I comuni dispersori di semi contribuiscono maggiormente alla persistenza di un carnoso

Oct 01, 2023

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 330 (2023) Citare questo articolo

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Le interazioni mutualistiche sono per definizione vantaggiose per ciascun partner contribuente. Tuttavia, non è sufficientemente compreso il modo in cui le interazioni mutualistiche influenzano i partner nel corso della loro vita. Qui, abbiamo utilizzato modelli di proiezione integrale espliciti per specie animali e strutturati in microhabitat per quantificare l’effetto della dispersione dei semi da parte di 20 specie animali sull’intero ciclo di vita dell’albero Frangula alnus nella foresta di Białowieża, Polonia orientale. La nostra analisi ha mostrato che la dispersione dei semi di animali ha aumentato la crescita della popolazione del 2,5%. L’efficacia degli animali come dispersori di semi era fortemente correlata alla frequenza di interazione ma non alla qualità della dispersione dei semi. Di conseguenza, il previsto declino della popolazione dovuto all’estinzione simulata delle specie è stato determinato dalla perdita di specie mutualiste comuni piuttosto che rare. I nostri risultati supportano l’idea che i mutualisti che interagiscono frequentemente contribuiscono maggiormente alla persistenza delle popolazioni dei loro partner, sottolineando il ruolo delle specie comuni per il funzionamento degli ecosistemi e la conservazione della natura.

I mutualismi sono vantaggiosi per ciascun partner, modellano la coevoluzione delle specie e contribuiscono al funzionamento degli ecosistemi1. Uno degli obiettivi principali della conservazione è mantenere reti di interazioni mutualistiche, con l’obiettivo finale di conservare la biodiversità e il funzionamento dell’ecosistema2. Si prevede, tuttavia, che gli organismi interagenti differiscano nel contributo che apportano alla forma fisica reciproca e alle funzioni dell'ecosistema3. Per identificare e proteggere le specie chiave negli ecosistemi, gli scienziati mirano a quantificare il risultato funzionale delle interazioni mutualistiche3,4. Quantificare i risultati a lungo termine dei mutualismi, tuttavia, è difficile a causa della loro forte dipendenza dal contesto, che limita la nostra comprensione del ruolo funzionale delle specie per il mantenimento e la conservazione della biodiversità e degli ecosistemi5.

Il mutualismo della dispersione dei semi è un importante processo ecosistemico che contribuisce alla nutrizione degli animali e al ciclo di rigenerazione delle piante6,7,8. In cambio della polpa del frutto9,10, gli animali depositano semi in microhabitat favorevoli, migliorano la germinazione dei semi e aiutano le piante a colonizzare nuove posizioni11,12,13,14,15. Su scala più ampia, la dispersione dei semi mantiene le dinamiche della meta-comunità16 e aiuta le piante a migrare17,18. La dispersione dei semi da parte degli animali è efficace e benefica per le piante disperse. Tuttavia, ad oggi esistono solo prove indirette dei benefici a lungo termine della dispersione dei semi animali per le piante. Tali benefici sono stati dedotti, ad esempio, dalle differenze tra la struttura genetica spaziale delle piante parentali e quella della loro progenie19,20, dall'interruzione della rigenerazione delle piante dopo l'estinzione degli animali dispersori20,21,22,23, o dall' risultati della modellazione basata sui tratti della dispersione dei semi24,25. Le indagini dirette sugli effetti della dispersione dei semi da parte degli animali in tutte le fasi del ciclo di vita delle piante sono rare e finora è stato studiato il ruolo funzionale di un massimo di cinque specie disperdenti26,27,28,29,30,31,32. Ciò è dovuto principalmente alla difficoltà di collegare il comportamento degli animali ai loro effetti a cascata sulle popolazioni e sulla demografia delle piante, la cui durata di vita può variare da decenni a diversi millenni33.

Una potenziale soluzione per comprendere l'effetto complessivo della dispersione dei semi sulle piante è offerta dallo studio del ciclo di dispersione dei semi34,35 (Fig. 1). Seguendo il destino dei semi dispersi negli animali attraverso lo spazio e il tempo è possibile scomporre il complesso mutualismo della dispersione dei semi in processi individuali del ciclo di vita di una pianta che possono influenzare l'esito del mutualismo (Fig. 1a). Il ciclo inizia con la visita delle piante da frutto da parte degli animali e la rimozione dei frutti, seguita dal trasporto dei semi e dalla loro deposizione, seguita dalla germinazione dei semi, dall'insediamento delle piantine e dal loro sviluppo in adulti. Questi passaggi consecutivi possono essere collegati utilizzando modelli di popolazione strutturati a fasi per quantificare l'effetto complessivo degli animali che disperdono i semi sulle popolazioni vegetali.