mutualismin oireyhtymä vahvistaa laiskiaisen elämäntapaa

Johdanto

vaikka kasvinsyöjä on vallitseva ravinnonsaantistrategia nisäkkäiden keskuudessa, arboreaaliset kasvinsyöjät ovat erittäin harvinaisia. Kaikista nisäkässuvuista alle 4% sisältää lajeja, jotka ovat jossain määrin arboreaalisia ja kasvinsyöjiä, ja vain 10 nisäkäslajia (eli alle 0,2% nisäkkäiden monimuotoisuudesta) pidetään erikoistuneina arboreaalisina kasvinsyöjinä . Lajeilla, jotka syövät kasviainesta puissa, on erittäin rajoittunut elämäntapa. Toisaalta niiden on oltava pieniä ja kevyitä, jotta ne voidaan tukea katoksessa; toisaalta pieni ruumiinkoko rajoittaa ruoansulatuskykyä erityisesti kasviaineksen käsittelyssä, jossa on runsaasti kuitua mutta vähän sulavia ravintoaineita. Vaikka siis kehitys kohti arboreaalista kasvinsyöjää tapahtuu taksonomisesti erilaisissa nisäkäsryhmissä, kuten kädellisissä, puulajeissa ja pussieläimissä, kaikki painavat 1-14 kg . Tämän elämäntavan harvinaisuus ja ruumiin koon lähentyminen kasvinsyöjän ja arboreaalisen nisäkkään keskuudessa näyttääkin heijastavan ravintoenergian rajoitteita ruumiin kokoon . Tällaisten rajoitteiden voittamiseksi arboreaaliset kasvinsyöjät ovat kehittäneet dramaattisia anatomisia (esim.märehtijöiden kaltaiset pregastriset ruoansulatuselimet), fysiologisia (esim. hidastunut aineenvaihdunta) ja käyttäytymiseen (esim. tiukat ruokavaliomieltymykset) sopeutumia.

laiskiaiset eli espanjaksi los perezosos (”laiskiaiset”) ovat hidasliikkeisiä Neotrooppisia nisäkkäitä. Kaksi fylogeneettistä ryhmää, kaksi – (Choloepus spp.) ja kolmivarpaiset (Bradypus spp.) laiskiaiset (kuva 1a,b), jotka eroavat toisistaan noin 40 Ma ja ovat ekologisesti varsin erilaisia. Vaikka molemmat ovat keskikokoisia keulassa käyviä arboreaalisia nisäkkäitä , kaksivarvaslaiskiaisilla on suhteellisen suuret kotiseutualueet (Inline Formula_6619> mutta enintään 140 ha) ja suhteellisen monipuolinen eläinaines, hedelmät ja lehdet, kun taas kolmivarvaslaiskiaisilla on hyvin suppeat kotiseutualueet ( Inline Formula_4088 > Ranga = 0,3–15,0 ha), ja niitä pidetään tiukkoina folivoreina.. Lisäksi yksittäiset kolmivarvaslaiskiaiset ovat asiantuntijoita, jotka lepäävät ja syövät vain muutamien puulajien lehtiä metsässä . Ravintoköyhän ja myrkyllisen ruokavalionsa vuoksi kolmivarvaslaiskiaisilla on hitain ruoansulatusnopeus millekään nisäkkäälle . Tämän vähäenergisen kertymän vuoksi kolmivarpaisilla laiskiaisilla on tavattoman alhainen aineenvaihdunta, alle puolet siitä, mitä niiden massalle odotetaan .

