Плодоядное животное

Организм, питающийся преимущественно фруктами

Борнейский орангутан ( Pongo pygmaeus ) ест фрукт.

Плодоядное животное ( / f r uː dʒ ɪ v ɔːr / ) — животное, которое питается в основном сырыми фруктами или сочными плодоподобными продуктами растений, такими как корни, побеги, орехи и семена. Примерно 20% травоядных млекопитающих едят фрукты. ^[1] Плодоядные животные сильно зависят от обилия и питательного состава фруктов. Плодоядные животные могут приносить пользу или мешать плодоносящим растениям, рассеивая или уничтожая их семена в результате пищеварения. Когда и плодовое растение, и плодоядное животное получают выгоду от поедания фруктов, взаимодействие является формой мутуализма .

Распространение семян плодоядных животных

Распространение семян важно для растений, поскольку оно позволяет их потомству со временем отойти от родителей. Преимущества распространения семян, возможно, привели к появлению мясистых плодов , которые побуждают животных потреблять их и перемещать семена растения с места на место. Хотя многие виды плодоносящих растений не смогли бы далеко распространиться без плодоядных животных, их семена обычно могут прорасти, даже если они упадут на землю прямо под своим родителем. ^{[ нужна цитата ]}

Многие виды животных являются распространителями семян. Виды млекопитающих и птиц представляют собой большинство видов, распространяющих семена. Однако плодоядные черепахи, ящерицы, земноводные и даже рыбы также разносят семена. ^[2] Например, казуары являются ключевым видом , поскольку они распространяют плоды посредством пищеварения, многие семена которых не вырастут, если они не будут переварены животным. Хотя плодоядные и плодоносящие виды растений присутствуют во всем мире, есть некоторые свидетельства того, что в тропических лесах больше распространителей семян плодоядных, чем в зонах с умеренным климатом. ^{[ нужна цитата ]}

Экологическое значение

Распространение семян плодоядных животных - обычное явление во многих экосистемах. Однако это не очень специфический тип взаимодействия растений и животных. Например, один вид плодоядных птиц может разносить плоды нескольких видов растений, или несколько видов птиц могут разносить семена одного вида растений. ^[3] Отсутствие специализации может быть связано с тем, что доступность фруктов варьируется в зависимости от сезона и года, что, как правило, мешает плодоядным животным сосредоточиться только на одном виде растений. ^[2] Более того, разные распространители семян имеют тенденцию распространять семена в разные места обитания, с разной численностью и на разные расстояния, в зависимости от их поведения и количества. ^[4]

Адаптации растений для привлечения распространителей

Существует ряд характеристик фруктов, которые кажутся адаптивными, привлекающими плодоядных животных. Распространенные среди животных плоды могут рекламировать животным свою вкусовую привлекательность яркими цветами ^[5] и привлекательными запахами (имитирующие плоды). ^[6] Мякоть фруктов обычно богата водой и углеводами и содержит мало белков и липидов . Однако точный питательный состав фруктов широко варьируется. Семена плодов, распространяемых животными, часто приспособлены к перевариванию плодоядными животными. Например, семена могут стать более проницаемыми для воды после прохождения через кишечник животного. Это приводит к более высокой всхожести . ^[7] Некоторые семена омелы даже прорастают внутри кишечника диспергатора. ^[7]

Адаптация плодоядных животных к употреблению фруктов

Многие животные, распространяющие семена, имеют специализированную пищеварительную систему для переработки фруктов, в результате чего семена остаются нетронутыми. У некоторых видов птиц кишечник короче, поэтому они быстро выделяют семена из фруктов, тогда как у некоторых плодоядных видов летучих мышей кишечник длиннее. Некоторые плодоядные животные, распространяющие семена, имеют короткое время удержания в кишечнике, а другие могут изменять состав кишечных ферментов при употреблении в пищу различных типов фруктов. ^[2]

