Az étrend szélessége és a földrajzi terjedelem nagysága közötti kapcsolat a pillangó Nymphalinae alcsaládban - A globális skála vizsgálata

Stockholmi Egyetem Állattani Tanszéke, Stockholm, Svédország

tartományméret

Stockholmi Egyetem Állattani Tanszéke, Stockholm, Svédország

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Slove J, Janz N (2011) Az étrend szélessége és a földrajzi tartományméret kapcsolata a pillangó Nymphalinae alcsaládban - A globális skála vizsgálata. PLoS ONE 6 (1): e16057. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0016057

Szerkesztő: Mark Briffa, Plymouth Egyetem, Egyesült Királyság

Fogadott: 2010. augusztus 27 .; Elfogadott: 2010. december 6 .; Közzétett: 2011. január 5

Finanszírozás: Ezt a munkát a Svéd Nemzeti Tudományos Kutatási Tanács az NJ-nek nyújtott támogatásával támogatta. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Bevezetés

A növényevő rovarok az összes élő faj körülbelül egynegyedét teszik ki [1], a lepkék pedig ennek a sokféleségnek a fontos részét képezik. A növényevő rovarcsoportok nagyobb fajdiverzitása, összehasonlítva a nem növényt tápláló testvércsoportokkal [2], [3], azt sugallja, hogy a gazda felhasználása releváns lehet a rovarok sokféleségének megmagyarázásában [de lásd: 4]. Korábban a vizsgálatok főként a gazda növények specializálódására összpontosítottak. De a szakosodás a diverzifikáció kimerítő forrása, és elfogyna a variációja a cselekvés érdekében - megakadályozva a további specializálódást -, és akkor zsákutcába kerülne [5]. A szakosodás mégsem zsákutca. Az étrend szélessége inkább dinamikus tulajdonság, amely bizonyítja az elmozdulásokat és a terjeszkedéseket, valamint a specializációt [6] - [8]. És ezek a változások a gazdaszervezetben szükségessé tehetik az új variációk bevezetését, amelyek megkönnyítik a diverzifikációt [5], [9].

Az „oszcillációs hipotézis” [5], [10] azt javasolja, hogy a növényevő rovarok megnövekedett sokfélesége nagyrészt az étrend szélességének bővülésének, majd specializálódásának, más szóval az étrend szélességének a következménye. Ezek az oszcillációk ezután a földrajzi tartomány méretének összefüggő változásaival párosulnak, ami viszont a népesség széttöredezettségéhez vezethet.

Az étrend szélessége és a földrajzi tartomány közötti összefüggést vizsgáló korábbi tanulmányok pozitív összefüggést találtak [12] - [15]. A vizsgálatok azonban mind összehasonlították a tartományméreteket egy nagyon korlátozott területen, például Németországban és az Egyesült Királyságban. A lepkék és más fajok terjedelmének méretei nem követik az országhatárokat, ezért nagyon valószínű, hogy egyes - ha nem a legtöbb - fajok terjedelme meglehetősen kiterjed a vizsgált régión kívül. Ez azt jelenti, hogy a „hatótávolság nagysága” valójában nem a terjedelem nagyságát méri, hanem a faj azon képességét, hogy fennmaradjon a különféle élőhelytípusokban, amelyeket ez a régió kínál. Ennek következtében fontos a vizsgálatot olyan földrajzi szinten végezni, amely magában foglalja az összes érintett faj teljes földrajzi tartományát. Ez a probléma bármely földrajzi régióban fennmarad, méretétől függetlenül, és ennek elkerülésére az egyetlen módja a tanulmány globális szintű elvégzése. Tudomásunk szerint ez az első tanulmány, amely globálisan lefedi az étrend szélessége és a földrajzi tartomány mérete közötti kapcsolatot. A pillangók azon kevés csoport között vannak, ahol átfogó adatok állnak rendelkezésre ilyen léptékben, nagyrészt annak a régóta fennálló és széles körű figyelemnek köszönhetően, amelyet a csoport amatőröktől, gyűjtőktől és kutatóktól kapott.

A cikk célja annak vizsgálata, hogy globális összefüggésben van-e összefüggés az étrend szélessége és a földrajzi tartomány nagysága között a lepke Nymphalinae alcsaládban. A Nymphalinae nagyon alkalmas erre a vizsgálatra, mivel nagyon változatos csoport, változatos mind az étrend szélességében, mind a földrajzi tartományban. Ezenkívül a jól támogatott filogenikák közelmúltbeli fejlődése lehetővé teszi az étrend szélességének és földrajzi tartományának filogenetikai elemzését.

Eredmények

A maximális valószínûség-elemzések jól támogatott filogenezist eredményeztek (S1. Ábra), amely nagyrészt összhangban áll a Nymphalinae esetében korábban publikáltakkal [16]. A filogenitás elszámolásának eldöntése a filogenetikai jel tesztjének eredményein alapult, amely azt vizsgálja, hogy a fajok függetlenek-e egymástól a vizsgált változók, ebben az esetben az étrend szélessége és a földrajzi tartomány szempontjából. Mindkét étrend-szélességi mutató közbülső lambda-becslést kapott (0,48 az étrend szélességi indexe és 0,45 a nemzetségek száma esetében), ami azt jelzi, hogy a filogenitás valamilyen hatással volt. A földrajzi tartomány ezzel szemben gyengén korrelált a filogenitással (λ = 0,08). Mivel a földrajzi tartomány és az étrend szélessége ilyen eltérő eredményeket adott, és mivel az étrend szélességének közbenső értékét nehéz volt értelmezni, úgy döntöttünk, hogy az adatokat mind a fajok közötti összehasonlítással, mind pedig a GEE felhasználásával a filogenitás elszámolásával elemeztük.

A fajok közötti összehasonlítást lineáris regresszió alkalmazásával hajtottuk végre. Mivel azonban az étrend szélességének és a földrajzi tartománynak az adatai is erősen jobbak voltak, vagyis a legtöbb fajnak nagyon kicsi az étrend szélessége és a földrajzi tartománya (1. ábra) [17], az adatokat az elemzés előtt átalakítani kellett. A Box-Cox transzformációk hozzávetőleges normál frekvenciaeloszlást adtak mindkét tulajdonságra. A lineáris regresszió azt mutatta, hogy a földrajzi tartomány szignifikánsan korrelál az étrend szélességével (2. ábra, étrend szélességi indexe: df = 181, r 2 = 0,17, p 2 = 0,15, p 1. ábra. A földrajzi tartomány nagysága és a gazdanövény száma közötti kapcsolat nemzetségek.

182 Nymphalinae faj szerepel, és a kiugró érték Vanessa cardui. A terjedelem nagyságára és a gazda sokféleségére vonatkozó adatok egyaránt torzak, a legtöbb fajnak kicsi a tartománya és/vagy néhány gazda növény táplálkozik. (Az index kiszámítása a nemzetségek száma helyett hasonló összefüggést eredményez.) Ennek a ferdeségnek a korrigálásához az adatokat box-cox-ban transzformáltuk a fajok közötti összehasonlításhoz (2. ábra), és filogenetikusan elemeztük az általánosított becslési egyenletek használatával, amely lehetővé teszi a nem normális válaszváltozók.