Shuffling the offspring: Uncoupling and spatial discordance of multiple stages in vertebrate seed dispersal

Abstract:

Recruitment of vertebrate-dispersed plants may be divided into a series of sequential stages including fruit removal by frugivores, seed delivery to the ground, post-dispersal seed survival, seedling emergence, and seedling establishment. The particular processes operating at different stages may be independent of each other (“uncoupled”), and peculiarities in the configuration of the interrelationships between stages (sign and magnitude of uncoupling) may lead to high site-specificity of the eventual outcome (“spatial discordance”). This conceptual framework is illustrated in this paper using recruitment data for the bird-dispersed tree Phillyrea latifolia (Oleaceae) from two southeastern Spanish localities (forest and scrubland habitats). Between-habitat differences in P. latifolia recruitment are best understood by considering that patterns of uncoupling among recruitment stages depend strongly on local conditions, particularly on the thoroughness of fruit crop removal by frugivorous birds. The interaction of P. latifolia with frugivores has implications at every subsequent stage in recruitment, and proper understanding of the constraints operating on recruitment requires recognition of the multiplicity of stages involved. Uncoupling of stages was found to originate fine-scale discordances in patterns of regeneration in the two habitats studied. We use a structural equation model to quantify the direct and indirect effects of the various recruitment stages on spatial variation in number of 2nd-year seedlings recruited. Variation among microhabitats in recruitment was due to variation in seed rain intensity and seed survivorship in scrubland, while post-germination events limiting seedling emergence played a major role in forest recruitment. Results of this study highlight the need of considering the multi-staged nature of recruitment in vertebrate-dispersed plants.

Résumé:

Le processus de recrutement chez les plantes qui assurent la dissémination de leurs diaspores grâce à des vertébrés peut être subdivisé en une série d’étapes séquentielles incluant le détachement du fruit du plant-mère par les animaux frugivores, la libération des graines et leur étalement à la surface du sol, la survie des graines après dissémination, l’émergence des plantules et la survie de ces dernières. Les différents processus qui opèrent à chacune des étapes peuvent être indépendants les uns des autres. Le degré d’association qui existe entre les processus de chaque étape peut faire en sorte que le recrutement soit caractérisé par une spécificité élevée pour un site donné, créant ainsi des phénomènes de discordance spatiale. Ce cadre conceptuel est illustré dans cet article grâce à une étude sur le recrutement d’une espèce arborescente (Phillyrea latifolia; Oleaceae) dont les graines sont disséminées par les oiseaux. Les données ont été collectées dans deux localités du sud-est de l’Espagne, soit dans un habitat forestier et un habitat arbustif. On comprend mieux les différences qui existent entre les habitats au niveau du recrutement de P. latifolia si l’on tient compte du fait que le degré d’association entre les différents processus dépend fortement des conditions locales du milieu, et plus particulièrement de la minutie avec laquelle les oiseaux s’emploient à décortiquer les fruits. Les interactions qui existent entre P. latifolia et les oiseaux frugivores ont des conséquences à toutes les étapes du recrutement de cette espèce arborescente. Une compréhension des contraintes agissant sur le recrutement nécessite une connaissance de la multiplicité des étapes impliquées. La non-association qui peut exister entre certaines étapes du recrutement est à l’origine des discordances spatiales que l’on trouve entre les deux habitats étudiés lorsque l’on travaille à une échelle de résolution assez fine. Nous avons utilisé un modèle d’équations structurelles pour quantifier les conséquences directes et indirectes des différentes étapes du recrutement sur le patron spatial des plantules âgées de deux ans. Les différences de recrutement entre les habitats résultent soit d’une pluie de graine et d’un taux de survie des graines variables dans le cas de l’habitat arbustif, soit de facteurs limitant l’émergence des plantules dans le cas de l’habitat forestier. Les résultats de cette étude mettent en évidence l’utilité de considérer dans leur ensemble les multiples étapes du recrutement chez les plantes qui assurent la dissémination de leurs diaspores par des vertébrés.

Keywords::

• Mediterranean habitats
• population recruitment
• seed dispersal by vertebrates
• seed and seedling survival
• seedling recruitment
• spatial variation

Mots-clés::

• habitats méditerranéens
• recrutement
• dissémination des graines par les vertébrés
• survie des graines et des plantules
• recrutement des plantules
• variation spatiale