The context dependence of the interaction between a semi-arid herb and its herbivores

Abstract

La herbivoría es la tasa de consumo por parte de los animales de cualquier parte de la planta, incluidas las raíces, el follaje, los tallos o las estructuras reproductivas. La relación entre las plantas y sus herbívoros es uno de los aspectos cruciales de la ciencia biológica, ya que es una ubicua interacción biótica esencial para comprender la diversidad biológica actual, la distribución y abundancia de las diferentes especies de plantas y animales, los procesos biogeoquímicos, el funcionamiento de ecosistemas y sus servicios ecosistémicos. Durante las últimas décadas se han realizado importantes avances en el estudio multifocal de esta interacción, aunque dada su complejidad intrínseca aún quedan muchas cuestiones por resolver. Aún hoy tenemos un conocimiento algo sesgado hacia sistemas más simples como los de las plantas cultivables, con pocos sistemas en los que se haya estudiado conjuntamente el conglomerado de herbívoros naturales de una determinada planta con tasas de consumo realistas, y menos aún que hayan considerado simultáneamente su resistencia y tolerancia frente a su comunidad de herbívoros. Esto es necesario tanto para el avance de este amplio campo y todas sus ramificaciones (por ejemplo, la dinámica de la comunidad), como para poder seguir desarrollando un control de plagas vegetales cada vez más respetuoso con el medio ambiente. En el presente trabajo hemos evaluado experimentalmente la interacción entre la herbácea silvestre Moricandia moricandioides (Brassicaceae) y diversas combinaciones de sus principales herbívoros, la respuesta defensiva de la planta y parte del contexto en el que tanto el daño infligido a la planta como la capacidad de la planta para hacer frente a sus herbívoros pueden variar. Además, profundizamos en aspectos novedosos como son los efectos transgeneracionales, la variación subindividual inducida por herbívoros y la potencialidad del cambio climático para modular las interacciones planta-herbívoro.

Herbivory is the rate of consumption by animals of any plant parts, including roots, foliage, stems or reproductive structures. The relationship between plants and their herbivores is one of the crucial aspects of biological science, as it is an ubiquitous biotic interaction essential to understand the current biological diversity, the distribution and abundance of the different plant and animal species, biogeochemical processes, the functioning of ecosystems and their ecosystem services. During the last decades, important advances have been made in the multifocal study of this interaction, although given its intrinsic complexity there are still many questions to be resolved. Even today we have a somewhat biased knowledge towards simpler systems such as like those of crop plants, with few systems in which the set of natural herbivores of any plant has been jointly studied with realistic rates of consumption, and even fewer that have considered simultaneously the plant resistance and tolerance towards its community of herbivores. This is necessary both for the advancement of this broad field and all its ramifications (e.g. community dynamics), as well as for being able to further develop an environmentally-friendly crop protection. In the present work we have experimentally evaluated the interaction between the wild herb Moricandia moricandioides (Brassicaceae) and various combinations of its main herbivores, the defensive response of the plant and part of the context in which both the damage inflicted on the plant and the ability of the plant to deal with its herbivores can vary. In addition, we delve into novel aspects such as transgenerational effects, herbivore-induced subindividual variation and the potentiality of climate change to modulate plant-herbivore interactions.