Food Preferences in Two Detritivore Species: Laboratory Choice Tests Using Leaf Litters of Different Tree Species

• Authors: Gabriela Makulec , Krassimira Ilieva-Makulec

Title variants

PL

Preferencje pokarmowe dwóch detrytofagicznych gatunków: laboratoryjne testy wyboru z wykorzystaniem ściółki różnych drzew liściastych

Abstracts

PL

Fauna glebowa (stonogi lądowe, krocionogi i dżdżownice) odgrywa istotną rolę w rozkładzie ściółki poprzez jej rozdrabnianie podczas konsumpcji. Badania laboratoryjne przeprowadzono w celu określenia preferencji pokarmowych dwóch detrytofagicznych gatunków (stonogi Oniscus asellus oraz dżdżownicy Lumbricus rubellus) w stosunku do ściółki liściastej czterech pospolitych gatunków drzew (olszy czarnej Alnus glutinosa, brzozy brodawkowatej Betula pendula, lipy drobnolistnej Tilia cordata i dębu szypułkowego Quercus robur). Dla każdego gatunku wykonano po dwa 14 dniowe eksperymenty. W pierwszym z nich oceniano atrakcyjność liści na podstawie masy zjedzonej ściółki tylko jednego gatunku, natomiast w drugim eksperymencie zwierzęta miały do wyboru liście ściółki 4-gatunkowej. Uzyskane wyniki wskazują na wyraźną selektywność obu gatunków wobec badanych ściółek. Najchętniej zjadane (a tym samym uznane zostały za najbardziej atrakcyjne) były liście olszy czarnej. Najrzadziej wybierana była ściółka dębu szypułkowego. Ściółki brzozy i lipy zajmowały miejsca pośrednie. W przypadku O. asellus stwierdzono, że ubytki ściółki mieszanej były podobne do ubytków jednogatunkowej ściółki olszy i brzozy, ale wyższe niż w przypadku jednogatunkowej ściółki lipy i dębu. W przypadku L. rubellus ubytki ściółki mieszanej były wyższe tylko w stosunku do jednogatunkowej ściółki dębowej, ale niższe w stosunku do ubytków pozostałych jednogatunkowych ściółek - olchy, brzozy i lipy. Do interpretacji wyników wykorzystano dane literaturowe dotyczące stosunku węgla do azotu, a także proporcji trudno rozkładalnych polifenoli i lignin w liściach badanych gatunków drzew.

EN

Soil fauna, including terrestrial isopods, millipedes and earthworms, play an important role in the decomposition of litter through the process of shredding it during consumption. In the present study, the food preferences in two detritivores, the common woodlouse (Oniscus asellus) and the earthworm (Lumbricus rubellus) over the leaf litter of four common tree species: common black alder (Alnus glutinosa), silver birch (Betula pendula), small-leaved linden (Tilia cordata) and pedunculate oak (Quercus robur) were quantified in the laboratory. For each animal species, two sets of feeding mesocosms were prepared: one set with single litter species and another with mixed litter material (cafeteria-type test), where the animals were allowed to choose among the four litter species at once. The food preferences of the studied animals were determined on the basis of the consumption (mass loss) of litter for each litter species at the end of two-weeks lasting experiments. The results showed that the litter mass losses in both detritivores were significantly influenced by the tree species. The litter mass losses can be ranked in descending order as follows: alder, birch, linden, oak. In the case of O. asellus, litter mixing had no effect on litter mass loss when compared to single alder and birch litter, however mixing clearly accelerated litter mass loss compared to single lime or oak litter. For L. rubellus, litter mixing was found to slow litter mass loss compared to each single alder, birch and lime litter, while accelerating litter mass loss compared to single oak litter. For the interpretation of the results, the literature data on carbon to nitrogen ratio, as well as the proportion of difficult-to-degrade polyphenols and lignins in leaves of the studied tree species were used.

Keywords

EN

litter consumption; Oniscus asellus; Lumbricus rubellus; earthworms; woodlice

PL

konsumpcja ściółki; Oniscus asellus; Lumbricus rubellus; dżdżownice; stonogi

• Publisher: Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie
• Journal: Studia Ecologiae et Bioethicae
• Year: 2023
• Volume: 21
• Issue: 4
• Pages: 41-51

Dates

published

2023

Contributors

author

Gabriela Makulec

• Medical University of Warsaw, Poland

author

Krassimira Ilieva-Makulec

• Cardinal Stefan Wyszynski University in Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000000275703822

