand the structure and functioning of aquatic ecosystems, and to manage such ecosystems effectively. We conducted a global meta‐analysis of the outcomes of plant–herbivore interactions using a data set comprised of 326 values from 163 studies, in order to test two mechanistic hypotheses: first, that greater negative changes in plant abundance would be associated with higher herbivore biomass densities; second, that the magnitude of changes in plant abundance would vary with herbivore taxonomic identity. We found evidence that plant abundance declined with increased herbivore density, with plants eliminated at high densities. Significant between‐taxa differences in impact were detected, with insects associated with smaller reductions in plant abundance than all other taxa. Similarly, birds caused smaller reductions in plant abundance than echinoderms, fish, or molluscs. Furthermore, larger reductions in plant abundance were detected for fish relative to crustaceans. We found a positive relationship between herbivore species richness and change in plant abundance, with the strongest reductions in plant abundance reported for low herbivore species richness, suggesting that greater herbivore diversity may protect against large reductions in plant abundance. Finally, we found that herbivore–plant nativeness was a key factor affecting the magnitude of herbivore impacts on plant abundance across a wide range of species assemblages. Assemblages comprised of invasive herbivores and native plant assemblages were associated with greater reductions in plant abundance compared with invasive herbivores and invasive plants, native herbivores and invasive plants, native herbivores and mixed‐nativeness plants, and native herbivores and native plants. By contrast, assemblages comprised of native herbivores and invasive plants were associated with lower reductions in plant abundance compared with both mixed‐nativeness herbivores and native plants, and native herbivores and native plants. However, the effects of herbivore–plant nativeness on changes in plant abundance were reduced at high herbivore densities. Our mean reductions in aquatic plant abundance are greater than those reported in the literature for terrestrial plants, but lower than aquatic algae. Our findings highlight the need for a substantial shift in how biologists incorporate plant–herbivore interactions into theories of aquatic ecosystem structure and functioning. Currently, the failure to incorporate top‐down effects continues to hinder our capacity to understand and manage the ecological dynamics of habitats that contain aquatic plants.
Titre de la méta-analyse
Régulation par les herbivores de l'abondance des plantes dans les écosystèmes aquatiques
Régulation par les herbivores de l'abondance des plantes dans les écosystèmes aquatiques
Introduction à la méta-analyse
L’herbivorie est un processus fondamental qui contrôle l'abondance des producteurs primaires et régule les flux d'énergie et de nutriments vers les niveaux trophiques supérieurs. Malgré la prolifération récente d'études à petite échelle sur les effets des herbivores sur les plantes aquatiques, les facteurs qui contrôlent la réglementation par les consommateurs de la réglementation des plantes vasculaires dans les écosystèmes aquatiques sont encore mal compris.
L’herbivorie est un processus fondamental qui contrôle l'abondance des producteurs primaires et régule les flux d'énergie et de nutriments vers les niveaux trophiques supérieurs. Malgré la prolifération récente d'études à petite échelle sur les effets des herbivores sur les plantes aquatiques, les facteurs qui contrôlent la réglementation par les consommateurs de la réglementation des plantes vasculaires dans les écosystèmes aquatiques sont encore mal compris.
Expériences de la méta-analyse
Ils ont effectué une méta-analyse globale des résultats des interactions plante-herbivore en utilisant un ensemble de données comprenant 326 valeurs issues de 163 études, afin de tester deux hypothèses mécanistes: premièrement, des changements plus négatifs dans l'abondance des plantes seraient associés à des herbivores plus élevés densités de biomasse; deuxièmement, l'ampleur des changements dans l'abondance des plantes varierait en fonction de l'identité taxonomique des herbivores
Pour répondre à nos deux hypothèses, nous avons utilisé des modèles linéaires avec des structures d'erreur gaussiennes pour tester les effets de :
taxa herbivores
densité de herbivore
nature de l'herbivore et de l'assemblage des plantes
type d'habitat
latitude
phase du cycle de croissance des plantes
taille de la zone expérimentale
la durée de l'étude
la richesse en espèces d'assemblages d'herbivores
la richesse en espèces d'assemblages de plantes
sur le changement en pourcentage d'abondance de plantes
Ils ont effectué une méta-analyse globale des résultats des interactions plante-herbivore en utilisant un ensemble de données comprenant 326 valeurs issues de 163 études, afin de tester deux hypothèses mécanistes: premièrement, des changements plus négatifs dans l'abondance des plantes seraient associés à des herbivores plus élevés densités de biomasse; deuxièmement, l'ampleur des changements dans l'abondance des plantes varierait en fonction de l'identité taxonomique des herbivores
Pour répondre à nos deux hypothèses, nous avons utilisé des modèles linéaires avec des structures d'erreur gaussiennes pour tester les effets de :
taxa herbivores
densité de herbivore
nature de l'herbivore et de l'assemblage des plantes
type d'habitat
latitude
phase du cycle de croissance des plantes
taille de la zone expérimentale
la durée de l'étude
la richesse en espèces d'assemblages d'herbivores
la richesse en espèces d'assemblages de plantes
sur le changement en pourcentage d'abondance de plantes
Résultats de la méta-analyse
L'abondance des plantes diminue avec l'augmentation de la densité des herbivores, les plantes étant éliminées à haute densité.
