Size matters: Body size determines functional responses of ground beetle interactions

Understanding patterns in predator:prey systems and the mechanisms that underlie trophic interactions provides a basis for predicting community structure and the delivery of natural pest control services. The functional response of predators to prey density is a fundamental measure of interaction strength and its characterisation is essential to understanding these processes. We used mesocosm experiments to quantify the functional responses of five ground beetle species that represent common generalist predators of north-west European arable agriculture. We investigated two mechanisms predicted to be key drivers of trophic interactions in natural communities: predator:prey body size ratio and multiple predator effects. Our results show regularities in foraging patterns characteristic of similarly sized predators. Ground beetle attack rates increased and handling times decreased as the predator:prey body-mass ratio rose. Multiple predator effects on total prey consumption rates were sensitive to the identity of the interacting species but not prey density. The extent of interspecific interactions may be a result of differences in body mass between competing beetle species. Overall these results add to the growing evidence for the importance of size in determining trophic interactions and suggest that body mass could offer a focus on which to base the management of natural enemy assemblages.

ZusammenfassungDas Verständnis der Muster von Räuber-Beute-Systemen und der Mechanismen, die trophischen Interaktionen zugrunde liegen, bildet die Basis für Vorhersagen der Gemeinschaftsstruktur und das Erbringen von natürlichen Dienstleistungen zur Schädlingskontrolle. Die funktionelle Reaktion von Räubern auf die Beutedichte ist ein grundlegendes Maß der Interaktionsstärke und ihre Beschreibung ist unabdingbar für das Verstehen dieser Prozesse. Wir nutzten Mesokosmos-Experimente, um die funktionellen Reaktionen von fünf Laufkäferarten, die häufige generalistische Räuber in nordwesteuropäischen Ackersystemen sind, zu quantifizieren. Wir untersuchten zwei Mechanismen, von denen angenommen wird, dass sie Schlüsselfaktoren für trophische Interaktionen in natürlichen Gemeinschaftensind: das Verhältnis der Körpergröße von Räuber und Beute und die Effekte von mehreren Räubern. Unsere Ergebnisse zeigen Regelmäßigkeiten bei den Beutesuchmustern, die charakteristisch für Räuber ähnlicher Größe sind. Die Angriffshäufigkeit nahm bei größeren Carabiden zu und die‚ handling time’ nahm ab. Die Effekte mehrerer Räuber auf die Gesamt-Konsumptionsrate hingen von der Identität der interagierenden Arten ab, nicht aber von der Beutedichte. Das Ausmaß der interspezifischen Interaktionen könnte sich aus den unterschiedlichen Körpergrößen der konkurrierenden Käferarten ergeben. Insgesamt sind diese Ergebnisse weitere Belege für die Bedeutung der Körpergröße für das Ergebnis trophischer Interaktionen, und sie legen nahe, dass die Körpermasse ein wichtiger Aspekt für das Management der Gemeinschaften von natürlichen Feinden sein könnte.