Effect of size, taxonomic affiliation and geographic origin of dandelion (Taraxacum agg.) seeds on predation by ground beetles (Carabidae, Coleoptera)

Ground beetles are important predators of herb seeds that are scattered on the ground after dispersal. Beetles prefer particular species of seed, but the causes of this selectivity are not clear because the seeds of different herb species vary in many characteristics. To reveal which factors determine carabid preference, we offered seeds of the multispecies complex of Taraxacum agg. (dandelion) to 19 carabid species. The seeds were similar in shape and morphology, differed in taxonomic affiliation (sections Ruderalia and Erythrospermae) and geographic origin (Czech Republic and Italy, c. 800 km apart) and ranged in size between 0.27 and 0.74 mg. The seeds were offered in cafeteria experiments where beetles selected between two (dual-choice experiments) or four (multi-choice experiments) types of seed. As expected, the size of the seed and the size of the carabid species determined the number of seeds consumed and the preference for the seed (the proportion of the total number of seeds consumed). In dual-choice experiments providing Ruderalia seeds, the preference for large seeds increased with carabid size, while in multi-choice experiments, seed size was the factor that explained the most variation in seed preference. In dual-choice experiments using seeds of a similar size, some species of carabid had a marked preference for Ruderalia (nine species) or Erythrospermae (four species) and were also able to distinguish between Ruderalia of Czech origin (preferred by eight species of carabid) and Italia (no preference). Preference for seed size could be enforced by matching the morphology of carabid mouthparts and the size of the seed. Effects of taxonomic affiliation and geographic origin on preference indicate that stimuli on seed coat and surface are also important for carabid choice, but underlying mechanisms of seed selection remain to be tested.

ZusammenfassungLaufkäfer stellen bedeutende Prädatoren von Samen von Kräutern dar, die nach der Verbreitung auf dem Boden verstreut sind. Die Käfer bevorzugen bestimmte Arten von Samen, aber die Gründe für diese Selektivität sind nicht klar, weil die Samen der verschiedenen Krautarten in vielerlei Hinsicht variieren. Um die Faktoren zu erkennen, welche die Präferenz der Carabiden bestimmen, boten wir Samen aus einem Komplex aus vielen Arten von Taraxacum agg. (Löwenzahn) 19 Carabidenarten an. Die Samen ähnelten sich in der Form und der Morphologie, unterschieden sich jedoch in ihrer taxonomischen Einordnung (Sektionen Ruderalia und Erythrosperma), in ihrer geografischen Herkunft (Tschechische Republik und Italien, 800 km voneinander entfernt) und variierten in der Größe zwischen 0,27–0,74 mg. Die Samen wurden in Cafeteria-Experimenten angeboten, in denen die Käfer zwischen zwei (Dual-Choice-Experimente) oder zwischen vier (Multiple-Choice-Experimente) Typen von Samen wählten.Wie erwartet bestimmten die Größe der Samen und die Größe der Carabidenart die Anzahl der konsumierten Samen und die Präferenz für die Samen (Anteil an der Gesamtzahl der konsumierten Samen). In den Dual-Choice-Experimenten, in denen Ruderalia-Samen angeboten wurden, nahm die Präferenz für große Samen mit der Carabidengröße zu, während in den Multiple-Choice-Experimenten die Samengröße der Faktor war, der die größte Variation in der Samenpräferenz erklärte. In den Dual-Choice-Experimenten, in denen Samen derselben Größe verwendet wurden, hatten einige Carabidenarten eine deutliche Präferenz für Ruderalia (neun Arten) oder Erythrosperma (vier Arten). Einige Arten konnten außerdem zwischen den Ruderalia tschechischen (präferiert von acht Arten der Carabiden) und italienischen Ursprungs (keine Präferenz) unterscheiden. Die Präferenz der Samengröße konnte verstärkt werden indem die Morphologie der Mundwerkzeuge und die Größe der Samen abgeglichen wurden. Die Auswirkungen der taxonomischen Einordnung und geografischen Herkunft auf die Präferenz weisen darauf hin, dass Stimuli auf der Samenhülle und Oberfläche wichtig für die Wahl der Carabiden sind. Dennoch müssen die zugrunde liegenden Mechanismen der Samenselektion noch untersucht werden.