Elizabeth H. Raine

1 Departamentul de Zoologie, Universitatea din Oxford, South Parks Road, Oxford OX1 3PS, Marea Britanie

Eleanor M. Slade

1 Departamentul de Zoologie, Universitatea din Oxford, South Parks Road, Oxford OX1 3PS, Marea Britanie

2 Lancaster Environment Center, Universitatea din Lancaster, Lancaster LA1 AYQ, Marea Britanie

Date asociate

Acest articol nu are date suplimentare.

Abstract

1. Introducere

Speciile indicatoare sunt adesea folosite ca o modalitate mai eficientă de evaluare a integrității ecosistemului decât eșantionarea unui număr mare de impozite [1]. Cu toate acestea, pentru ca un taxon focal să fie utilizat pentru a evalua un habitat comunitar sau efectele schimbărilor de mediu, sunt necesare date cantitative solide și o înțelegere detaliată a ecologiei sale [2]. Gândacii de gunoi sunt un indicator ideal al taxonului datorită sensibilității lor la schimbarea habitatului [3,4], în combinație cu distribuții geografice largi și ușurința colectării [5-7]. Ca atare, acestea au fost din ce în ce mai utilizate ca bioindicatori pentru a informa deciziile de gestionare a conservării [8-11]. Cu toate acestea, efectul schimbării compoziționale a speciilor de mamifere asupra gândacilor de bălegar și a funcțiilor lor ecosistemice asociate a fost puțin explorat (dar a se vedea [12-14]).

Gândacii de hrană se hrănesc și se reproduc în principal în bălegar, dar sunt, de asemenea, capabili să folosească roșii, fructe putrezite, ciuperci și materii vegetale în descompunere [15,16]. Drept urmare, gândacii de gunoi contribuie la funcțiile ecosistemului de îndepărtare a gunoiului de grajd [17], dispersarea semințelor [18], ciclul nutrienților [19,20] și reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră [21,22]. În această revizuire, ne concentrăm asupra gândacilor de bălegar coprofagici (Coleoptera: Scarabaeoidea din familiile Geotrupidae, Aphodiinae și Scarabaeinae) care se hrănesc în principal cu balegă și, prin urmare, se așteaptă să aibă asociații cu mamifere. Gândacii scăpați pot fi clasificați în grupuri funcționale clar definite, care pot fi ușor manipulate pentru experimentele de funcționare a ecosistemului [23] și, ca rezultat, sunt utilizate din ce în ce mai mult pentru înțelegerea asociațiilor care funcționează trăsăturile [24,25]. Cu toate acestea, în timp ce studiile asupra gândacilor de bălegar au furnizat un mare număr de informații despre distribuția speciilor și răspunsurile la schimbarea utilizării terenului, rareori dau lumină asupra interacțiunilor biotice dintre gândacii de gunoi și mamifere [12-14].

Se consideră că gândacii de balege prezintă în mod obișnuit strategii de hrănire și reproducere generaliste, mulți hrănindu-se cu mai mult de două surse de balegă [26,27] sau folosind balegă din specii de mamifere native și exotice [28,29]. Balegele de mamifere variază în ceea ce privește conținutul de nutrienți și fibre între specii [30], dar și sezonier pe baza dietei [31]. S-a dovedit că calitatea și cantitatea de gunoi de grajd furnizate larvelor afectează numărul, dimensiunea și dezvoltarea descendenților și că au ca rezultat alocări de resurse compromisuri la gândacii adulți [32,33]. Dungul este utilizat în moduri diferite de adulți și larve [30], iar selecția de bălegar pentru reproducere poate diferi de cea utilizată pentru hrănire, deși consecințele acestuia pentru funcționarea ecosistemului au fost puțin explorate (dar a se vedea] [14,34,35 ]). În plus, variația sistemului digestiv și a microbiei intestinale la gândacii de bălegar pot juca un rol în determinarea preferințelor de hrănire [36-38] și, în timp ce volatilele de gunoi de grajd sunt considerate a fi esențiale pentru determinarea atractivității de gunoi de grajd [39,40] ], modul în care acestea se referă la utilizarea resurselor de gândaci nu este încă bine înțeles [30,41].

Mamiferele sunt, de asemenea, adesea folosite ca indicator sau taxon emblematic [42,43] și au existat cercetări ample privind răspunsurile speciilor de mamifere la perturbări (de exemplu [44,45]) și asociațiile speciilor cu tipurile de habitate [46]. Cu toate acestea, spre deosebire de gândacii de bălegar, mamiferele sunt mai greu de studiat, necesitând mai mult timp, efort și la un cost mai mare [47]. Cu toate acestea, în ciuda asocierii lor ecologice strânse și în ciuda faptului că sunt doi dintre cei mai bine studiați taxoni pentru vertebrate și nevertebrate în mod individual, gândacii de gunoi și mamiferele sunt rareori studiate în combinație [48] (dar a se vedea „Căile pentru lucrările viitoare” de mai jos pentru potențialul noilor molecule metode).