References

• Brożek, Stanisław, and Tomasz Wanic. 2002. “Impact of forest litter of Alnus glutinosa (L.) Gaertn., Alnus incana (L.) Moench, Alnus viridis (Chaix) Lam. Et DC, Abies alba Mill., and Fagus sylvatica L. On chosen soil properties.” Electronic Journal of Polish Agricultual Universities 5(1): #01. http://www.ejpau.media.pl/volume5/issue1/forestry/art-01.html
• Brzeski Michał, and Grzegorz Makulec. 1994. Dżdżownice, ich produkty w ogrodach, działkach i tunelach [Earthworms, their products in gardens, allotments and greenhouses]. Gdańsk: HOST.
• Bohlen, Patrick J., Robert W. Parmelee, David A. McCartney, and Clive A. Edwards. 1997. “Earthworm effects on carbon and nitrogen dynamics of surface litter in corn agroecosystems.” Ecological Applications 7: 1341-1349. https://doi.org/10.1890/1051-0761.
• Frouz, Jan, Dana Elhottová, Václav Pižl, Karel Tajovský, Monika Šourková, Tomáš Picek, and Stanislav Malý. 2007. “The effect of litter quality and soil faunal composition on organic matter dynamics in post-mining soil: A laboratory study.” Applied Soil Ecology 37: 72-80. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2007.04.001.
• Frouz Jan. 2018. “Effects of soil macro- and mesofauna on litter decomposition and soil organic matter stabilization.” Geoderma 332: 161-172.
• Górny, Mieczysław. 1975. Zooekologia gleb leśnych [Zooecology of forest soils]. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWRiL.
• Heděnec, Petr, Haifeng Zheng, David Siqueira, Yan Peng, Inger Schmidt, Tobias Frøslev, Rasmus Kjøller, Huan Li, Jan Frouz, and Lars Vesterdal. 2022.“Litter chemistry of common European tree species drives the feeding preference and consumption rate of soil invertebrates and shapes the diversity and structure of gut and faecal microbiomes.” Soil Biology and Biochemistry 177: 108918. 10.1016/j.soilbio.2022.108918.
• Hendriksen, Niels Bohse. 1990. “Leaf litter selection by detritivore and geophagous earthworms.” Biology and Fertiity of Soils 10: 17-21.
• Kajak, Anna. 2016. Biologia gleby [Biology of soil]. Warszawa: Wydawnictwo SGGW.
• Kasprzak, Krzysztof. 1986. Skąposzczety glebowe, III. Rodzina dżdżownice (Lumbricidae) [Soil oligochaets, III. Family Earthworms (Lumbricidae)]. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Królak, Elżbieta, Beata Piskorz, and Ewelina Kotowska. 2017. “Wpływ dodatku liści brzozy brodawkowatej, robinii akacjowej i jarzęba pospolitego na zmiany właściwości rekultywowanych po pożarze gleb leśnych w dwóch typach siedlisk [Influence of the addition of silver birch, Black locust and rowan leaves on changes in the properties of post-fire rehabilitated forest soils in two habitat types].” Inżynieria Ekologiczna 18: 159-165.
• Maślak, Magdalena. 2010. “Życie w glebie [Soil life].” Zeszyty Edukacyjne Śląskiego Ogrodu Botanicznego vol. 3. Accessed November 5, 2023. http://www.obradzionkow.robia.pl/uploaded3/zmniejszone/pdfy/1609.pdf.
• Neilson, Roy, and Brian Boag. 2003. “Feeding preferences of some earthworm species common to upland pastures in Scotland.” Pedobiologia 47: 895-899.
• Odum, Eugene Pleasants. 1969. Ekologia [Ecology]. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWRiL.
• Patoine, Guillaume, Madhav P. Thakur, Julia Friese, Charles Nock, Lydia Hönig, Josephine Haase, Michael Scherer-Lorenzen, and Nico Eisenhauer. 2017. “Plant litter functional diversity effects on litter mass loss depend on the macro-detritivore community.” Pedobiologia: 29-42. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2017.07.003
• Parzych, Agnieszka. 2010. „Azot, fosfor i węgiel w roślinności leśnej Słowińskiego Parku Narodowego w latach 2002–2005 [Nitrogen, phosphorus and carbon content of the forest vegetation of the Slovinski National Park in the years 2002-2005].” Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 43: 45-64.
• Plisko, Jadwiga Danuta. 1973. Lumbricidae, dżdżownice (Annelida: Oligochaeta). Fauna Polski 1 [Lumbricidae, earthworms (Annelida: Oligochaeta]. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Rief, Alexander, Brigitte A. Knapp, and Julia Seeber. 2012. “Palatability of selected alpine plant litters for the decomposer Lumbricus rubellus (Lumbricidae).” PLoS ONE 7(9): e45345.
• Satchell, John E. 1971. “Dżdżownice [Earthworms].” In Biologia gleby [Soil biology], edited by Alan Burges, and Frank Raw, 258-319. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWRiL.
• Steinwandter, Michael, Julia Seeber. 2020. “The buffet is open: Alpine soil macro-decomposers feed on a wide range of litter types in a microcosm cafeteria experiment.” Soil Biology and Biochemistry 144: 107786. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107786.
• Trojan, Przemysław. 1975. Ekologia ogólna [General Ecology]. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• Van de Weghe, Tom. 2016. Interactions between woodlice and millipedes for leaf litter breakdown under changing environmental conditions. Msc thesis. University of Gent. available online: https://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/304/328/RUG01-002304328_2016_0001_AC.pdf.
• Vesterdal Lars, Inger Kappel Schmidt, Ingeborg Callesen, Lars Ola Nilsson, and Per Gundersen. 2008. “Carbon and nitrogen in forest floor and mineral soil under six common European tree species.” Forest Ecology and Management 255: 35-48.
• Vos, Veronique C.A., Jasper van Ruijven, Matty P. Berg, Edwin T.H.M. Peeters, and Frank Berendse. 2013. “Leaf litter quality drives litter mixing effects through complementary resource use among detritivores.” Oecologia. 173: 269-280.
• Vos, Veronique C.A., Jasper van Ruijven, Matty P. Berg, Peeters Edwin T.H.M., and Frank Berendse. 2011. “Macro-detritivore identity drives leaf litter diversity effects.” Oikos 120: 1092-1098. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.07.010
• Wood, Camila Tim, Carolina Casco Duarte Schlindwein, Goncalves Soares Geraldo Luis, Paula Beatriz Araujo. 2012. “Feeding rates of Balloniscus sellowii (Crustacea, Isopoda, Oniscidea): the effect of leaf litter decomposition.” ZooKeys 176 (176): 231-45. https://doi.org/10.3897/zookeys.176.1940
• Zhou, Shixing, Olaf Butenschoen, Sandra Barantal, et al. 2020. “Decomposition of leaf litter mixtures across biomes: The role of litter identity, diversity and soil fauna.” Journal of Ecology 108: 2283–2297. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13452.

Identifiers

DOI

10.21697/seb.2023.32

Biblioteka Nauki

55786035