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Depredación de semillas

Una fresa dañada por un ratón que se comió las pequeñas semillas ( aquenios ) de su superficie. La depredación de semillas , también llamada granivoría , es un tipo de interacci...

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Una fresa dañada por un ratón que se comió las pequeñas semillas ( aquenios ) de su superficie.

La depredación de semillas , también llamada granivoría , es un tipo de interacción planta-animal en la que los animales se alimentan principalmente de las semillas de las plantas . Los granívoros se encuentran en muchas familias de vertebrados , especialmente mamíferos y aves , así como en muchos grupos de insectos . [ 1 ] [ 2 ]

La depredación de semillas se divide comúnmente en depredación pre-dispersión y post-dispersión, que afectan la aptitud de la planta progenitora y de la descendencia dispersa (la semilla), respectivamente. Ambos tipos de depredación pueden mitigarse mediante diferentes estrategias. Para contrarrestar la depredación de semillas, las plantas han desarrollado defensas tanto físicas (por ejemplo, la forma y la dureza de la cubierta seminal) como químicas (como los taninos y los alcaloides ). A medida que las plantas han desarrollado defensas para las semillas, los depredadores de semillas se han adaptado en respuesta (por ejemplo, desarrollando la capacidad de desintoxicar compuestos químicos). De este modo, surgen numerosos ejemplos de coevolución a partir de esta relación dinámica.

Las semillas y sus defensas

Ratón comiendo semillas

Las semillas de las plantas son una fuente importante de nutrición para los animales en la mayoría de los ecosistemas. Contienen órganos de almacenamiento de alimento (como el endospermo ) que proporcionan nutrientes al embrión vegetal en desarrollo ( cotiledón ). Esto las convierte en una fuente de alimento atractiva para los animales, ya que constituyen una fuente de nutrientes altamente concentrada y localizada en comparación con otras partes de la planta.

Las semillas de muchas plantas han desarrollado diversas defensas para disuadir a los depredadores . A menudo, las semillas se encuentran dentro de estructuras protectoras o pulpa del fruto que las encapsulan hasta que maduran. Otras defensas físicas incluyen espinas, pelos, cubiertas fibrosas y endospermo duro. Las semillas, especialmente en zonas áridas, pueden tener una cubierta mucilaginosa que adhiere la tierra a la semilla, ocultándola de los granívoros. [ 3 ]

Algunas semillas han desarrollado fuertes compuestos químicos antiherbívoros. A diferencia de las defensas físicas, las defensas químicas de las semillas disuaden el consumo mediante sustancias químicas tóxicas o desagradables para los granívoros, o que inhiben la digestibilidad de la semilla. Estas sustancias químicas incluyen aminoácidos no proteicos tóxicos , glucósidos cianogénicos , inhibidores de proteasas y amilasas, y fitohemaglutininas . [ 1 ] Las plantas pueden enfrentarse a disyuntivas entre la asignación de recursos a las defensas y el tamaño y número de semillas producidas.

Las plantas pueden reducir la gravedad de la depredación de semillas haciendo que estas sean escasas espacial o temporalmente para los granívoros. Se postula que la dispersión de semillas lejos de la planta madre reduce la gravedad de la depredación. [ 4 ] [ 5 ] La fructificación masiva es un ejemplo de cómo las poblaciones de plantas pueden regular temporalmente la gravedad de la depredación de semillas. La fructificación masiva se refiere a una producción abundante y concertada de semillas seguida de un período de escasez. Esta estrategia puede regular el tamaño de la población de depredadores de semillas.

Depredación de semillas frente a dispersión de semillas

Las adaptaciones para defender las semillas de la depredación pueden afectar su capacidad de germinación y dispersión. Por lo tanto, las adaptaciones antipredatorias suelen presentarse como parte de un conjunto de adaptaciones para un ciclo de vida particular de la semilla. Por ejemplo, las plantas de chile disuaden selectivamente a los mamíferos depredadores de semillas y a los hongos mediante la capsaicina , que no disuade a las aves dispersoras de semillas [ 6 ] [ 7 ] porque los receptores del gusto de las aves no se unen a la capsaicina. A su vez, las semillas de chile tienen mayor supervivencia si pasan por el estómago de un ave que si caen al suelo. [ 8 ]

Antes y después de la dispersión

La depredación de semillas puede ocurrir tanto antes como después de la dispersión de las semillas. [ 9 ]

Pre-dispersión

La depredación de semillas previa a la dispersión ocurre cuando las semillas son retiradas de la planta madre antes de su dispersión, y se ha reportado con mayor frecuencia en invertebrados, aves y roedores granívoros que cortan frutos directamente de árboles y plantas herbáceas. La depredación de semillas posterior a la dispersión surge una vez que las semillas han sido liberadas de la planta madre. Se sabe que las aves, los roedores y las hormigas se encuentran entre los depredadores de semillas posteriores a la dispersión más comunes. Además, la depredación de semillas posterior a la dispersión puede ocurrir en dos etapas contrastantes: la depredación sobre la "lluvia de semillas" y la depredación sobre el "banco de semillas". Mientras que la depredación sobre la lluvia de semillas ocurre cuando los animales depredan las semillas liberadas, generalmente a ras de la superficie del suelo, la depredación sobre el banco de semillas tiene lugar después de que las semillas se han incorporado profundamente al suelo. [ 1 ]