Am efectuat o revizuire sistematică a studiilor care documentează asocierile dintre gândacii de bălegar și mamifere pentru a aborda următoarele întrebări: (i) care au fost tendințele de cercetare în studiul ecologiei gândacului de gunoi de grajd? (ii) ce abordări metodologice sunt folosite pentru a studia asociațiile de gândaci de gunoi - mamifer și asociațiile de gândaci de gunoi de grajd? și (iii) este luată în considerare preferința alimentară și asocierea cu mamiferele în studiile privind funcționarea ecosistemului gândacului de gunoi? Apoi subliniem lacunele de cunoștințe și oferim recomandări despre modul în care interacțiunile gândacului de gunoi - mamifer pot fi încorporate în lucrările viitoare privind ecologia gândacului de gunoi de grajd.

2. Material și metode

mamiferelor
Caseta 1. Diferitele abordări ale studiului asociațiilor gandacului de gunoi - mamifer. Rețeaua de interacțiune cu gândacul de gunoi - mamifer poate fi estimată direct (a, b) sau indirect (c, d). (a) Identificarea directă a compoziției speciilor de gândaci de bălegar atrase de un tip de balegă; (b) identificarea speciilor de gândaci de gunoi de gunoi utilizează lățimea și preferințele dietetice prin identificarea atracției pentru mai multe tipuri de balegă; (c) deducerea asocierilor la nivel de populație între gândacii de gunoi de grajd și mamifere fie prin intermediul datelor combinate de compoziție a mamiferelor, fie printr-un proxy pentru compoziția mamiferelor, astfel de condiții de mediu; și (d) deducerea interacțiunilor la nivel de specie între gândacii de bălegar și mamifere prin asocieri între specii care coincid.

Pentru a compara numărul studiilor de asociere a gândacului de gunoi - mamifer cu numărul de alte studii pentru a furniza un indicator minim al cantității de lucrări de cercetare ecologică care documentează studiul gândacilor de gunoi de grajd, au fost efectuate două căutări suplimentare. Acest lucru a folosit subiectul căutării cuvintelor cheie: (habitat * SAU mediu *) pentru gândacul de bălegar - asociații de habitat și: (ecosistem * serviciu * SAU ecosistem * funcție *) pentru studii despre funcția ecosistemului. Am exclus studiile care explorează efectele aplicării pesticidelor și insecticidelor asupra funcțiilor ecosistemului, deoarece acest lucru nu depășește sfera acestei revizuiri. Această căutare în literatură nu a fost exhaustivă, deoarece lucrările care nu se refereau în mod specific la acești termeni de căutare nu au fost identificate în continuare. Studiile privind funcționarea ecosistemului gândacului de gunoi au fost evaluate în măsura în care au luat în considerare variația hranei între speciile de gândaci de gunoi. Pentru fiecare studiu, am înregistrat locația, numărul tipurilor de balegă utilizate, volumul de balegă și funcția (funcțiile) ecosistemului (e) măsurate.

3. Rezultate

(a) Tendințe în cercetarea ecologică a gândacului de bălegar

Revizuirea literaturii a obținut un total de 359 de lucrări din toate cele trei căutări. Studiile asupra gandacilor de balegă - asociațiile de mamifere au reprezentat 65 de lucrări, 68 de lucrări axate pe gândacul de balegă - cercetarea funcționării ecosistemului și 226 de studii au constat în studii empirice de teren ale gândacilor de gunoi - asociații de habitate (a se vedea materialul suplimentar electronic, apendicele A). Patruzeci și patru dintre studiile de asociere a gândacului de gunoi - mamifer au abordat interacțiunile directe și preferințele dietetice ale gândacului de bălegar și 21 au considerat efectul indirect al prezenței mamiferelor asupra populațiilor de gandaci de bălegar sau compoziția comunității. Aceste două categorii au fost explorate separat. A existat o creștere a publicațiilor despre funcțiile ecosistemelor și asociațiile habitatelor care utilizează gândaci de gunoi de grajd din 1990 (figura 1). Spre deosebire de acestea, studiile asociate gândacului de bălegar - mamiferele, atât preferințele dietetice, cât și studiile de co-apariție, au rămas scăzute pe parcursul acestei perioade, cu studii concentrate în mare parte în Europa și America de Sud și cu studii relativ puține în Asia, Australasia, Africa și Nord America (figura 2).

Articole din jurnal publicate despre ecologia gândacului de gunoi în perioada 1990-2018, detalii despre lucrări date în materialul electronic suplimentar, apendicele A.