kolmivarvaslaiskiaiset laskeutuvat noin kerran viikossa latvustosta modaalipuunsa juurelle, missä ne tekevät surkastuneella hännällään maahan painuman ja tallettavat lantansa. Ulostamisen jälkeen laiskiaiset peittävät käymälänsä lehtikarikkeella ja nousevat latvustoon . Kaksivarvaslaiskiaiset ulostavat latvustosta tai maasta, varsinkin vaihtaessaan puita (mitä ne tekevät usein), ja niiden rutiini sekä tiheyden että paikan uskollisuuden suhteen on paljon vähäisempi . Puun laskeutuminen on sekä riskialtista että tarmokkaan kallista kenelle tahansa laiskurille. Itse asiassa se on johtava kuolinsyy laiskiaiselle; yli puolet kaikista dokumentoimistamme aikuisten laiskiaiskuolemista oli karkottamistapahtumia, kun laiskiaisia oli maassa tai sen lähellä . Lisäksi arvioimme, että keskimääräinen hinta laskeutua katoksesta ulostaa muodostaa noin 8% laiskiaisen päivittäisestä energisestä budjetista (katso lisätietoja sähköisestä lisämateriaalista). Kun otetaan huomioon, että laiskiaisen riski ulostamiseen metsänpohjalle on kasvanut ja se maksaa energisesti, voisi olettaa sen olevan tärkeää kuntoilua lisäävää käytöstä. Kolmivarvaslaiskiaisten käytöksen etuja ovat muun muassa niiden suosimien puiden lannoittaminen, käymälöiden välityksellä tapahtuva kommunikointi muiden laiskiaisten kanssa tai petoeläinten havaitsemisen välttäminen . Kun otetaan huomioon puiden laiskiaisten elintapojen aiheuttamat ravitsemukselliset rajoitukset, oletimme, että tämän käytöksen taustalla voi olla arvoituksellinen, mutta tärkeä ravintoarvo.

molemmilla laiskiaislajeilla on turkissaan monimuotoinen symbioottisten mikro-organismien kokonaisuus, mukaan lukien levät, niveljalkaiset ja tikrunsyöjäsienet, joista monet elävät vain laiskiaisten turkiksessa sijaitsevassa fosforiittisessa ekosysteemissä. Viherlevät (Trichophilus spp.) ovat erityisen runsaita . Kolmivarpaisten laiskiaisten yksittäisissä karvoissa on ainutlaatuisia poikittaisia halkeamia, joiden ansiosta hiusvarsi kyllästyy sadevedellä, ja jotka levät sitten asuttavat ja kasvavat hydroponisesti . Myös laiskiaisilla ja pyralidikoilla (Cryptoses spp.), jossa Koit vaativat assosiaatiota (+), mutta koska ne eivät syö laiskiaisia, ne eivät aiheuta mitään seuraamuksia (0) isännälleen . Kun laiskiainen laskeutuu puuhun ja ulostaa, graavinaaraat jättävät laiskiaisen ja ovipositit tuoreeseen ulosteeseen. Toukat ovat koprafagoottisia ja kehittyvät kokonaan lannan sisällä, ja aikuiset nousevat ja lentävät latvustoon etsimään soidinalueitaan laiskiaisen turkista jatkaakseen elinkaartaan. Vaikka kolmivarvaslaiskiaiset säännöllisesti autogroom, ne ovat tehottomia laiskiaisten poistamisessa . Koska pyralidi-yöperhosten elinkaari on täysin riippuvainen näistä muuten selittämättömistä käyttäytymistavoista kolmivarpaisilla laiskiaisilla, otaksuimme, että yöperhosen ja laiskiaisen välinen vuorovaikutus saattaa itse asiassa olla tärkeä mutualismi, jossa laiskiaisetkin hyötyvät assosiaationsa ansiosta (+/+).

Mutualismit – yhdessä hyödylliset vuorovaikutukset eri lajien jäsenten välillä-ovat kaikkialla luonnossa ja tärkeimpiä kaikista ekologisista vuorovaikutuksista . Mutualismeja , jotka vaihtelevat hajanaisista ja epäsuorista useiden lajien välisiin tiiviisti yhteenkasvaneisiin suoriin vuorovaikutuksiin, on aiemmin vedottu selittämään muutoin selittämättömiä käyttäytymismalleja , kuten ”puhtaampia kaloja”, jotka poistavat ulkoloisia riuttakaloista tai muurahaisia, jotka puolustavat akasiapuita, ja mekanismina, jolla ravitsemuksellisesti rajoitetut organismit viljelevät ja ylläpitävät ravinnonlähdettä, kuten lehdenleikkaajamuurahaisten sieniviljelyjärjestelmissä havaitut . Ottaen huomioon näennäisesti palkitsemattomat riskit, joita laiskiainen näyttää kärsivän yöperhosten puolesta, otaksuimme, että horeettiset symbiontit, joiden aiemmin uskottiin omaavan vastaavan suhteen laiskiaisiin, itse asiassa vahvistivat tätä suhdetta tarjoamalla ravintosisältöä isännilleen.