Después de la dispersión

La depredación de semillas después de la dispersión es extremadamente común en prácticamente todos los ecosistemas. Dada la heterogeneidad tanto en el tipo de recurso (semillas de diferentes especies), la calidad (semillas de diferentes edades y/o diferentes estados de integridad o descomposición) como en la ubicación (las semillas están dispersas y ocultas en el ambiente), la mayoría de los depredadores posteriores a la dispersión tienen hábitos generalistas. Estos depredadores pertenecen a una amplia gama de animales, como hormigas, escarabajos, cangrejos, peces, roedores y aves. El conjunto de depredadores de semillas posteriores a la dispersión varía considerablemente entre ecosistemas. [ 1 ]

Diferencias

La depredación de semillas antes y después de la dispersión es común. Los depredadores predispersores se diferencian de los postdispersores en que, por lo general, son especialistas adaptados a recursos agrupados (en la planta). Utilizan señales específicas como la química de la planta (compuestos volátiles), el color y el tamaño para localizar las semillas, y sus ciclos de vida cortos suelen coincidir con la producción de semillas por la planta huésped. Los grupos de insectos que contienen muchos depredadores de semillas predispersores son Coleoptera , Hemiptera , Hymenoptera y Lepidoptera . [ 1 ]

Efectos sobre la demografía vegetal

El modelo de Janzen-Connell analiza cómo la densidad y la supervivencia de las semillas responden a la distancia del árbol progenitor y a las tasas diferenciales de depredación de semillas. La densidad de semillas suele disminuir a medida que aumenta la distancia del árbol progenitor. Donde las semillas son más abundantes bajo el árbol progenitor, se predice que la depredación de semillas será máxima. A medida que aumenta la distancia del árbol progenitor, se predice que la abundancia de semillas y, por lo tanto, la depredación de semillas, disminuirán a medida que aumenta la supervivencia de las semillas. [ 4 ] [ 5 ] La depredación de semillas a veces es lo suficientemente potente como para limitar el reclutamiento de plántulas y, por ende, la población de árboles (descrito como "limitado por semillas"). En los hábitats de dunas, los depredadores de semillas, los ratones ciervo, pueden limitar el reclutamiento de plántulas, pero en los hábitats de pastizales tuvieron poco efecto, ya que la población de plantas estaba limitada en cambio por la disponibilidad de sitios seguros ("limitado por sitios seguros"). [ 10 ] Los depredadores de semillas a veces apoyan a las poblaciones de plantas dispersando las semillas lejos de la planta progenitora, apoyando así el flujo genético entre poblaciones. Otros depredadores de semillas recolectan semillas y luego las almacenan para su consumo posterior. La semilla oculta puede ser olvidada y luego germinar y crecer, apoyando la dispersión. [ 11 ] [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Hulme, PE; Benkman, CW (2002). Herrera, Carlos M.; Pellmyr, Olle (eds.). Interacciones planta-animal . Hoboken: Wiley-Blackwell. pp. 132–154 . ISBN  978-0-632-05267-7.
  2. ↑ Janzen, DH (1971). "Depredación de semillas por animales". Annual Review of Ecology and Systematics . 2 : 465–492 . doi : 10.1146/annurev.es.02.110171.002341 .
  3. ↑ Tiansawat, Pimonrat; Davis, Adam S.; Berhow, Mark A.; Zalamea, Paul-Camilo; Dalling, James W. (2014-06-13). Chen, Jin (ed.). "La inversión en la defensa física de las semillas está asociada con el requerimiento de luz de las especies para la regeneración y la persistencia de las semillas: evidencia de especies de Macaranga en Borneo" . PLOS ONE . 9 (6) e99691. Bibcode : 2014PLoSO...999691T . doi : 10.1371 / journal.pone.0099691 . ISSN 1932-6203 . PMC 4057182. PMID 24927025 .   
  4. 1 2 Janzen, DH (1970). "Herbívoros y el número de especies de árboles en bosques tropicales" (PDF) . The American Naturalist . 104 (940): 592– 595. doi : 10.1086/282687 . S2CID 84490190 . 
  5. 1 2 Connell, JH (1971) "Sobre el papel de los enemigos naturales en la prevención de la exclusión competitiva en algunos animales marinos y en árboles de la selva tropical", pp. 298–312 en Dinámica de poblaciones , ed. PJ den Boer y GR Gradwell. Wageningen: Centro de Publicaciones y Documentación Agrícola.
  6. ↑ Gary P. Nabhan; Tewksbury, Joshua J. (julio de 2001). "Dispersión de semillas: Disuasión dirigida por capsaicina en chiles". Nature . 412 ( 6845): 403– 404. doi : 10.1038/35086653 . ISSN 1476-4687 . PMID 11473305. S2CID 4389051 .   
  7. ↑ Derbyshire, David (25 de julio de 2001). "Por qué a los pájaros les parecen tan geniales los chiles" . Daily Telegraph . Consultado el 14 de marzo de 2019 .
  8. ↑ "El intestino de las aves aumenta la supervivencia de las semillas de chile silvestre" . Inside Science . 15 de julio de 2013. Consultado el 14 de marzo de 2019 .
  9. ↑ Fedriani, JM; Manzoneda, A. (2005). "Pre- y post-dispersión de semillas por roedores: equilibrio entre alimento y seguridad" . Behavioral Ecology . 16 (6): 1018. doi : 10.1093/beheco/ari082 . hdl : 10261/54608 .
  10. ↑ Maron, John L.; Simms, Ellen L. (1997). "Efecto de la depredación de semillas en el tamaño del banco de semillas y el reclutamiento de plántulas de lupino arbustivo ( Lupinus arboreus )". Oecologia . 111 (1): 76– 83. Bibcode : 1997Oecol.111...76M . doi : 10.1007/s004420050210 . PMID 28307508 . S2CID 12464482 .  
  11. ↑ Harper, JL (1977) Biología de poblaciones de plantas , Nueva York: Academic Press.
  12. ↑ Visser, Marco D.; Muller-Landau, Helene C.; Wright, S. Joseph; Rutten, Gemma; Jansen, Patrick A. (2011). "Las interacciones tritróficas afectan la dependencia de la densidad del destino de las semillas en una palma de bosque tropical". Ecology Letters . 14 (11): 1093– 1100. Bibcode : 2011EcolL..14.1093V . doi : 10.1111/j.1461-0248.2011.01677.x . ISSN 1461-023X . PMID 21899693 .  

