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Behavioral responses to environmental change alter direct and indirect trait-mediated interactions

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Abstract:

We used a field-based experiment to explore the consequences of altered environmental conditions on a predator–prey–resource system. The foraging choices of grasshoppers on plant resources were measured in the presence and absence of predator spiders and in shaded and unshaded conditions. We show that shading conditions affected the spiders, their direct behavioral interactions with the grasshoppers, and the indirect behaviorally mediated interactions between the spiders and the plants. In unshaded conditions in response to spiders, grasshoppers reduced their energy intake by 90%, reduced their time spent feeding by 68%, and switched to a largely grass diet that should increase mortality, while in shaded conditions spiders induced no behavioral shift. In no shade, spiders had an indirect positive effect on forb plants as evidenced by a trophic cascade pattern in plant biomass in the one-, two-, and three-trophic-level communities. But in shade, there was no indirect interaction of the spiders on the plants. Our results demonstrate the challenge of predicting the effects of environmental change on complex, real-world ecosystems and highlight the critical need for conducting experimental manipulations in the proper context with full complements of species.

Une expérience en nature nous a permis d’examiner les conséquences d’un changement des conditions du milieu sur un système prédateur–proie–ressource. Nous avons mesuré les choix alimentaires de criquets sur des plantes ressources en présence et en absence d’araignées prédatrices et dans des conditions d’ombre et d’ensoleillement. Nous montrons que les conditions d’ombre affectent les araignées et leurs interactions comportementales directes avec les criquets, ainsi que les interactions indirectes entre les araignées et les plantes par l’intermédiaire des comportements. Dans les conditions d’ensoleillement, les criquets réduisent leur ingestion d’énergie de 90% en réaction aux araignées, ils diminuent le temps passé à s’alimenter de 68% et ils adoptent un régime surtout à base de graminées qui devrait faire augmenter la mortalité; dans les conditions d’ombre, au contraire, la présence des araignées ne cause aucune modification du comportement des criquets. En l’absence d’ombre, les araignées ont un effet indirect positif sur les plantes herbacées (à l’exception des graminées); il y a, en effet, un patron de cascade trophique des biomasses végétales dans les communautés des niveaux trophiques un, deux et trois. À l’ombre, cependant, les araignées restent sans effet indirect sur les plantes. Nos résultats montrent le défi qu’il y a à vouloir prédire les effets des changements environnementaux sur des écosystèmes réels et complexes et ils illustrent la nécessité essentielle de faire des manipulations expérimentales dans un contexte approprié avec un plein complément d’espèces.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2006

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nrc/cjz/2006/00000084/00000007/art00016
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