Механизмы растений, позволяющие задержать или сдержать плодоядность

Поскольку растения вкладывают значительную энергию в производство фруктов, многие из них эволюционировали, чтобы побудить плодоядных животных-мутуалистов потреблять свои плоды для распространения семян. Некоторые из них также разработали механизмы, позволяющие снизить потребление незрелых фруктов и от хищников, не распространяющих семена. Хищники и паразиты фруктов включают семенных хищников, насекомых и плодоядных микробов. ^[8]

Растения выработали как химические, так и физические приспособления :

Физические сдерживающие факторы: ^[9]

• Загадочная окраска (например, зеленые плоды сливаются с листьями растения)
• Неприятная текстура (например, толстая кожица из антипитательных веществ)
• Смолы и соки (например, предотвращают проглатывание животными)
• Репеллентные вещества, твердая внешняя оболочка, шипы, шипы.

Химические сдерживающие факторы:

• Химические сдерживающие факторы в растениях называются вторичными метаболитами . Вторичные метаболиты — это соединения, вырабатываемые растением, которые не необходимы для первичных процессов, таких как рост и размножение. Токсины могли появиться для предотвращения потребления животными, которые разбрасывают семена в неподходящие места обитания, для предотвращения употребления слишком большого количества фруктов за один прием за счет предотвращения отложения слишком большого количества семян в одном месте или для предотвращения переваривания семян в кишечнике животного. животное. ^[10] Вторичные химические средства защиты делятся на три категории: терпены на основе азота , терпены на основе углерода и фенольные соединения на основе углерода .

Примеры вторичной химической защиты фруктов:

• Капсаицин — это фенольное соединение на основе углерода, которое встречается только в растениях рода Capsicum (чили и болгарский перец). Капсаицин отвечает за острый, острый «вкус» перца и подавляет рост микробов и беспозвоночных. ^[8]
• Цианогенные гликозиды представляют собой соединения на основе азота и встречаются в 130 семействах растений, но не обязательно в плодах всех растений. Он особенно содержится в красных ягодах рода Ilex (падуб, вечнозеленое древесное растение). Он может ингибировать транспорт электронов , клеточное дыхание , вызывать рвоту , диарею и легкий наркоз у животных. ^[10]
• Эмодин — это фенольное соединение на основе углерода, содержащееся в таких растениях, как ревень. Эмодин может оказывать слабительное или слабительное действие на человека, убивает личинки двукрылых , подавляет рост бактерий и грибов и сдерживает его потребление птицами и мышами. ^[8]
• Крахмал – это полисахарид, который по мере созревания фруктов медленно превращается во фруктозу .

Плодоядные животные

Птицы

Птицы являются основным объектом исследований плодоядных животных. В статье Бетт А. Луазель и Джона Г. Блейка «Потенциальные последствия исчезновения плодоядных птиц для кустарников влажного тропического леса» обсуждается важная роль плодоядных птиц в экосистемах. Выводы их исследования показывают, как исчезновение видов, распространяющих семена, может отрицательно повлиять на удаление семян, их жизнеспособность и приживаемость растений. В статье подчеркивается значение, которое птицы-семеноносители оказывают на депонирование видов растений. ^[11]

Примерами птиц, разносящих семена, являются птица- носорог , тукан , арасари , котинга (например, гайанский скальный петушок ) и некоторые виды попугаев . Плодоядные животные распространены в умеренном поясе , но преимущественно встречаются в тропиках . Многие плодоядные птицы питаются в основном фруктами до сезона гнездования, когда они включают в свой рацион насекомых, богатых белком. Факультативно-бактериоядные птицы также могут есть горькие ягоды, такие как можжевельник, в месяцы, когда альтернативной пищи не хватает. В Северной Америке плоды шелковицы красной ( Morus Rubra ) широко охотятся птицами весной и в начале лета; было зарегистрировано посещение плодоносящего дерева в Арканзасе 31 вида птиц . ^[12]

