PLOS Biology

eredmények / Vita

míg a kuplung mérete nagy tartományban változik, az összes madár több mint fele 2 vagy 3 tojást rak (mód: 2, medián: 2,8; 1.ábra). A jobb oldali ferde frekvenciaeloszlás azt jelzi, hogy globális szempontból az északi mérsékelt égövi madárfajok nagy tengelykapcsoló-méretei-kevés számban, de leggyakrabban az élettörténeti kutatások során tanulmányozták-valójában szokatlanok. Ez kiemeli a trópusokra kiterjedő perspektíva fontosságát . Megállapítottuk, hogy egy kulcsfontosságú belső tényező, amely megkülönbözteti a kládokat tipikus tengelykapcsoló méretükben, a fejlődés módja . A prekociális Fajok mozgékonyabb utódaikkal sokkal nagyobb tengelykapcsolókkal rendelkeznek (x = 4,49, N = 864 faj), mint az altriciális Fajok (x = 2,85, N = 4426; t = 21,73, p < 0,001). Ez annak a következménye lehet, hogy a koraszülött fiatalok rövidebb és kevésbé intenzív szülői gondoskodást igényelnek, ezáltal csökkentve a további utódok fitneszköltségeit, és lehetővé téve a szülők számára, hogy nagyobb karmokat emeljenek . A fejlesztési mód filogenetikailag erősen konzervált (adatkészletünkben nincs altriciális vagy prekociális variáció a családi szint alatt), és megjegyezzük, hogy következményei és a kapcsolódó szelekciós nyomások valószínűleg befolyásolják a tengelykapcsoló méretére gyakorolt egyéb belső hatásokat.

bélyegkép
letöltés:

  • PowerPoint slide
  • nagyobb kép
  • eredeti kép
1.ábra. A tengelykapcsoló méretének globális változása

az elemzés során az összes 5290 szárazföldi madárfaj átlagos tengelykapcsolómérete látható (hat faj tengelykapcsolómérettel > 14 nem illusztrálva).

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060303.g001

a fejlesztési mód elterjedt hatása és a tengelykapcsoló méretének más potenciális előrejelzőivel való magas kollinearitása miatt (S1 táblázat) az összes belső hatást kombinációban értékeltük (az egy prediktor eredményeit lásd az S2 táblázatban). A testtömegnek a tengelykapcsoló méretére gyakorolt, korábban említett negatív hatása csak gyengén igazolható a globális madárvilágban az altriciális fajok esetében (1.táblázat és 2. ábra). Globális szempontból az altriciális migránsok nagyobb karmokkal rendelkeznek, mint a nem bevándorlók, különösen akkor, ha a külső hatásokat nem veszik figyelembe (lásd alább), ami különbözik a trópusi fajokat nem tartalmazó tanulmányoktól . A tengelykapcsoló méretének másik erős belső meghatározója a fészek típusa . Az üregi fészkelők, amelyek természetesen alacsonyabb fészkelési aránynak vannak kitéve, általában nagyobb tengelykapcsolóméretűek, mint a nyitott fészkek, és a félig nyitott fészkekkel rendelkező Fajok között vannak (2.ábra). Végül a tengelykapcsoló mérete étrendenként is változik , a magevők és mindenevők nagyobb tengelykapcsolókat helyeznek el, mint a frugivorok és a nektarivorok.

bélyegkép
letöltés:

  • PowerPoint slide
  • nagyobb kép
  • eredeti kép
1.táblázat.

integrált modellek Kuplung méret között 5290 madárfaj

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060303.t001

thumbnail
letöltés:

  • PowerPoint slide
  • nagyobb kép
  • eredeti kép
2.ábra. Részleges maradék telkek a tengelykapcsoló méretének kombinált belső-külső modelljéhez

Ez a telek (más néven komponens + maradék telek, válasz: Comp+Res) szemlélteti a prediktor és a modell többi prediktorának adott válasz közötti kapcsolatot (konkrétan ri + bxi versus Xi diagramja, ahol ri az i-edik megfigyelés szokásos maradványa, xi az i-edik megfigyelés és b a regressziós együttható becslése). A tömeg esetében a folytonos vonal és a szilárd szimbólumok az altriciális fajokra, a szaggatott vonal és a nyílt szimbólumok a prekociális fajokra utalnak. A Prekociális interakció vizualizálása érdekében kizártuk ezt a változót a két kölcsönhatásban lévő prediktorra (tömeg, migráns) az ri kiszámításakor. Rövidítések az étrendben: Zöld, gerincesek; Gerinctelenek, Gerinctelenek; vegyes, mindenevő; PlaSee, növények és magvak; FruNect, gyümölcsök és nektár. A Birodalomban: NeA, Nearctic; NeT, Neotropics; PaA, Palearktikus; AfT, Afrotropics; InM, IndoMalaya; Aus, Ausztrálázsia; Ocn, Óceánia. Migránsban: nem MiG, nem migráns. További részletekért lásd az 1. táblázatot (Fajok közötti modell).