selvittääksemme laiskiaisten suhdetta niiden foreettisiin symbiontteihin otimme kiinni aikuisia kaksi-ja kolmivarvaslaiskiaisia ja määritimme kuhunkin yksilöön tarttuvien pyralidikoirien määrän sekä muita tärkeitä ekosysteemin osia laiskiaisten Turkissa, mukaan lukien epäorgaanisen typen ja fosforin pitoisuus sekä leväbiomassa niiden Turkissa. Keräsimme myös digestaa laiskiaisten metsämaastosta selvittääksemme, kulutettiinko turkisten sisällä olevia yhteisön jäseniä. Ennustimme, että kolmivarvaslaiskiaisilla havaittu jäykkä käyttäytyminen edisti koitartuntaa, ja koitiheys olisi suurempi verrattuna kaksivarvaslaiskiaisiin. Lisäksi ennustimme, että koska Koit ovat yksi ainoista eksogeenisen orgaanisen materiaalin portaaleista tähän ekosysteemiin, lisääntyvä koitiheys edistäisi ravinteiden saatavuutta ja tuottavuutta laiskiaisen Turkissa ja tarjoaisi mahdollisesti ravintopanoksia helpottamaan joitakin tämän erikoistuneen arboreaalisen kasvinsyöjän kohtaamista rajoitteista.

materiaali ja menetelmät

(a) ekosysteemiä laiskiaisella kuvaava

suoritimme kenttätyötä noin 85 km koilliseen San Josésta, Costa Ricasta (10.32° N, -83.59° W). Sekä kolmivarvaslaiskiainen (”Bradypus variegatus”) että Hoffmannin kaksivarvaslaiskiainen (”Choloepus hoffmanni”) ovat suhteellisen runsaslukuisia eri puolilla tutkimuspaikkaamme. Kenttätyö suoritettiin Wisconsin-Madisonin yliopiston iacuc: n protokollan A01424 mukaisesti ja noudattaen American Society of Mammalogists-järjestön antamia ohjeita nisäkkäiden käytöstä tutkimuksessa. Pääsyn myönsi yksityinen maanomistaja, ja projektimme ja näytekokoelmamme hyväksyi Ministerio de Ambiente, Energia y Telecomunicaciones, Sistema Nacional de Áreas de Conservación, Costa Rica. Kaikki näytteet tuotiin Yhdysvaltoihin CITESin ja United States Fish and Wildlife Servicen hyväksynnällä. Dokumentoidaksemme koi – ja leväyhteisön sekä määrittääksemme epäorgaanisen typen ja fosforin pitoisuudet laiskiaisen Turkissa, otimme kiinni aiemmin merkityt kaksi-(n = 14) ja kolmivarpaiset (n = 19) laiskiaiset standardimenetelmien mukaisesti elokuussa 2012. Koska nuoret laiskiaiset ovat usein levättömiä ja näyttävät hankkivan leväyhteisönsä emoltaan , emme ottaneet nuoria yksilöitä mukaan analyyseihimme. Leikkasimme hiuskiehkuran jokaisen laiskiaisen dorsumista ja keräsimme kaikki Koit laiskiaisesta selkärangattomalla tyhjiöllä. Keräsimme keskimäärin 15,2 (±2,9; range = 4-39) ja 4,5 (±1,3; range = 0-21) koita kolmivarvaslaiskiaisista. Epäorgaanisen typen ja fosforin pitoisuuksien määrittämiseksi otimme näytteitä (0,1 g) laiskiaisen turkista ja pesimme sitä 15 ml: lla de-ionisoitua vettä 15 minuutin ajan. Pesu suodatettiin 0, 45 µm ruiskun kalvosuodattimen läpi ja analysoitiin Inline Formula_3118 > ja Inline Formula_3171> käyttäen virtausinjektioanalysaattoria (Quickchem 8000 FIA, Lachat Instruments) ja kokonaisfosforianalysaattoria ICP/OES (Iris Advantage, Thermo-Fisher). Koit tunnistettiin systemaattisissa entomologian laboratorioissa (USDA, Agricultural Research Service) (Cryptoses choloepi Dyar; Pyralidae: Chrysauginae). Punnitsimme jokaisen koin (±0,1 µg) ja jaoimme koitartunnan kokonaisbiomassan laiskiaisen massalla (±0.1 kg) yksilöllisten ruumiinkokoerojen huomioon ottamiseksi; jopa ilman skaalausta havaitsimme kuitenkin merkittävän yhteyden Inline Formula_3510> ja sekä yöperhosten lukumäärän että yöperhosten kokonaisbiomassan välillä (katso sähköinen Lisämateriaali, kuva S1).