До 1980 года большинство сообщений о плодовитости птиц было сделано в тропиках. В 1979–1981 годах ряд исследований признал важность фруктов для падения скоплений воробьинообразных- мигрантов в умеренном климате. ^{[13] [14]} Самые ранние из этих полевых исследований были проведены осенью 1974 года в северной части штата Нью-Йорк Робертом Рыбчинским и Дональдом К. Райкером ^[15] и отдельно Джоном В. Бэрдом ^[16] в Нью-Джерси , каждое из которых документировало поедание плодов в насаждениях плодоносящих кустарников смешанными видовыми сообществами с доминированием перелетных белогорлых воробьев . ^{[ нужна цитата ]}

Млекопитающие

Млекопитающие считаются плодоядными, если семена рассредоточены и способны прижиться. ^{[ нужна цитата ]} Одним из примеров плодоядных млекопитающих является гривистый волк , или Chrysocyon brachyurus , который встречается в Южной Америке. Исследование Хосе Карлоса Мотта-Жуниора и Карины Мартинс показало, что гривистый волк, вероятно, является важным распространителем семян. Исследователи обнаружили, что 22,5–54,3% рациона составляют фрукты. ^[17]

65% рациона орангутанов составляют фрукты. Орангутаны в основном едят фрукты, а также молодые листья, кору, цветы, мед, насекомых и лозы. Одним из их любимых продуктов являются плоды дуриана , которые по вкусу напоминают сладкий заварной крем. Орангутаны сбрасывают кожу, поедают мякоть и выплевывают семена. ^{[ нужна цитата ]}

Другие примеры плодоядных млекопитающих включают фруктовых летучих мышей и серобрюхую ночную обезьяну , также известную как совиная обезьяна: ^[18]

«Обезьяны-совы плодоядны и дополняют свой рацион цветами, насекомыми, нектаром и листьями (Райт 1989; 1994). Они предпочитают маленькие спелые фрукты, когда они доступны, и, чтобы найти их, они кормятся на деревьях с большой кроной (больше, чем десять метров [32,8 фута]) (Райт 1986). Сезонная доступность фруктов варьируется в зависимости от среды обитания. Виды Aotus в тропических лесах едят больше фруктов в течение года, поскольку они более доступны по сравнению с сухими лесами, где фрукты ограничены в засушливый сезон. а совы-обезьяны больше зависят от листьев». ^[18]

Рыба

Некоторые виды рыб плодоядны, например тамбаки . ^[19]

Сохранение

Поскольку распространение семян позволяет видам растений расселяться по другим территориям, исчезновение плодоядных может изменить растительные сообщества и привести к локальной утрате отдельных видов растений. Поскольку распространение семян плодоядных животных очень важно в тропиках, многие исследователи изучили исчезновение плодоядных животных и связали это с изменением динамики популяций растений. В нескольких исследованиях было отмечено, что даже потеря только крупных плодоядных животных, таких как обезьяны, может иметь отрицательный эффект, поскольку они ответственны за определенные типы распространения семян на большие расстояния, которые не наблюдаются у других типов плодоядных животных, таких как птицы. ^[4] Однако виды растений, семена которых разносятся животными, могут быть менее уязвимы к фрагментации, чем другие виды растений. ^[20] Плодоядные животные также могут извлечь выгоду из вторжения экзотических видов, производящих фрукты, и могут быть переносчиками экзотических инвазий, распространяя чужеродные семена. ^[21] Следовательно, антропогенная утрата и изменение среды обитания может отрицательно повлиять на некоторые виды плодоядных животных, но принести пользу другим. ^{[ нужна цитата ]}