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060303.g002

az élettörténetek korlátozásainak második csoportja a fajok környezetét jellemző külső tényezőkből fakad. Az egyik népszerű” mindent átfogó ” helyettesítő a szélességi fok, amely a globális környezeti változások nagy részét megragadja, mivel az energia rendelkezésre állása szezonálisabbá válik, és általában magasabb szélességi fokokon csökken. A tengelykapcsoló méretének növekedése a pólusok felé már régóta megfigyelhető, amit adataink is megerősítenek (S1 táblázat). Adataink kiterjedt földrajzi lefedettsége lehetővé teszi számunkra, hogy elkülönítsük a szélességi kör alapjául szolgáló különféle környezeti trendeket. Az egyes fajok globális tenyésztési eloszlásában integrált környezeti információkat használunk a széles körű rést jellemző átlagos külső körülmények számszerűsítésére. Pontosabban a nyári és a téli hőmérsékletek közötti szezonális különbséget értékeljük (TempMax – TempMin, átlagosan 3-mo időszakokra), amely a legerősebb külső előrejelzőként jelenik meg: a tengelykapcsoló méretei a legkisebbek a viszonylag aszezonális környezetben élő fajokban, és lineárisan növekednek a hőmérsékleti szezonalitással (2.ábra). Ha ezt a szezonalitást ellenőrzik, a tenyészidőszakban rendelkezésre álló energia (NPPMax) nagyon gyenge pozitív hatással van a tengelykapcsoló méretére. Ez alátámasztja azt az elképzelést, hogy az erőforrás-körülmények szezonalitása sokkal erősebb hatással van a tengelykapcsoló méretére, mint a tenyészidőszakban az erőforrások abszolút szintje . Annak ellenére, hogy a termelékenység finom mértékű változása korlátozhatja az NPPMax-ot az egy főre jutó energia rendelkezésre állásának becsléseként a tenyészidőszak alatt, a környezetek széles körében következetesen gyenge tendencia kevés támogatást nyújt Lack eredeti hipotéziséhez . Végül, e két környezeti változó elszámolása után csak korlátozott biogeográfiai jel (változó Birodalom) marad meg: Ausztrálázsia madarai, az Afrotropikusok és különösen Óceánia általában kisebb tengelykapcsolóméretekkel rendelkeznek, mint más régiók madarai. Míg Óceániában az erős eltérés a nagy tengelykapcsolóval rendelkező fajok esetleges túlmintavételéből adódhat (az adatok csak a fajok 17%-ára álltak rendelkezésre, szemben a másutt 57%-kal), a szigeti taxonok élettörténeti stratégiáit részben a nagyobb népsűrűség és a megnövekedett fajspecifikus verseny alakíthatja .

a belső és a külső élettörténetet meghatározó tényezők nem működnek elszigetelten, és analitikus megközelítésünk lehetővé teszi számunkra, hogy a saját hozzájárulásukat együttesen értékeljük. A közös modellben mind az eddig tárgyalt öt intrinsic és három extrinsic prediktor szignifikánsnak bizonyult (1.táblázat és 2. ábra). Minden külső és a legtöbb belső változónak továbbra is nagyon erős hatása van. Ez nem igaz a migrációs tendenciára és az étrendre, amelyek szorosan kapcsolódnak az éghajlati viszonyokhoz (S1 táblázat). A kombinált modellben a hőmérsékleti szezonalitás elszámolása után ezek a változók viszonylag kevés maradékhatást tartanak fenn. Ez arra utal, hogy az altriciális migránsok nagyobb karmai legalább részben a nagy szélességű, szezonális környezetükből származnak. A tiszta belső és külső modellek önmagukban jelentős mértékű fajközi eltérést jelentenek a tengelykapcsoló méretében (32%, illetve 27%). A kombinált modell 44% – ot magyaráz meg, és jól megjósolja az abszolút variációt (3a ábra; xmegfigyelt = -0,28 + 1,14 (S. E. = 0,018)xpredicted; F1,5288 = 3,914).

thumbnail

letöltés:

