Fungal Transformation of Tree Stumps into a Suitable Resource for Xylophagous Beetles via Changes in Elemental Ratios
Loading...
Fungal Transformation of Tree Stumps into a Suitable Resource for Xylophagous Beetles via Changes in Elemental Ratios.pdf (697.76 KB)
Date
2016-04-09
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Abstract
The elements present in dead pine stumps inhabited by larvae of wood-boring beetles (Stictoleptura rubra, Arhopalus rusticus and Chalcophora mariana) were analyzed over the initial (first 5 years; a chronosequence) stages of wood decay. The quantities of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Mn, Cu and Na (but not S) increased with increases in the content of ergosterol (used as a proxy for the amount of fungal tissue). In fact, the amounts of P, N, K, Fe and Cu presented marked increases. These findings show that fungi stoichiometrically rearrange dead wood by importing externally occurring nutrients to decaying stumps. During the first years of wood decay, the ratios of C to other elements decrease substantially, but differently, for various elements, whereas the N:Fe, N:Cu, N:P and N:K ratios remain relatively stable. Therefore, the stoichiometric mismatch between xylophages and their food is greatly reduced. By changing the nutritional stoichiometry of dead wood, fungi create a nutritional niche for wood-eaters, and these changes enable the development of xylophages.
Description
Dead wood stoichiometry is shaped by fungi: fungal mycelium, growing into the dead wood, substantially enriches the wood with specific nutritional elements needed by xylophagous beetles. This situation means that fungi create a nutritional niche for the beetles and stimulate dead wood decomposition and that fungi may serve as “nutritional element deliverers” for invertebrates, contributing to the decomposition of wood.
Grzyby dekomponujące martwe drewno są kluczowymi składnikami ekosystemów lądowych, umożliwiając destrukcję ogromnych ilości martwej biomasy. Dotychczas uważano, że grzyby pełnią również rolę w obiegu materii, „uwalniając” z martwego drewna (podczas dekompozycji) związki odżywcze tworzące niestrawną biomasę. Jednak uchodził uwadze fakt, że niestrawną biomasą są cukry, mogące być źródłem energii, ale nie dostarczające molekuł potrzebnych organizmom żywym do wzrostu, rozwoju i osiągnięcia dojrzałości. Dopiero niedawno powiązano rolę grzybów w ekosystemie z (1) ich zdolnością do rozkładania niestrawnej (w tym nieorganicznej) materii oraz (2) możliwością transportowania pozyskanych związków odżywczych. Rola grzybów w obiegu materii może być bardziej subtelna i złożona, niż sądzono. Wydaje się, że grzyby mogą dostarczać do ubogich środowisk materię, ale o konkretnym składzie i proporcjach pierwiastków (P>N>Cu=Fe=K>Na=Mg). Tak właśnie jest w przypadku martwego drewna, które podczas dekompozycji jest wzbogacane w odżywcza materię w postaci przerastających je tkanek grzyba. To umożliwia rozwój ksylofagom, które żerują na drewnie poprzerastanym przez grzyby. Wzrost, rozwój i osiągnięcie dojrzałości byłyby niemożliwe dla ksylofagów odżywiających się samym drewnem – ekstremalnie ubogim jako pokarm. Tak więc grzyby umożliwiają ksylofagom rozwój, te z kolei tworzą środowisko dla dekomponujących mikroorganizmów (bakterii i innych grzybów), przyczyniając się do rozkładu ubogiej materii organicznej zalegającej dno lasu oraz do obiegu materii w całym ekosystemie.
Grzyby dekomponujące martwe drewno są kluczowymi składnikami ekosystemów lądowych, umożliwiając destrukcję ogromnych ilości martwej biomasy. Dotychczas uważano, że grzyby pełnią również rolę w obiegu materii, „uwalniając” z martwego drewna (podczas dekompozycji) związki odżywcze tworzące niestrawną biomasę. Jednak uchodził uwadze fakt, że niestrawną biomasą są cukry, mogące być źródłem energii, ale nie dostarczające molekuł potrzebnych organizmom żywym do wzrostu, rozwoju i osiągnięcia dojrzałości. Dopiero niedawno powiązano rolę grzybów w ekosystemie z (1) ich zdolnością do rozkładania niestrawnej (w tym nieorganicznej) materii oraz (2) możliwością transportowania pozyskanych związków odżywczych. Rola grzybów w obiegu materii może być bardziej subtelna i złożona, niż sądzono. Wydaje się, że grzyby mogą dostarczać do ubogich środowisk materię, ale o konkretnym składzie i proporcjach pierwiastków (P>N>Cu=Fe=K>Na=Mg). Tak właśnie jest w przypadku martwego drewna, które podczas dekompozycji jest wzbogacane w odżywcza materię w postaci przerastających je tkanek grzyba. To umożliwia rozwój ksylofagom, które żerują na drewnie poprzerastanym przez grzyby. Wzrost, rozwój i osiągnięcie dojrzałości byłyby niemożliwe dla ksylofagów odżywiających się samym drewnem – ekstremalnie ubogim jako pokarm. Tak więc grzyby umożliwiają ksylofagom rozwój, te z kolei tworzą środowisko dla dekomponujących mikroorganizmów (bakterii i innych grzybów), przyczyniając się do rozkładu ubogiej materii organicznej zalegającej dno lasu oraz do obiegu materii w całym ekosystemie.
Keywords
Citation
Filipiak, M.; Sobczyk, Ł.; Weiner, J. Fungal Transformation of Tree Stumps into a Suitable Resource for Xylophagous Beetles via Changes in Elemental Ratios. Insects 2016, 7, 13.