VARIATION IN PREVALENCE OF INVERTEBRATE HERBIVORY AMONG NATIVE AND NON-NATIVE PLANT SPECIES IN A BOTANICAL GARDEN.

Abstract

Planteeting er en sentral økosystemprosess som påvirker det strukturelle mangfoldet av vegetasjon gjennom direkte forbruk av plantevevet og indirekte endrer stabiliteten til økosystemene. Invertebrate planteetere oppveier vertebrate planteetere i enkelte økosystemer, og utbrudd av virvelløse dyr kan alvorlig skade vegetasjonen og redusere forekomsten av dominerende plantearter over et stort område. Enemy Release Hypothesis (ERH) og Biotic Resistance er motstridende hypoteser som tar for seg suksessen eller fiaskoen til ikke-innfødte planter i et introdusert område. ERH og den biotiske motstanden trenger ikke å være fullstendig motstridende, en ikke-innfødt art i et introdusert område kan frigjøres fra spesialisters planteetere (ERH), men kan også møte nye generalistiske planteetere som den ikke har vært i stand til å avskrekke (Biotisk Resistent). Samspillet mellom virvelløse planteetere, med forskjellige fôringslaug, som en drivkraft for suksess for ikke-innfødte planter i en introdusert region er dårlig forstått. Planteetende prevalens og intensitet av planteetende skader ved bruk av fem forskjellige fôringslaug av planteetere i en botanisk hage i Trondheim, Norge, ble undersøkt. Invertebrate planteetende data fra 629 individuelle plantearter, hvorav 110 var hjemmehørende plantearter og 519 var ikke-hjemmehørende arter i to sesonger (tidlig sommer og sensommer) ble registrert. Planteetende prevalens så vel som intensiteten av planteetende skader blant stedegne plantearter og ikke-hjemmehørende plantearter ble sammenlignet i to sesonger. Den planteetende variasjonen mellom ikke-hjemmehørende planter med et større antall innfødte slekter eller familieplantearter og ikke-hjemmehørende planter med mindre native slekter eller kjente plantearter ble også studert i hagen. Innfødte plantearter led betydelig høyere planteetende prevalens (andelen arter med skade) enn ikke-innfødte i tre planteetende skader (tygging, saftsuging og ukjente skader), mens i to skader (bladgruvedrift og galleskader) hadde innfødte mindre planteetende prevalens enn ikke-innfødte planter. Intensiteten av planteetende skader (andelen bladskader) for alle planteetende fôringslaug var høyere hos innfødte enn hos ikke-innfødte plantearter. Ikke-innfødte plantearter med høyere antall innfødte slektninger eller native familiære arter led høyere prevalens av planteetende enn de med færre slektninger eller familiære arter og slektspar viste betydelig variasjon enn familiepar i denne studien. Vår studie støtter ERH til en viss grad som en mekanisme som forklarer at ikke-innfødte lider mindre planteetende skader enn ikke-innfødte, faktisk varierer planteetende skadene med forskjellige planteetere som fôrer laug. Dette betyr at ERH sannsynligvis gjelder for en begrenset undergruppe av planteetere.

Herbivory is a key ecosystem process that affects structural diversity of vegetation through direct consumption of the plant tissues and indirectly alters the stability of ecosystems. Invertebrate herbivores outweigh vertebrate herbivores in some ecosystem and outbreaks of invertebrates can seriously damage vegetation and reduce the abundance of dominant plant species over a vast area. The Enemy Release Hypothesis (ERH) and the Biotic Resistance are conflicting hypothesis that address the success or failure of non-native plants in an introduced range. The ERH and the Biotic Resistance do not have to be completely contradictory, a non-native species in an introduced range might release from specialists’ herbivores (ERH) but may also encounter new generalist herbivores that it has not been able to deter (Biotic Resistant). The interaction between invertebrate herbivory, with different feeding guilds, as a driver of success of non-native plants in an introduced region is poorly understood. The herbivory prevalence and intensity of herbivory damages using five different feeding guilds of herbivores in a botanical garden in Trondheim, Norway was investigated. Invertebrate herbivory data from 629 individual plant species, of which 110 were native plant species and 519 were non-native species in two seasons (early summer and late summer) were recorded. Herbivory prevalence as well as intensity of herbivory damages among native plant species and non-native plant species were compared in two seasons. The herbivory variation between non-native plants with a greater number of native congeners or confamilial plant species and non-native plants with lesser native congeners or confamilial plant species was also studied in the garden. Native plant species suffered significant higher herbivory prevalence (the proportion of species with damage) than non-native in three herbivory damages (chewing, sap-sucking and unknown damages) while in two damages (leaf mining and galls damage) natives had lesser herbivory prevalence than non-native plants. Intensity of herbivory damage (the proportion of leaves damage) for all herbivore feeding guilds was higher in natives than in non-native plant species. Non-native plant species with higher number of native congeners or native confamilial species suffered higher prevalence of herbivory than those with fewer congeners or confamilial species and congeners pair showed significant variation than confamilial pair in this study. Our study supports the ERH to only a certain extent as a mechanism explaining non-native suffer less herbivory damages than non-native, in fact the herbivory damages vary with different herbivores feeding guilds. This means the ERH probably applies to a limited subset of herbivores.