De U-vormige relatie tussen voeding en grootte bij moderne landzoogdieren zou ook kunnen staan voor ‘universeel’, zegt een nieuwe studie, waaruit is gebleken dat de relatie minstens 66 miljoen jaar omspant en een reeks gewervelde diergroepen omvat.
Het is tientallen jaren geleden dat ecologen zich realiseerden dat het grafisch weergeven van de relatie tussen voeding en grootte van landzoogdieren een U-vormige curve oplevert wanneer deze zoogdieren worden uitgelijnd op een plant-tot-eiwit gradiënt. Zoals geïllustreerd door die curve, hebben de plantenetende herbivoren uiterst links en vleesetende carnivoren uiterst rechts de neiging om veel groter te worden dan die van de allesverslindende alleseters en de ongewervelde feestende invertivoren in het midden.
Tot op heden was er echter vrijwel geen onderzoek gedaan naar het patroon dat verder gaat dan zoogdieren of de moderne tijd. In een nieuwe studie hebben onderzoekers van de Universiteit van Nebraska-Lincoln en instellingen op vier continenten geconcludeerd dat het patroon dateert uit de verre tijd en van toepassing is op op het land levende vogels, reptielen en zelfs zoutwatervissen.
Maar de studie suggereert ook dat het uitsterven door de mens van de grootste herbivoren en carnivoren wat een fundamenteel kenmerk lijkt te zijn van vroegere en huidige ecosystemen, met mogelijk onvoorspelbare gevolgen.
“We weten niet zeker wat er gaat gebeuren, omdat dit nog niet eerder is gebeurd”, zegt Will Gearty, een postdoctoraal onderzoeker in Nebraska en co-auteur van de studie, gepubliceerd op 21 april in het tijdschrift Nature Ecology and Evolution. “Maar omdat de systemen zich al heel lang in een zeer stabiele toestand bevinden, gaat het erom wat er kan gebeuren als ze die toestand verlaten.”
Maat groter, maat kleiner
De evolutionaire en ecologische geschiedenis van diersoorten kan gedeeltelijk worden verteld door de met elkaar verweven invloeden van dieet en grootte, zei Gearty. Het dieet van een soort bepaalt zijn energieverbruik, wat op zijn beurt de groei stimuleert en uiteindelijk de grootte bepaalt. Maar die grootte kan ook de kwaliteit en kwantiteit van voedsel beperken die beschikbaar is voor een soort, zelfs als het drempels stelt voor de kwaliteit en kwantiteit die nodig is om te overleven.
advertentie
“Je kunt zo groot zijn als je eten je toestaat,” zei Gearty. “Tegelijkertijd ben je vaak zo groot als je moet zijn om je voedsel te vangen en te verwerken. Er is dus een evolutionair samenspel.”
Omdat het plantaardige dieet van herbivoren relatief arm is aan voeding, groeien ze vaak enorm om meer grond te bedekken om meer voedsel te verzamelen – en om lange, complexe spijsverteringskanalen op te nemen die er maximale voedingsstoffen uit halen. Carnivoren moeten ondertussen groot genoeg worden om die herbivoren zowel bij te houden als te vernietigen. Hoewel het buffetmenu van alleseters hun maag meestal vol houdt, zorgen hun hoge energiebehoeften ervoor dat ze zich over het algemeen concentreren op noten, insecten en andere kleine, energierijke voedingsmiddelen. En terwijl invertivoren vooral genieten van eiwitrijke prooien, degradeert het kleine karakter van die prooi, in combinatie met de stevige concurrentie van vele andere invertivoren, ze tot de kleinste maten van allemaal.
Het uiteindelijke resultaat: een U-vormige verdeling van zowel de gemiddelde als de maximale lichaamsgrootte bij zoogdieren. Om de generaliseerbaarheid van dat patroon in de moderne tijd te analyseren, heeft het team lichaamsgroottegegevens verzameld voor een groot aantal overlevende soorten: 5.033 zoogdieren, 8.991 vogels, 7.356 reptielen en 2.795 vissen.
Hoewel het patroon afwezig was bij zeezoogdieren en zeevogels, waarschijnlijk vanwege de unieke eisen van het leven in water, kwam het wel naar voren in de andere gewervelde groepen – reptielen, zoutwatervissen en landvogels – die door het team werden onderzocht. Het patroon hield zelfs stand in verschillende biomen – bossen versus graslanden versus woestijnen, bijvoorbeeld, of de tropische Atlantische Oceaan versus de gematigde noordelijke Stille Oceaan – bij het analyseren van landzoogdieren, landvogels en zoutwatervissen.
