Variation of predator satiation and seed abortion as seed defense mechanisms across an altitudinal range

Predator satiation and seed abortion have been reported as effective mechanisms reducing pre-dispersal seed predation, however, whether they may act simultaneously and whether their contribution to seed defense may spatially vary has been barely addressed. Across the altitudinal range of the dry tropical tree Acacia pennatula we investigated the importance of seed production and seed abortion as defense mechanisms against its pre-dispersal seed predators (Mimosestes spp.). Additionally, we measured the potential relationship between the number of seeds that escaped predation and plant recruitment. Predator satiation was effective since greater fruit production was associated with a lower proportion of predated seeds, while high seed abortion rates were related to increases in larval mortality. Although both mechanisms were present simultaneously, their relative contribution varied considerably across the altitudinal range: predator satiation was favored in the middle parts of the range, where seed production is much higher, whereas seed abortion was particularly relevant at the peripheral sites and especially high at the upper margin. The number of seeds that escaped predation was related to seedling density at plot level, indicating the demographic significance of these defense mechanisms against pre-dispersal seed predation. Overall, these results highlight the importance of considering spatial variability when analyzing seed defense traits and they also suggest considering predator satiation and seed abortion as two complementary mechanisms to reduce seed loss.

ZusammenfassungRäubersättigung und Samenabort wurden als wirksame Mechanismen zur Reduzierung von Samenfraß vor der Samenausbreitung dargestellt. Indessen wurde kaum behandelt, ob sie gleichzeitig wirken und ob ihr Beitrag zur Verteidigung der Samen räumlich variieren kann. Entlang der Höhenstufen des tropischen Trockenwaldbaums Acacia pennatula untersuchten wir die Bedeutung von Samenproduktion und Samenabort als Abwehrmechanismen gegen zwei Samenkäferarten (Mimosestes spp.). Zusätzlich maßen wir den möglichen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Samen, die nicht befallen wurden, und der Keimlingsetablierung. Die Räubersättigung erwies sich als effektiv, da eine höhere Fruchtproduktion mit einem geringeren Anteil befallener Samen einherging, während hohe Samenabortraten mit erhöhter Larvenmortalität in Verbindung gebracht werden konnten. Obwohl beide Mechanismen gleichzeitig auftraten, variierten ihre relativen Beiträge erheblich entlang der Höhenstufen: Räubersättigung trat bei den mittleren Stufen auf, wo die Samenproduktion wesentlich größer ist, während Samenabort in den Randbereichen des Gradienten größere Bedeutung hatte, insbesondere in den oberen Höhenstufen. Die Anzahl der intakten Samen, die den Samenfressern entgangen waren, korrelierte mit der Sämlingsdichte auf der Plot-Skala. Dies zeigt die demographische Bedeutung der beiden Abwehrmechanismen gegen Samenfraß vor der Ausbreitung. Zusammenfassend unterstreichen diese Ergebnisse, dass es wichtig ist, die räumliche Variabilität bei der Analyse von Verteidigungsstrategien zu berücksichtigen. Desweiteren legen sie nahe, dass Räubersättigung und Samenabort als komplementäre Verteidigungsmechanismen angesehen werden sollten.