Lecturas adicionales

  • Alexander, HM; Cummings, CL; Kahn, L.; Snow, AA (2001). "Variación del tamaño de las semillas y depredación de semillas producidas por girasoles silvestres y cultivados-silvestres". American Journal of Botany . 88 (4): 623– 627. doi : 10.2307/2657061 . JSTOR 2657061 . PMID 11302847 . S2CID 25202784 .   
  • Andersen, AN (1989). "¿Qué importancia tiene la depredación de semillas para el reclutamiento en poblaciones estables de plantas perennes de larga vida?". Oecologia . 81 (3): 310– 315. Bibcode : 1989Oecol..81..310A . doi : 10.1007/bf00377076 . PMID 28311181. S2CID 38556236 .  
  • Berenbaum, MR; Zangerl, AR. (1998). "Coincidencia del fenotipo químico entre una planta y su insecto herbívoro" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 95 (23): 13743– 13784. Bibcode : 1998PNAS...9513743B . doi : 10.1073 / pnas.95.23.13743 . PMC 24890. PMID 9811871 .  
  • Brown, JH; Heske, EJ (1990). "Control de una transición desierto-pastizal por un gremio clave de roedores". Science . 250 (4988): 1705– 1707. Bibcode : 1990Sci...250.1705B . doi : 10.1126/science.250.4988.1705 . PMID 17734708 . S2CID 33357407 .  
  • Brown, JH; Reichman, OJ; Davidson, DW (1979). "Granivoría en ecosistemas desérticos". Annual Review of Ecology and Systematics . 10 : 201–227 . doi : 10.1146/annurev.es.10.110179.001221 .
  • Davidson, DW (1993). "Los efectos de la herbivoría y la granivoría en la sucesión de plantas terrestres". Oikos . 68 (1): 23– 35. Bibcode : 1993Oikos..68...23D . doi : 10.2307/3545305 . JSTOR 3545305 . 
  • Davidson, DW; Brown, JH; Inouye, RS (1980). "Competencia y estructura de las comunidades de granívoros". BioScience . 30 ( 4): 233– 238. doi : 10.2307/1307877 . JSTOR 1307877. S2CID 53579517 .  
  • Díaz, M.; Telleria, JL (1996). "Aves granívoras en un hábitat abierto estable y aislado dentro de la selva amazónica". Journal of Tropical Ecology . 12 (3): 419– 425. doi : 10.1017/s0266467400009615 . S2CID 85301240 . 
  • Figueroa, JA; Muñoz, AA; Mella, JE; Arroyo, MTK (2002). "Predación de semillas antes y después de la dispersión en un bosque esclerófilo montano de clima mediterráneo en el centro de Chile". Australian Journal of Botany . 50 (2): 183– 195. doi : 10.1071/bt01003 .
  • Lundgren, J; Rosentrater, K (2007). "La resistencia de las semillas y su destrucción por insectos granívoros". Interacciones artrópodo-planta . 1 (2): 93– 99. Bibcode : 2007APInt...1...93L . doi : 10.1007/s11829-007-9008-1 . S2CID 6410974 . 
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  • Vander Wall, SB; Kuhn, KM; Beck, MJ (2005). "Remoción de semillas, depredación de semillas y dispersión secundaria". Ecology . 86 (3): 801– 806. Bibcode : 2005Ecol...86..801V . doi : 10.1890/04-0847 .