Des différences significatives entre les taxons ont été détectées, les insectes étant associés à des réductions de l'abondance des plantes plus faibles que tous les autres taxons
Les oiseaux ont moins réduit l'abondance des plantes que les échinodermes,poissons mollusques
Une relation positive entre la richesse des espèces herbivores et le changement de l'abondance des plantes, les fortes réductions de l'abondance des plantes étant rapportées pour la faible richesse des espèces herbivores ce qui suggère qu'une plus grande diversité d'herbivores pourrait protéger contre une réduction de l'abondance des plantes.
Ils ont constaté que la nativité des plantes et herbivores était un facteur déterminant de l’ampleur de l’impact des herbivores sur l’abondance des plantes
L'abondance des plantes diminue avec l'augmentation de la densité des herbivores, les plantes étant éliminées à haute densité.
Des différences significatives entre les taxons ont été détectées, les insectes étant associés à des réductions de l'abondance des plantes plus faibles que tous les autres taxons
Les oiseaux ont moins réduit l'abondance des plantes que les échinodermes,poissons mollusques
Une relation positive entre la richesse des espèces herbivores et le changement de l'abondance des plantes, les fortes réductions de l'abondance des plantes étant rapportées pour la faible richesse des espèces herbivores ce qui suggère qu'une plus grande diversité d'herbivores pourrait protéger contre une réduction de l'abondance des plantes.
Ils ont constaté que la nativité des plantes et herbivores était un facteur déterminant de l’ampleur de l’impact des herbivores sur l’abondance des plantes
Rigueur de la méta-analyse
Malgré les solides preuves de la limitation de l'abondance des plantes par les herbivores présentées ici, l'herbivorie en tant que force structurante dans les écosystèmes aquatiques a été peu étudiée par rapport aux facteurs ascendants tels que la disponibilité des éléments nutritifs, la limitation de la lumière et la température de l'eau
Malgré les solides preuves de la limitation de l'abondance des plantes par les herbivores présentées ici, l'herbivorie en tant que force structurante dans les écosystèmes aquatiques a été peu étudiée par rapport aux facteurs ascendants tels que la disponibilité des éléments nutritifs, la limitation de la lumière et la température de l'eau
Ce que cette méta-analyse apporte au débat
L'étude indique que l’ampleur des interactions entre consommateurs primaires et producteurs primaires est déterminée par la densité de biomasse des herbivores, la richesse en espèces des herbivores et l’identité taxonomique des herbivores, et que le caractère naturel des assemblages semble également jouer un rôle.
L'étude indique que l’ampleur des interactions entre consommateurs primaires et producteurs primaires est déterminée par la densité de biomasse des herbivores, la richesse en espèces des herbivores et l’identité taxonomique des herbivores, et que le caractère naturel des assemblages semble également jouer un rôle.
Remarques sur la méta-analyse
Cette étude est la première à fournir une compréhension complète de la manière dont les résultats des interactions entre les herbivores et les plantes aquatiques vasculaires sont régulés sur un éventail mondial d'écosystèmes aquatiques
Cette étude est la première à fournir une compréhension complète de la manière dont les résultats des interactions entre les herbivores et les plantes aquatiques vasculaires sont régulés sur un éventail mondial d'écosystèmes aquatiques
Dernière modification il y a plus de 6 ans.