The role of pre- and post-dispersal seed predation in determining total seed loss

Most seed predation studies focus on either pre- or post-dispersal predation and may therefore underestimate the role of predation in regulating plant populations. We therefore estimated total seed predation of an invasive tree, mesquite (Leguminoseae: Prosopis spp.), by examining the entire seed pool from tree to seed bank. The spatio-temporal dynamics of total seed predation was examined by sampling across its Australian distribution and through time. The main predator was a host-specialist multivoltine beetle, Algarobius prosopis L. (Bruchidae), previously introduced as a biocontrol agent. Seed predation exceeded 20% in all seed stages (in pods on and off the tree, and seeds within woody endocarps (capsules) and free seeds on and in the ground) but was consistently highest in capsules on the ground (up to 90%). Pre-dispersal predation contributed little. Total seed predation rates were primarily determined by predation rates on the most persistent seed stage, in this case fallen pods if only pods are considered and seeds in capsules for the total seed pool. This pattern was consistent across the surveyed taxa, regions, years and seasonally. Predation rate was relatively unaffected by seed density, potentially because densities were always low (<150 seeds m−2). Average total seed predation within a region reached 55%, but we conclude that any population regulation of mesquite by seed predation will principally be through reduced seed bank persistence. Our results highlight the need to consider the entire seed pool, especially the often cryptic and overlooked long-lived stages, when determining seed loss to predation and its likely population consequences.

ZusammenfassungDie meisten Untersuchungen zu Samenprädation konzentrieren sich entweder auf Prädation vor oder auf die Prädation nach der Ausbreitung und unterschätzen deshalb möglicherweise die Bedeutung der Prädation bei der Regulation von Pflanzenpopulationen. Wir bestimmten deshalb die Gesamt-Samenprädation des invasiven Mesquitebaums (Leguminoseae: Prosopis spp.), indem wir den gesamten Samenpool vom Baum bis zur Samenbank erforschten. Die Raum-Zeit-Dynamik der Gesamt-Samenprädation wurde untersucht, indem wir Proben über sein australisches Verbreitungsgebiet und vier Jahre hinweg nahmen. Der Hauptprädator war ein spezialisierter, plurivoltiner Käfer, Algarobius prosopis L. (Bruchidae), der früher als biologischer Kontrollorganismus eingeführt worden war. Die Samenprädation übertraf 20% in allen Samenstadien (in den Hülsen auf dem Baum und nach dem Herunterfallen, Samen innerhalb des holzigen Endocarps (Kapseln) und freie Samen auf oder im Boden), war aber immer am höchsten in den Kapseln auf dem Boden (bis 90%). Die Prädation vor der Ausbreitung war gering. Die Gesamt-Samenprädationsraten wurden hauptsächlich bestimmt durch die Prädationsraten am langlebigsten Samenstadium, in diesem Fall herabgefallene Hülsen, wenn nur Hülsen betrachtet werden, bzw. den Samen in Kapseln für den gesamten Samenpool. Dies Muster war gültig für alle untersuchten Arten, Regionen, Jahre und Jahreszeiten. Die Prädationsrate blieb relativ unbeeinflusst durch die Samendichte, vermutlich weil die Dichten immer gering waren (<150 Samen m−2). Die durchschnittliche Samenprädation innerhalb einer Region erreichte 55%, aber wir schließen, dass jedwede Populationsregulation des Mesquitebaumes durch Samenprädation prinzipiell durch reduzierte Langlebigkeit der Samenbank erfolgt. Unsere Ergebnisse belegen die Notwendigkeit, den gesamten Samenpool zu betrachten, insbesondere die oft kryptischen und übersehenen langlebigen Stadien, wenn Samenverluste durch Prädation und ihre Konsequenzen für die Populationsdynamik bestimmt werden sollen.