mittasimme fluorometrillä kunkin laiskiaisen Turkin mikrobibiomassan klorofylli a-pitoisuuden. Lyhyesti, 0,01 g turkista jokaisesta laiskiaisesta sonikoitiin ddH2O: ssa 1× ja metanolissa 3× (n. 30 min kukin) erottaa leväsolut turkista (katso sähköinen Lisämateriaali, kuva S2); pesusta saatu suodos sentrifugoitiin ja mitattiin fluorometrillä klorofyllin pitoisuuden laskemiseksi. Arviomme leväbiomassasta vahvistuivat Turkin massan muutoksella sonikaation jälkeen (eli turkismassan väheneminen levän poiston jälkeen liittyi a-klorofyllipitoisuuteen). Käytimme Turkin massan muutosta sonikaation jälkeen arvioidaksemme levien biomassaa kussakin näytteessä. Sitten skaalasimme arviomme näytteestä saadusta leväbiomassasta arvioidaksemme levien kokonaismassaa koko laiskiaisella olettamalla, että 20% laiskiaisen ruumiinmassasta oli turkista ja että puhdistuksesta saatujen turkisnäytteiden prosentuaalinen muutos oli vakio koko eläimen pinta-alalla. Vertasimme kaksi-ja kolmivarpaisten laiskiaisten eroja skaalatun koiperhosen biomassassa, Inline Formula_9105> pitoisuudet ja leväbiomassa t-testeillä, ja selvitimme koiperhosten biomassan jaInline Formula_1149> jaInline Formula_281> suhdetta lajeihin kategorisena muuttujana. Koska yhteisvaikutus lajien ja prediktorimuuttujan välillä ei ollut merkitsevä sekä Koi × laji (t = 1, 09, p = 0, 28) että Inline Formula_5726> (t = 1, 40, p = 0.17), raportoimme yksinkertaisen lineaarisen regressiomallin, jossa on jatkuva muuttuja (esim.koin biomassa tai Inline Formula_6388>).

