捕食リスク、草食動物生理的ストレスと植物リターの微生物分解を結ぶ

この手順の全体的な目標は、有機物の分解速度が捕食によるストレス後の動物の死体の化学組成によってどのように影響を受けるかを決定することです。これは、まず、野外条件下で獲物が捕食のリスクストレスにさらされる実験的な飼育条件と、リスクストレスのない制御条件を作成することによって達成されます。第2のステップは、実験的治療からバッタを採取し、呼吸犠牲を使用して代謝状態を確認した後、実験室での体内同位体化学含有量分析と野外での分解プロセスのプライミングのためにそれらを

次に、バッタの死骸を囲まれた区画に入れ、40日間分解します。同時に、メソコズム内の植物は炭素13二酸化炭素で標識されています。その後、40日間のバッタの死骸分解が完了する約10日前に、これらのメソコズムから草の材料を収穫し、自然乾燥させます。

その後、乾いた草は40日の時点で囲いに入れられます。最後のステップは、ピロキャビティリングダウン分光器を含むフロースルーチャンバー技術を使用して、土壌呼吸と炭素13二酸化炭素の呼吸の両方を追跡することにより、75日間にわたってその場で草砂の分解速度を監視することです。最終的に、これらの方法は、捕食によってストレスを受けた草食動物の体内の化学変化が、土壌プール内の微生物による分解速度をどのように調節できるかを定量化します。

これは、個体数が少ない動物でも重要な乗数効果を持つことができることを示しています。エコシステムでは、しかし、今日私たちが話している方法は、この古いフィールドエコシステムに適用できます。これは、アフリカのサバンナやイエローストーン国立公園のプレーリー草原など、他の草原システムにも広く適用でき、草食動物の死骸が土壌に大量に投入されることが多く、その死骸の分解が重要な影響を与えることがあります。

あなたがそれらで見る生態系の栄養素の循環は、それらの場所、0.5メートルの円形の閉じたメソコズムは、動物種の移民や移民を防ぐために使用されています。各mesのCosmのおりは1.75メートルの高さのアルミニウム スクリーニングの2.5メートルの長さで覆われている1.5メートル高い四分の一インチの網アルミニウム塀の2.4メートルから組み立てられる。ケージの基部の周りに深さ10センチ、幅4センチの溝を掘って、ケージを畑の土にセットします。

次に、ケージをトレンチに10センチの深さまで沈め、トレンチのスーを太陽の周りでタンピングします。パーツは、メソコズムケージの上部に円形のウィンドウスクリーンをステープルで留めます。メソコズムは、フィールドプロット内の複製されたペアの実験計画に配置する必要があり、植物種のアイデンティティと植物の相対的な被覆に一致するように選択する必要があります。

スイープネットを使用して、スターグラスホッパーのニンフの2番目を収集し、フィールド密度でメソコズムにストックします。次に、スイープネットを使用して、クモの巣を織り交ぜた捕食者種ではなく、支配的な座って体重を稼ぐ個体を捕獲します。速乾性セメントを使用してクモ炭坑を接着した後、各ペアの1つのメソコズムにフィールド密度のクモをストックします。

これは、クモのいないストレス治療メソコスムがバッタ後のストレスフリーな治療になります。ニンフは4番目と5番目のインスターステージに開発されました。ケージからすべての個体を採取し、各ケージの個体を後続の3つのアッセイグループのいずれかにランダムに割り当てます。

生理的ストレスのグループ1の検証。状態グループ2、体元素化学量論のシフトの検証、および微生物分解を測定するためのグループ3の微生物分解。レプリケートされた PVC カラーのペアをフィールド サイトに配置します。

土壌表面でクリッピングすることにより、各カラー内のすべての植生を取り除きます。さらに、バッタも草砂も追加されないカーボン13の自然存在量制御として機能するために、フィールドサイト全体にPVCカラーのセットを確立します。次に、各ペアの1つの色に、フィールドケージを使用して、捕食者のリスクで飼育されたバッタの無傷の凍結乾燥死骸を1つ追加し、他の首輪に追加されたバイオマスを必ず記録してください。

各ペアに、捕食者のリスクなしに飼育された無傷の凍結乾燥死体を2つ追加します。再度、追加されたバイオマスを記録します。PVCカラーをスクリーンで覆い、プロットからのスカベンジャーによるバッタの除去を防ぎ、バッタの死骸を40日間分解させます。

この間、最初に正方形の60センチ×60センチメートルの木製フレームを地面に5センチメートルのシリコングリースでコーティングされたゴムシールで沈めることにより、カーボン13で草のゴミにラベルを付けます。次に、木製フレームの上部に入口と出口のバルブが付いた透明なプレキシガラスチャンバーをスライドさせて、PVC色を含むすべてのプロットの中央にあるチャンバーエレクターベース測定ステーションをゴムでシールします。キャビティリングダウン分光装置の腹側取り付けは、テキストプロトコルに記載されているように炭素13の標識の1週間後、サーモデルタプラス同位体比質量分析計などを使用して、40日間の草の死体分解が終了する約10日前に同一の草種のランダムなサンプルから収集された自然の存在量値と草砂のデルタ炭素13を比較し、標識された草砂を収穫します40日後に風乾しました。

10グラムの空気乾燥カーボン、13は以前にバッタの死骸で修正されていた各色に草の敷物をラベル付けしました。最初に各色にキャップを付け、フロースルーチャンバー技術を使用して全土壌呼吸と炭素13二酸化炭素の呼吸の両方を追跡することにより、75日間にわたってその場で草砂の無機化率を監視します。各色のガスサンプルは、ピロキャビティリングダウン、分光器キャビティリングダウン分光法を使用して、それぞれ8分ごとにリアルタイムで監視され、土壌呼吸の総炭素13とデルタ炭素13の両方を同時に追跡できます。

同位体混合方程式を使用して、炭素13標識草砂が全土壌呼吸に占める寄与を推定します。テキストプロトコルの指示に従って、このプロットは草食動物の体重に対する草食動物の標準代謝率を示しています。データは、実験的処理に従って2つのクラスに分けられます、捕食者を含むメソコスムからのバッタは、ストレスを誘発し、捕食者なしでメソコスムを制御し、したがって、個々のバッタ間の体重差によるストレスを誘発せず、代謝率が体重プロットによって変化するという事実は、バッタの体重に対して代謝率を示すはずです。

異なる治療法の並行傾向は、代謝率が標準代謝率IEの一定の倍数として上昇することを示しています。この表には、ストレスを受けたすべての個人について代謝率の相互作用による体重はなく、リスクおよびリスクフリー条件のバッタ体、炭素、および窒素元素含有量が示されています。治療間の体内炭素と窒素の比率に4%の非常に小さな差があることは注目に値します。それにもかかわらず、これらの小さな違いは、土壌微生物プールによる草砂の分解に大きな違いをもたらす可能性があります。

これらの曲線は、実験用の草砂の入力をPVCカラープロット値で分解しながら、微生物プールによる累積CO2放出を示しています。これは、平均プラスマイナス1標準誤差です。グラフトは、土壌がストレスでプライミングされたことを示しています。バッタの死骸、つまり捕食者の状況は、ストレスのないバッタの死骸でプライミングされた制御土壌よりも植物のゴミの分解率が19%低くなります。

この方法は、植物の葉に含まれる炭素をさまざまな土壌プールに追跡し、それらのプールから地上の植物部分に戻る栄養素の運命を追跡することで、生態系、生態学、生物地球化学の主要な質問に答えるのに役立ちます。