How are herbivorous consumers limited by multiple resources simultaneously? - Development and definition of co-limitation types in a generally applicable theoretical framework
Final Report Abstract
Co-Limitierung, das Phänomen bei dem Organismen von mehreren Ressourcen gleichzeitig limitiert werden, ist ein Wissenschaftsgebiet von steigender Bedeutung und Interesse. Konzepte und Fachausdrücke im Gebiet der Co-Limitierung sind nicht einheitlich und Theorie bzgl. Co-limitierung von Konsumenten sind mangelhaft. Im Projekt wurden die Fachausdrücke vereinheitlicht und verschiedene Co-Limitierungskonzepte begutachtet. Ich identifizierte zwei unterschiedliche aber komplementäre Ansätze wie Co-Limitierung charakterisiert wurde: Ein Ansatz nutzt Limitierungs-Szenarien von faktoriellen Wachstumsansätzen, um spezielle Co-Limitierungstypen zu unterscheiden, wohingegen der andere Ansatz Wachstumsreaktionen nutzt, welche sich über einen kontinuierlichen, multi-dimensionalen Ressourcenraum spannen, um verschiedene Typen von Reaktionsoberflächen zu charakterisieren. Ich führte diese beiden einflussreichen Ansätze zusammen und entwickelte dadurch einen generelltheoretischen Ordnungsrahmen für Co-Limitierung, in welchem verschiedene Co-Limitierungstypen mathematisch, graphisch und anhand von Fallstudien beschrieben werden. Ich zeige, dass verschiedene faktorielle (Co-)Limitierungsszenarien in verschiedenen Reaktionsoberflächen, basierend auf der kontinuierlichen Verfügbarkeit von essentiellen und substituierbaren Ressourcen, entstehen können. Außerdem testete ich die Co-Limitierungstheorie an Datensätzen von publizierten und nicht publizierten Studien, welche die Limitierung von pflanzenfressenden Generalisten in einem kontinuierlichen, zweidimensionalem Ressourcenraum untersuchten. Die experimentellen Daten unterstützen die theoretischen Ergebnisse, was auf eine generelle Anwendbarkeit des theoretischen Co-Limitierungsordnungsrahmens hinweist. Auch wenn der Ordnungsrahmen an Datensätzen von unspezifischen Konsumenten getestet wurde, ist er wahrscheinlich ebenso auf Pflanzen anwendbar. Die starke theoretische Grundlage des präsentierten Ordnungsrahmens kann ein fruchtbarer Startpunkt sein, um Co-Limitierungsmuster in Experimenten und in der Natur auszuwerten. Weiterhin hat die Integration der zwei neusten Ordnungsrahmen in der Ernährungsökologie (d.h. Ökologische Stöchiometrie und Ernährungs-Geometrie) ein großes Potential, die Limitierungsmuster von Tieren über Ebenen des Individuums und der Lebensgemeinschaft hinweg mechanistisch zu erklären.
Publications
- Bridging factorial and gradient concepts of resource co‐limitation: towards a general framework applied to consumers. Ecology letters 19 (2), 201-215, 2016
Sperfeld E., Raubenheimer D., Wacker A.
(See online at https://doi.org/10.1111/ele.12554) - Woodstoich III: Integrating tools of nutritional geometry and ecological stoichiometry to advance nutrient budgeting and the prediction of consumer‐driven nutrient recycling. Oikos 125 (11), 1539-1553, 2016
Sperfeld E., Clissold F.J., Halvorson H.M., Malishev M., Wagner N.D.
(See online at https://doi.org/10.1111/oik.03529)