(b) in vitro-käymiskokeet

Turkin levien sulavuuden määrittämiseksi pregastrisesta mikrobikäymisestä peräisin oleville orgaanisille hapoille in vitro-fermentoinnit tehtiin käyttämällä ruminaalista siirrosainetta, joka on helposti saatavilla oleva mikrobiyhteisö, joka kykenee hajottamaan monenlaisia kasvinosia. Inokulaatti koottiin kahdesta Holsteinin lypsylehmästä (Bos taurus) ja valmistettiin edellä kuvatulla tavalla , paitsi että puristettu pötsineste laimennettiin OD525: een 5, 0 käyttäen pienennettyä puskuria, joka sisälsi 1 g tryptikaasi peptonia litrassa. Fermentaatiot suoritettiin 5 ml: n lasiseerumipulloissa (Wheaton Scientific), jotka sisälsivät 150 mg ilmakuivattua laiskiaisen Turkkia kaksi-(N = 10) ja kolmivarpaisista laiskiaisista (n = 10). Arvioidaksemme levien ja orgaanisen aineksen osuutta käymisessä otimme mukaan samoista laiskiaisista peräisin olevia turkiksia, jotka oli pesty ja sonikoitu metanolilla levien ja muun siihen liittyvän orgaanisen aineksen poistamiseksi. Lisäksi analysoitiin neljä tyhjää injektiopulloa, joissa oli ainoastaan pötsin inokulaatti ja pienennetty puskuriliuos. Injektiopulloja kaasutettiin ensin voimakkaasti CO2: lla 2 minuutin ajan, minkä jälkeen ne suljettiin tiiviisti #00 butyylikumitulpilla. Laimennettu ruminaalinen inokulaatti (2, 00 ml) lisättiin CO2-kaasulla, ja injektiopullo oli suljettu laipallisella butyylikumitulpalla ja kiinnitetty alumiinisella puristussinetillä.; nämä rokotukset tehtiin 39°C: n huoneessa laimennetun pötsinesteen lämpötilatasapainon jälkeen. Lukuun ottamatta voimakasta käsien ravistamista noin 0, 1, 2, 4 ja 16 tunnin kohdalla injektiopulloja inkuboitiin pystyasennossa ravistelematta. 24 tunnin inkubaation jälkeen injektiopullot olivat koskemattomia ja 1, 00 ml deionisoitua vettä lisättiin. Nestesisältö sekoitettiin useita kertoja mikropipetteriin, ja 1,00 ml nestettä poistettiin mikrosentrifugointia varten (12 000×g, 10 min, 4°c). Supernatantista analysoitiin orgaanisia happoja HPLC: llä . Yksittäisten haihtuvien rasvahappojen ja kokonaisrasvahappojen nettotuotanto (VFA; pitoisuuksien vähentämisen jälkeen aihioissa) analysoitiin sekamallilla SAS v. 9.2: ssa, jossa laiskiaislajit ja turkiskäsittely (pesty tai pesemätön) olivat luokkamuuttujia, a-laji × käsittelyvuorovaikutus ja satunnaismuuttuja yksittäisen eläimen kanssa. Tiedoista (KS.sähköinen lisäaineisto, taulukko S1) kävi ilmi, että pääasiassa hiilihydraattikäymisestä peräisin olevaa C2–C5-suoraketjuista VFA: ta (valeerista etikkahappoa) tuotettiin suurempia määriä pesemättömästä turkista kuin pestystä turkista ja kolmivarvaslaiskiaisesta enemmän kuin kaksivarvaslaiskiaisesta. Sen sijaan haaraketjuisten VFA-yhdisteiden (isobutyyrinen, 2-metyylibutyyrinen ja isovaleerinen), jotka ovat yksikäsitteisesti peräisin aminohappofermentaatioista (erityisesti haaraketjuiset aminohapot leusiini, isoleusiini ja valiini), tuotanto oli vähäistä eikä Eronnut lajeittain tai käsittelyllä (p > 0, 30), mikä viittaa vähäiseen kapasiteettiin leväproteiinin pregastriseen käymiseen.

(C) levien ja kasvien Koostumusanalyysi

teimme koostumusanalyysit kahden (n = 10) ja kolmivarvaslajin turkista otettujen levänäytteiden hiilihydraateista, proteiineista ja lipideistä sekä kuuden yleisimmin kulutetun kasvilajin lehtinäytteistä prosenttiosuutena kuiva – ainepitoisuudesta. Hiilihydraatti-ja proteiinianalyysiä varten näytteet (1-7 mg, punnittiin 0,001 mg: aan) suspendoitiin 200-600 µl: aan 0,2 m NaOH: ta, kuumennettiin 80°C: ssa 40 minuutin ajan tiheään sekoittaen inversiolla ja jäähdytettiin huoneenlämpöön. Neutralisoinnin jälkeen 0.38 tilavuusprosenttia (v/v) väkevää etikkahappoa, proteiinia määritettiin Bradfordin menetelmällä käyttäen Coomassie-ja reagenssia (Bioradi), jossa oli lysotsyymiä standardina; hiilihydraatit analysoitiin fenoli-rikkihappomenetelmällä käyttäen glukoosia standardina. Lipidien poistoon ilmakuivattuja (60°C) leviä (n. 50 mg) ja lehdet (100-200 mg) suspendoitiin 2 ml: aan CHCl3: a, 2 ml: aan metanolia ja 1 ml H2O: ta kierrekorkkiputkissa, joissa oli Teflon-Vaipat. 2 minuutin pyörteilyn jälkeen putket sentrifugoitiin (2500×g, 10 min, huoneenlämpötila) ja kloroformifaasi otettiin talteen. Jäljelle jäänyt aines uutettiin vielä kolme kertaa, joista jokaisessa oli 2 ml kloroformia. Neljä kloroformiuutetta yhdistettiin ja käsiteltiin 3 ml: lla tyydyttynyttä NaCl: ää vedessä. Lopullisen sentrifugoinnin jälkeen kloroformifaasi otettiin talteen ja haihdutettiin noin 0,5 ml: n tilavuuteen N2: ssa. Tiivistetyt uutteet siirrettiin kvantitatiivisesti CHCl3-pesuilla esipainettuihin 1,5 ml: n mikrofugiputkiin ja chcl3 haihdutettiin. Mikrofugiputket ilmakuivattiin yön yli 60°C: ssa ennen punnitusta. Tyhjien mikroputkien painonlaskua korjattiin kuivaamisen yhteydessä.

