植物抗食草性沿海拔梯度的变化：软体动物食草者视角下的生长-防御权衡

《Journal of Plant Ecology》：Elevation structures plant growth and defence but not resistance to slug herbivory

　　

摘要

预测植物抗食草性如何沿环境梯度变化是生态学的核心目标，但大多数实证测试依赖于昆虫食草动物，可能无法推广至不同的取食者群。由于食草压力减小，预计海拔梯度会在高海拔地区降低植物防御，但这种模式是否适用于功能上不同的食草动物尚不清楚。在此，我们测试了当植物与陆地蛞蝓（一类广食性食草动物）互动时，植物抗食草性如何随海拔变化。我们在瑞士阿尔卑斯山进行了一项共同花园实验，使用了六种亲缘关系密切的十字花科物种，其海拔分布跨度约为 2,000 米。我们量化了植物生长、化学防御表达（硫代葡萄糖苷）、蛞蝓损伤以及蛞蝓适应性。低海拔物种积累的生物量显著更多，产生的总硫代葡萄糖苷浓度是高海拔物种的两倍多。尽管生长和防御存在海拔差异，但高海拔和低海拔植物之间的蛞蝓损伤和蛞蝓适应性没有系统性差异。相反，抗性主要因物种而异，并且最能被植物生长速度预测：生长速度快的物种遭受的蛞蝓损伤程度更高，这与生长 - 防御权衡一致。硫代葡萄糖苷的组成随海拔和食草处理而变化，但总硫代葡萄糖苷浓度的变化并未转化为蛞蝓摄食或生长的减少。我们的研究结果表明，基于昆虫研究推断的植物防御的海拔模式并不能轻易推广到软体动物食草者。与其说是海拔本身，不如说是物种水平的性状变异，特别是生长策略，成为了食草结果的关键决定因素，这突出了食草动物功能身份在基于性状的框架中的重要性。

图形摘要

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