  • PowerPoint slide
  • nagyobb kép
  • eredeti kép
3. ábra. A fajok közötti és a kereszt-összeszerelési modell

illeszkedik a megfigyelt tengelykapcsoló mérete és a kombinált intrinsic/extrinsic multi-predictor modell (mindkettő, 1 .táblázat) által előre jelzett 5290 faj (a és B) és 2521 rácscellás együttes 220 220 km méretű. A fiteket a fajok közötti modell (A és C) és a beágyazott filogenetikai modell (B és D) tekintetében értékelték. A legkisebb négyzetek illeszkednek. A részleteket lásd a szövegben és az 1. táblázatban. Az összeállítás előrejelzéseinek térbeli mintáit a 4. ábra szemlélteti.

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060303.g003

bélyegkép
letöltés:

  • PowerPoint slide
  • nagyobb kép
  • eredeti kép
ábra 4. Az összeszerelő tengelykapcsoló méreteinek földrajzi eltérései, a megfigyelt és előrejelzett

ábrán a következők figyelhetők meg (A) és előre jelzett (B) a tengelykapcsoló geometriai átlagméretének földrajzi mintái 5290 madárfaj között 2521 rácscellás, 220 620 m méretű együttesben a fajok közötti modell esetében. Csak a >30 fajokkal illusztrált együttesek. További részletekért lásd a 3. ábrát.

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060303.g004

a különböző vonalak alapvetően eltérő morfológiai, fiziológiai és ökológiai fülkéket alakíthatnak ki, és ennek következtében konzervativizmust mutatnak mind az élettörténeti vonásokban, mind azok belső és külső összefüggéseiben . A madarak legfontosabb élettörténeti tulajdonságainak több mint 90%-a a családok szintjén vagy annál magasabb szinten fordul elő . Ezért teszteltük a kombinált modellünk azon képességét, hogy megjósolja a tengelykapcsoló méretének változékonyságát egy filogenetikai beágyazott modellben, amely figyelembe veszi a faj rendjét és családtagjait. Az eredmények megerősítik a tengelykapcsoló méretének számos belső előrejelzőjének erős filogenetikai korlátait. A kládtagság elszámolása után a fajok közötti elemzés során a belső relatív erőssége a külső modellhez képest megfordul. Filogenetikai ellenőrzés alatt a modell külső része erősebb előrejelzéseket kínál (r2 = 0,26), mint a filogenetikailag konzervált belső rész (r2 = 0,21), és ez utóbbi nem javítja annyira az Általános modell illeszkedését (delta Akaike információs kritérium (AIC) 305 és 983 a teljes modellhez). Az Extrinsic prediktorok ortogonálisak a filogenitásra, és a hőmérsékleti szezonalitás kiemelkedő jelentősége megerősítést nyer. Ahogy az várható volt, a biogeográfiai Birodalom tagsága, amely szorosan kapcsolódik a klád-specifikus biogeográfiai történelemhez, elveszíti jelentőségét a filogenetikai modellben. A filogenetikai variáció számbavétele a rend és a család szintjén magyarázza a jelentős további variációt, növelve az r2-t 0,68-ra (3b ábra).

adataink földrajzi kontextusa lehetővé teszi számunkra, hogy teszteljük az összehasonlító elemzés képességét a globális Öko-földrajzi minta előrejelzésére . Pontosabban azt értékeljük, hogy az egyes fajokra vonatkozó előrejelzések a kombinált Fajok közötti és filogenetikai modellünkből mennyire illeszkednek a megfigyelt átlagos (geometriai átlag) tengelykapcsoló mérethez 2,521 madáregyüttesben, 220 220 km méretben. Ez teszteli, hogy a belső és külső tényezők javasolt integrációja képes-e újra létrehozni a megfigyelt földrajzi gradienseket. A megfigyelt átlagos tengelykapcsoló-méretek az együttesek között rendkívül erős földrajzi gradienst mutatnak, a magas északi szélességeken átlagosan 4,5 tojástól a trópusokon alig több mint két tojásig (4a ábra). Megállapítottuk, hogy kombinált fajközi modellünk sikeresen megjósolja ezt a földrajzi mintát (3C ábra), a meredekség szinte megkülönböztethetetlen az 1-től ( = 0,092 + 0,99 (S. E. = 0,004) ; r2 = 0,97, F= 75 680). A filogenetikai beágyazott modell még jobban illeszkedik ( = -0.09 + 1.05 (S. E. = 0.003) ; r2 = 0.98, F = 129,800). Ezt a kivételes egyezést megerősíti a földrajzi minták vizuális ellenőrzése (4b ábra). Szemlélteti azt a statisztikai erőt, amelyet az összeszerelési attribútumok A Fajok között átlagolva akkor is elérhetnek, ha a fajok közötti kimutatható tendenciák gyengébbek. Az együttesek tulajdonságainak földrajzi tendenciáit (pl. az együttesek tengelykapcsolójának átlagos méretét) befolyásolják a fajok eltérő földrajzi tartományméretei, mivel a széles körű Fajok aránytalanul sok együttesben fordulnak elő, és ezáltal uralják a földrajzi mintákat . Az összeszerelési átlagokon alapuló földrajzi tulajdonságminták tehát mind a tulajdonság, mind a tartomány méretének változását jelzik a térben. Következésképpen az öko-földrajzi minták modelljei összekeverik a tulajdonságváltozások korrelációit a fajok eloszlásának és az elterjedési terület méretének korrelációival (és a térbeli autokorreláció megfelelő mintáival). A tulajdonságok variációjának lehetséges külső meghatározóinak megértése érdekében ezért a biológiai következtetés összehasonlító megközelítésének alkalmazását támogatjuk. Ezenkívül annak tesztelése, hogy egy modell képes-e megjósolni a földrajzi mintákat, lehetővé teszi az érvényesítést és a hidakat az öko-földrajzi perspektívához.