(d) levien tunnistaminen laiskiaisten digestassa

keräsimme kaksi- (n = 16) ja kolmivarvaslaiskiaisten (n = 12) metsästä digestaa mahaletkulla selvittääksemme, olivatko laiskiaiset kuluttaneet levää. Suodatimme 2 ml digestaa 60 µm: n seulan läpi jättääksemme pois suuret hiukkaset. Sen jälkeen valmistimme mikroskoopin dioja käyttäen 30 µl suodatettua digestaa ja tarkastelimme jokaista diaa valomikroskoopilla 400× suurennoksella. Laskimme 100 solua levää tai syanobakteeria jokaista solua kohti ja valokuvasimme jokaisen havaitun solun. Levät ja syanobakteerit tunnistettiin suurimmalla mahdollisella taksonomisella erotuskyvyllä, ja edustavia levä-ja syanobakteeriryhmiä kuvattiin (katso sähköinen lisäaineisto, kuva S3).

vertasimme digestassa havaittua leväyhteisöä kaksi- (N = 5) ja kolmivarpaisten (N = 5) laiskiaisten Turkkiin. Näiden yksilöiden Turkki pantiin mikrosentrifugiputkeen, jossa oli 1 ml ddH2O: ta, ja sitä liotettiin 1 tunnin ajan, ravisteltiin 15 minuutin välein 5 minuutin ajan. Turkis poistettiin injektiopulloista samalla, kun supernatanttia käytettiin mikroskoopin kiinnikkeissä. Mikroskoopin diat valmistettiin 30 µl supernatanttia käyttäen, niitä tarkasteltiin valomikroskoopilla, jonka suuruus oli 400×, ja ne tunnistettiin edellä kuvatulla tavalla. Jokaisesta diasta kerättiin valokuvia 100 levä-ja syanobakteeri-solusta.

tulokset ja keskustelu

kuten ennustettiin, kolmivarvaslaiskiaisilla oli enemmän yöperhosia (kuva 1C) ja suuremmat Inline Formula_5473> (kuva 1D) ja suurempi levien biomassa (kuva 1e) turkissaan kuin kaksivarvaslaiskiaisilla. Havaitsimme saman suuntauksen, mutta emme havainneet merkittävää (p > 0, 05) eroa lajeissa Inline Formula_1945> tai kokonaisfosforissa (pääasiassa muodossaInline Formula_8323>) (katso sähköinen lisäaineisto, kuva S4). Kuten maaperässä yleisesti havaitaan, fotosynteettiset eliöt todennäköisesti hankkivat nämä ravinteet nopeasti tai huuhtoutuvat sadekuurojen aikana . Laiskiaislajeista riippumattaInline Formula_828> – pitoisuus oli positiivisesti yhteydessä pyralidikuonojen määrään Turkissa (kuva 2A), ja myös levien biomassa kasvoi, kun Inline Formula_1890> – pitoisuus laiskiaisten Turkissa (kuva 2B).