“Het aantonen dat dit in al deze verschillende groepen bestaat, suggereert dat het iets fundamenteels is over hoe gewervelde dieren energie verkrijgen, hoe ze met elkaar omgaan en hoe ze naast elkaar bestaan”, zegt co-auteur Kate Lyons, assistent-professor biologische wetenschappen aan Nebraska . “We weten niet of het nodig is – er kunnen andere manieren zijn om gewervelde gemeenschappen te organiseren met betrekking tot lichaamsgrootte en dieet – maar het is zeker voldoende.”
Maar de onderzoekers waren ook geïnteresseerd in hoe lang de U-curve mogelijk heeft geduurd. Dus analyseerden ze fossielen van 5.427 zoogdiersoorten, waarvan sommige dateren uit het vroege Krijt van 145 miljoen tot 100 miljoen jaar geleden. Lyons en collega’s verzamelden de fossiele gegevens oorspronkelijk als onderdeel van een onderzoek uit 2018 naar het uitsterven van grote zoogdieren door toedoen van mensen en hun recente voorouders.
advertentie
“Voor zover ik weet, is dit het meest uitgebreide onderzoek naar de evolutie van lichaamsgrootte en vooral dieet bij zoogdieren in de loop van de tijd,” zei Gearty.
Het onthulde dat de U-curve minstens 66 miljoen jaar teruggaat, toen niet-vogeldinosaurussen net waren uitgeroeid, maar zoogdieren zich nog moesten diversifiëren in de dominante dierklasse die ze nu zijn.
“Het is echt interessant en heel opvallend,” zei Gearty, “om te zien dat deze relatie blijft bestaan, zelfs als je andere dominante dieren in de buurt hebt.
“We vermoeden dat het al bestaat sinds het ontstaan van zoogdieren als groep.”
De vorm van dingen die komen
Na het heden en verleden van de U-curve te hebben gecatalogiseerd, richtten Gearty, Lyons en hun collega’s zich op de toekomst, of het mogelijke gebrek daaraan. De mediane grootte van herbivoren en alleseters is ongeveer 100 keer gekelderd sinds de opkomst van Neanderthalers en Homo sapiens in de afgelopen paar honderdduizend jaar, meldde het team, waarbij de grootte van carnivoren in diezelfde periode ongeveer 10 keer daalde. Als gevolg hiervan begint de U-curve die al zo lang aanhoudt, merkbaar af te vlakken, zei Gearty.
In die geest heeft het team een kans van meer dan 50% geprojecteerd dat meerdere grote en middelgrote zoogdieren – waaronder de tijger en de Javaanse neushoorn, die beide mensen als hun enige roofdieren beschouwen – binnen de komende 200 zullen uitsterven. jaar. Die voorspelde uitstervingen zouden de verstoring van de U-curve alleen maar verergeren, aldus de onderzoekers, vooral in de mate dat het verlies van grote herbivoren het verlies van de grote carnivoren die op hen jagen, zou kunnen veroorzaken of versnellen.
“Het is zeker mogelijk dat als we sommige van deze dieren van de top halen (van de U-curve), en terwijl we sommige van deze reeksen lichaamsgroottes instorten, we de manier veranderen waarop de energie wordt verdeeld,” Gearty zei. “Dat zou misschien fundamentele gevolgen kunnen hebben voor het milieu en het ecosysteem als geheel.”
Het is ook mogelijk, concludeerden de onderzoekers, dat de aanstaande afname van de lichaamsgrootte van zoogdieren zelfs de ongekende daling die de afgelopen honderdduizend jaar is waargenomen, zou kunnen overtreffen.
“Je ziet in ecologische literatuur steeds weer mensen speculeren over hoe ecosystemen nu minder stabiel zijn, en minder veerkrachtig, en meer vatbaar voor instorten,” zei Lyons. “Ik denk dat dit gewoon weer een bewijs is dat suggereert dat dat in de toekomst inderdaad het geval kan zijn.”
Gearty en Lyons schreven de studie samen met Robert Cooke, van het UK Centre for Ecology & Hydrology; Amanda Bates, van de Universiteit van Victoria (Canada); Abbie Chapman, van University College London; Jillian Dunic, van de Simon Fraser University (Canada); Graham Edgar en Rick Stuart-Smith, van de Universiteit van Tasmanië (Australië); Jonathan Lefcheck, van het Smithsonian Environmental Research Center; Craig McClain, van het Louisiana Universities Marine Consortium; en Gil Rilov, van Israel Limnological and Oceanographic Research.
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Volgens een nieuwe studie verstoren de mensgerelateerde uitstervingen van de grootste herbivoren en carnivoren wat een fundamenteel kenmerk lijkt te zijn van vroegere en huidige ecosystemen.
Datum van publicatie: 22 april 2022
Bron: Klimaat | Top milieunieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–