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Chemical ecology of predator-prey interactions in aquatic ecosystems: a review and prospectus

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Abstract:

The interaction between predator and prey is an evolutionary arms race, for which early detection by either party is often the key to success. In aquatic ecosystems, olfaction is an essential source of information for many prey and predators and a number of cues have been shown to play a key role in trait-mediated indirect interactions in aquatic communities. Here, we review the nature and role of predator kairomones, chemical alarm cues, disturbance cues, and diet cues on the behaviour, morphology, life history, and survival of aquatic prey, focusing primarily on the discoveries from the last decade. Many advances in the field have been accomplished: testing the survival value of those chemicals, providing field validation of laboratory results, understanding the extent to which chemically mediated learning may benefit the prey, understanding the role of these chemicals in mediating morphological and life-history adaptations, and most importantly, the selection pressures leading to the evolution of chemical alarm cues. Although considerable advances have been made, several key questions remain, the most urgent of which is to understand the chemistry behind these interactions.

L’interaction entre les prédateurs et les proies constitue une course aux armements dans laquelle la détection précoce par l’un ou l’autre des protagonistes est souvent la clé du succès. Dans les systèmes aquatiques, l’olfaction est souvent une source essentielle de renseignements pour les proies et prédateurs et nous savons que de nombreux signaux jouent un rôle essentiel dans les interactions indirectes, par l’intermédiaire des traits biologiques dans les communautés aquatiques. Nous faisons ici une rétrospective de la nature et du rôle des kairomones, des signaux chimiques d’alerte, des signaux de perturbations et des signaux alimentaires sur le comportement, la morphologie, le cycle biologique et la survie des proies aquatiques, avec une attention particulière pour les découvertes de la dernière décennie. Il y a eu beaucoup de progrès dans le domaine : des tests de la valeur de survie de ces substances chimiques, la validation en nature des résultats de laboratoire, la détermination de l’importance du bénéfice pour la proie des connaissances associées aux signaux chimiques, l’évaluation du rôle de ces produits chimiques dans le contrôle des adaptations de la morphologie et du cycle biologique et surtout l’étude des pressions de sélection menant à l’évolution des signaux chimiques d’alerte. Malgré les progrès considérables accomplis, il reste plusieurs questions importantes à élucider, la plus urgente étant la compréhension des bases chimiques de ces interactions.

Document Type: Research Article

Publication date: 2010-07-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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