Mixed effects of ant–aphid mutualism on plants across different spatial scales

Scale affects how we observe, explain, and predict patterns and processes in ecology. The pattern of biotic interactions can be scale-dependent, but it is not clear how biotic interactions perform at different scales. We tested the effects of aphid-tending ants Lasius fuliginosus on the oak tree Quercus liaotungensis by excluding ants at two scales (branches and whole trees). Furthermore, we explored the variation of the effects on different-size branches and trees. The ants had significant anti-herbivory effects, a positive effect on aphids, but a negative effect on galls. Contrary to previous assumptions, effects of ants on plants and herbivores are similar between the branch and plant scales. The size of the branch or tree also had no impact on the ecological effects of ants, indicating the ecological effect of ant–aphid mutualism is consistent within and among individual trees. The homogeneous distribution of aphids may be the key reason for the scale-independent effect of the indirect ant–plant interaction. Our finding highlights the importance of biotic defense for plants across different spatial scales.

ZusammenfassungDer räumliche Maßstab beeinflusst, wie wir ökologische Muster und Prozesse beobachten, erklären und vorhersagen. Das Muster biotischer Interaktionen kann von der räumlichen Skala abhängen, aber es ist nicht klar, wie biotische Interaktionen auf unterschiedlichen Skalen funktionieren. Wir untersuchten die Einflüsse der blattlausbesuchenden Ameise Lasius fuliginosus auf Eichenbäumen (Quercus liaotungensis), indem wir Ameisen auf zwei räumlichen Ebenen (Äste und ganze Bäume) ausschlossen. Darüber hinaus untersuchten wir die Variabilität des Einflusses auf Ästen bzw. Bäumen unterschiedlicher Größe. Die Ameisen hatten einen signifikant negativen Effekt auf die Herbivorie, einen positiven Effekt auf die Blattläuse aber einen negativen auf Gallen. Im Gegensatz zu früheren Annahmen, waren die Effekte der Ameisen auf Herbivore und Pflanzen für die Ast-Skala und die Baum-Skala ähnlich. Die Größe der Äste und Bäume hatte ebenfalls keinen Einfluss auf die ökologischen Wirkungen der Ameisen, was anzeigt, dass der ökologische Effekt des Ameise-Blattlaus-Mutualismus’ innerhalb und zwischen einzelnen Bäumen gleichartig ist. Die gleichmäßige Verteilung der Blattläuse könnte der Hauptgrund für die Skalenunabhängigkeit des Effekts der indirekten Ameise-Pflanze-Beziehung sein. Unsere Ergebnisse machen die Bedeutung biotischer Verteidigung für Pflanzen über unterschiedliche räumliche Skalen deutlich.