Смотрите также

• Потребительско-ресурсные системы
• Плодовые мошки
• Фрукторианство

Рекомендации

1. Данелл, Кьелл; Бергстрем, Роджер (февраль 2002 г.). «Травоядные млекопитающие в наземной среде». В Эррере, Карлос М.; Пеллмир, Олле (ред.). Взаимодействия растений и животных: эволюционный подход . Издательство Блэквелл. ISBN 978-0632052677. LCCN  2004302984.
2. Эррера, Карлос М. (февраль 2002 г.). «Распространение семян позвоночными». В Эррере, Карлос М.; Пеллмир, Олле (ред.). Взаимодействия растений и животных: эволюционный подход . Издательство Блэквелл. ISBN 978-0632052677. LCCN  2004302984.
3. Вютерих, Дирк; Асокар, Аура; Гарсиа-Нуньес, Карлос; Сильва, Хуан Ф. (май 2001 г.). «Распространение семян Palicourea Rigida, распространенного вида деревьев из неотропических саванн». Журнал тропической экологии . 17 (3): 449–458. дои : 10.1017/S0266467401001304. ISSN  0266-4674. JSTOR  3068721. S2CID  55044664 — через ResearchGate .
4. Джордано, П.; Гарсия, К.; Годой, Дж. А.; Гарсиа-Кастаньо, JL (27 февраля 2007 г.). Дирзо, Родольфо (ред.). «Дифференциальный вклад плодоядных животных в сложные модели распространения семян» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (9): 3278–3282. Бибкод : 2007PNAS..104.3278J. дои : 10.1073/pnas.0606793104 . JSTOR  25426641. PMC 1805555 . PMID  17360638. Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2019 г. 
5. Лим, Ганг; Бернс, Кевин К. (24 ноября 2021 г.). «Влияют ли отражательные свойства фруктов на плодоядность птиц в Новой Зеландии?». Новозеландский журнал ботаники . 60 (3): 319–329. дои : 10.1080/0028825X.2021.2001664. ISSN  0028-825X. S2CID  244683146.
6. Галетти, Мауро (2002). «Распространение семян миметических плодов: паразитизм, мутуализм, апосематизм или эксапация?». В Леви, Дуглас Дж.; Сильва, Уэсли Р.; Галетти, Мауро (ред.). Распространение семян и плодовитость: экология, эволюция и сохранение. CABI Publishing (опубликовано в феврале 2002 г.). стр. 177–191. ISBN 978-0851995250. LCCN  2001035222 — через ResearchGate .
7. Травесет, Анна; Родригес-Перес, Хавьер; Пиас, Беатрис (2008). Валоне, Ти Джей (ред.). «Изменения свойств семян в кишечнике распространителей и последствия для прорастания и роста рассады» (PDF) . Экология . 89 (1): 95–106. дои : 10.1890/07-0094.1. hdl : 10261/110956 . JSTOR  27651512. PMID  18376551. Архивировано (PDF) из оригинала 23 июля 2018 г. - через Национальный исследовательский совет Испании .
8. Леви, диджей; Тьюксбери, Джей-Джей; Ижаки И.; Царь, Э.; Хаак, округ Колумбия (2007). «Эволюционная экология вторичных соединений в спелых фруктах: тематические исследования капсаицина и эмодина». В Деннисе, Эндрю Дж.; Шупп, Юджин В.; Грин, Ронда Дж.; Уэскотт, Дэвид А. (ред.). Распространение семян: теория и ее применение в меняющемся мире. КАБИ . стр. 37–58. дои : 10.1079/9781845931650.0037. ISBN 978-1845931650. LCCN  2007002294 — через ResearchGate .
9. Смит, Роберт Лео (1996). Экология и полевая биология (Пятое изд.). ХарперКоллинз. ISBN 978-0065009767. LCCN  95034993.^{[ нужна страница ]}
10. Барнеа, Анат; Харборн, Джеффри Б .; Паннелл, К. (июнь 1993 г.). «Какие части мясистых плодов содержат токсичные для птиц вторичные соединения и почему?». Биохимическая систематика и экология . 21 (4): 421–429. дои : 10.1016/0305-1978(93)90100-6.