a világ szárazföldi madarainak 56% – ával kapcsolatos eredményeink empirikusan alátámasztják a legújabb elméleti munkát, amely rávilágított az élelmiszer-szezonalitás fontosságára a felnőttkori halálozás révén a tengelykapcsoló méretén . Az erősen szezonális környezet a felnőttek elhullásának növekedését okozhatja, például azért, mert a madaraknak in situ túl kell élniük az alacsony hőmérsékletet és az erőforrás-feltételeket, vagy mert vándorolniuk kell, ami kockázatokat és költségeket hordoz magában. További hatások a népsűrűségre és közvetve az egyes erőforrások rendelkezésre állására a tenyészidőszakban, majd egyesítik, hogy az erőforrások szezonalitása legyen a tengelykapcsoló méretének a földrajzi gradiensek közötti változásának domináns mozgatórugója . A halandóság, ebben az esetben főleg az utódok jelentősége a tengelykapcsoló méretének alakulása szempontjából a legfontosabb belső determinánsban is kifejeződik: Fészek típusa. A zárt fészkelők sokkal kisebb arányban vannak kitéve a fészkek ragadozásának vagy elvesztésének, és a fészek biztonsága befolyásolhatja a tengelykapcsoló méretét a tengelykapcsoló méretétől függő Fészek ragadozáson vagy a csaj túlélésének a felnőtt sűrűségre gyakorolt hatásán keresztül . A fészek típusa filogenetikailag konzervált (jelentősége erősen csökken, ha a filogenetikával foglalkozunk, 1.táblázat), és egyértelműen belső tulajdonság. De jelentőségét maga is modulálhatja a halandósághoz kapcsolódó külső korlátok, például a fészkek ragadozási nyomása. Ez még jobban szemlélteti a környezeti feltételek és az olyan biológiai tulajdonságok fejlődése és földrajzi eloszlása közötti szoros kapcsolatot, mint a fészek típusa, amelyek viszont befolyásolják az élettörténeti tulajdonságokat. Az ilyen tulajdonság-asszociációk bonyolult zavarai az éghajlatváltozásból és annak eltérő következményeiből fakadhatnak az extrinsic vs. intrinsic determinánsok.

Ez a tanulmány megerősíti a kuplung méretének számos korábban hivatkozott összefüggését, de azt is bemutatja, hogy az élettörténeti tulajdonságokat hogyan határozzák meg közösen a belső biológiai tulajdonságok, a filogenetikai affinitások és egy faj környezete. Ezeknek a kölcsönhatásoknak a megértése létfontosságú a jövőbeli éghajlatváltozás széles körű élettörténeti következményeinek és a biológiai sokféleségre gyakorolt lehetséges hatásainak felméréséhez. Eredményeink a hagyományos fajok közötti összehasonlító elemzések térbeli és makroökológiai megközelítésekkel való kombinációját igénylik az élettörténeti variáció integratívabb, fogalmi megértése érdekében. Ennek a megközelítésnek a használata a tulajdonságváltozások belső és külső meghatározóinak kényszerítő integrációját kínálja, amelyek segítenek megérteni a régóta ismert Öko-földrajzi mintákat és kritikus kapcsolatokat a változás világában.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.