11. Луазель, Бетт А.; Блейк, Джон Г. (2002). «Возможные последствия вымирания плодоядных птиц для кустарников влажного тропического леса». В Леви, Дуглас Дж.; Сильва, Уэсли Р.; Галетти, Мауро (ред.). Распространение семян и плодовитость: экология, эволюция и сохранение. CABI Publishing (опубликовано в феврале 2002 г.). стр. 397–406. ISBN 978-0851995250. LCCN  2001035222 — через ResearchGate .
12. Джексон, JL II; Каннан, Р. (2018). «Птичьи плодоядные плодоносящие тутовые деревья (Morus Rubra) в Арканзасе». Журнал Академии наук Арканзаса . 72 : 38–46. ISSN  2326-0491. Архивировано из оригинала 3 мая 2020 года – через Университет Арканзаса .
13. Томпсон, Джон Н.; Уилсон, Мэри Ф. (сентябрь 1979 г.). «Эволюция взаимодействия фруктов и птиц умеренного климата: фенологические стратегии». Эволюция . 33 (3): 973–82. дои : 10.1111/j.1558-5646.1979.tb04751.x . JSTOR  i200133. ПМИД  28568428.
14. Стайлз, Эдмунд В. (1980). «Способы презентации плодов и распространения семян у древесных растений, распространяемых птицами, в восточном лиственном лесу». Американский натуралист . 116 (5): 670–88. дои : 10.1086/283657. JSTOR  2460623. S2CID  84451896.
15. Рыбчинский, Роберт; Райкер, Дональд К. (январь 1981 г.). «Набор перелетных плодоядных птиц умеренного климата, богатый видами» (PDF) . Аук . 98 (1): 176–179. JSTOR  4085621 – через Университет Нью-Мексико .
16. Бэрд, Джон В. (март 1980 г.). «Выбор и использование фруктов птицами в восточном лесу» (PDF) . Бюллетень Уилсона . 92 (1): 63–73. JSTOR  4161294 – через Университет Нью-Мексико .
17. Мотта-Джуниор, Хосе Карлос; Мартинс, Карина (2002). «Плодоядная диета гривистого волка Chrysocyon brachyurus в Бразилии: экология и охрана». В Леви, Дуглас Дж.; Сильва, Уэсли Р.; Галетти, Мауро (ред.). Распространение семян и плодовитость: экология, эволюция и сохранение. CABI Publishing (опубликовано в феврале 2002 г.). стр. 291–303. ISBN 978-0851995250. LCCN  2001035222 — через ResearchGate .
18. Коутон Лэнг, Кристина А. (18 июля 2005 г.). «Информационный бюллетень по совиной обезьяне (Aotus)» . Центр исследований приматов штата Висконсин . Архивировано из оригинала 15 сентября 2019 года . Проверено 28 октября 2008 г.
19. Эмерсон Казимиро Феррари, Джейссон; Пальма, Мариана; Кастеллани Карли, Габриэла; Мота Сатиро, Таисе; Таварес, Луджеро; Вьегас, Иван; Сусуму Такахаши, Леонардо (2022). «Толерантность к углеводам у амазонских тамбаки (Colossoma macropomum), выявленная с помощью ЯМР-метаболомики. Являются ли глюкоза и фруктоза разными сахарами для фруктовоядных рыб?». Сравнительная биохимия и физиология. Часть D: Геномика и протеомика . 41 : 100928. doi : 10.1016/j.cbd.2021.100928. PMID  34847514. S2CID  240234202 . Проверено 2 июля 2023 г.
20. Монтойя, Дэниел; Завала, Мигель А.; Родригес, Мигель А.; Первс, Дрю В. (13 июня 2008 г.). «Распространение животных и ветров и устойчивость древесных пород к вырубке лесов» (PDF) . Наука . 320 (5882): 1502–1504. Бибкод : 2008Sci...320.1502M. дои : 10.1126/science.1158404. JSTOR  i20054220. PMID  18535208. S2CID  11069781. Архивировано из оригинала (PDF) 23 января 2012 г.
21. Бакли, Ивонн М.; и другие. (4 августа 2006 г.). «Управление инвазиями растений, опосредованными взаимодействиями плодоядных». Журнал прикладной экологии . 43 (5): 848–857. дои : 10.1111/j.1365-2664.2006.01210.x . hdl : 10019.1/116975 . JSTOR  i371304.

дальнейшее чтение

• Леви, Дуглас Дж.; Сильва, Уэсли Р.; Галетти, Мауро , ред. (2002). Распространение семян и плодовитость: экология, эволюция и сохранение. CABI Publishing (опубликовано в феврале 2002 г.). ISBN 978-0851995250. LCCN  2001035222 — через ResearchGate .