arvioimme, että laiskiaiset keskimäärin satama 125.5 g (±14.8 g, ±1 s.e.) mikrobibiomassaa (pääasiassa levät) niiden turkista, mikä tarkoittaa noin 2,6% (±0,2%) niiden painoindeksistä. In vitro-käymiskokeissamme kävi ilmi, että laiskiaisen Turkissa olevat levät ovat myös erittäin sulavia, että LEVÄMÄDÄTYKSESTÄ saatava VFA-tuotanto liittyy ensisijaisesti hiilihydraattikäymiseen ja että kolmivarvaslaiskiaisen Turkki sisältää orgaanista materiaalia, joka riittää tuottamaan 24,4 mg VFA: ta·(g fur−1) pregastrisesta käymisestä (katso sähköinen Lisämateriaali, taulukko S1), mikä on lähes kaksinkertainen määrä verrattuna kaksivarvaslaiskiaisiin (p < 0,001). Laiskiaisten suosimien kasvilajien levien ja lehtien Koostumusanalyysi paljasti, että molemmissa oli runsaasti hiilihydraatteja (25.7% ± 1,4 levien osalta ja 42,4% ± 3,5 kasvien osalta; ks.sähköinen lisäaineisto, taulukko S2), ja niissä on vastaava määrä proteiinia (5,0% ± 0,39). Kasvien lehtiin verrattuna mikrolevien rasvapitoisuus oli kuitenkin kolme-viisi kertaa suurempi—kaksi – ja kolmivarpaisten laiskiaisten levien rasvapitoisuus oli 45,2% (±4,0) ja 27,4% (±0,8) (KS.elektroninen lisäaineisto, taulukko S2). Mikrolevän lipidipitoisuus on kääntäen yhteydessä epäorgaanisen typen määrään, mikä voisi selittää levien lipidipitoisuuden eron laiskiaislajien välillä. Riippumatta, elintarvikkeen tämä korkea lipidikoostumus tarjoaisi erityisen rikas (yli kaksi kertaa verrattuna proteiinia tai hiilihydraattia grammaa kohden) ja nopea energianlähde laiskiaisia, koska lipidit tyypillisesti ohittaa pregastrinen käyminen prosessi.

ei ole yllättävää, että sama levälaji esiintyi sekä kaksi – että kolmivarvaslaiskiaisten Turkissa ja digestassa. Erityisesti tunnistimme Trichophilus spp. kahden kolmivarvaslaiskiaisen (tai 17%) ja kuuden tutkittavan kaksivarvaslaiskiaisen (tai 38%) digestassa tämän symbioottisen levän tiedetään asustavan vain laiskiaisten Turkissa (KS .elektroninen lisäaineisto, kuva S3). Se, että levät ovat helposti sulavia, mutta niitä havaittiin rajoitetussa otoskoossamme, viittaa siihen, että nieltyjen levien esiintymistiheys on todennäköisesti suuri.

johtopäätös

tietojemme mukaan laiskiaisten, yöperhosten ja levien välillä esiintyy useita toisiinsa liittyviä mutualismeja (kuva 3). Erityisesti laiskiaiset näyttävät edistävän pyralidiperhosten saastumista laskeutumalla puun juurelle ulostamaan ja avustamaan yöperhosten elinkaarta, vaikka saalistusriski on kohonnut ja energiakustannukset huomattavia . Laiskiaisten Turkissa olevat yöperhoset puolestaan toimivat ravinteiden portaalina, joka yhdistää laiskiaisten Turkin ekosysteemin ympäröivään ympäristöön. Laiskiaisten ekosysteemissä sienet ovat yleisiä, ja oletamme, että tämä lahottajien runsas yhteisö mineralisoi yöperhosia. Vaihtoehtoisesti Koit voisivat kuljettaa orgaanista jätettä suoraan lantakasasta turkikseen. Mekanismista riippumatta koiperhosten biomassan lisääntyminen lisäsi epäorgaanisia typpipitoisuuksia, mikä näytti lisäävän leväyhteisöjen kasvua laiskiaisen Turkissa. Laiskiaiset syövät leviä, oletettavasti autogroomingin kautta, ravinnoksi. VFA-ja koostumustietomme viittaavat siihen, että laiskiaisten Turkin levissä on erityisen paljon sulavia hiilihydraatteja ja lipidejä. Lyhyesti sanottuna ehdotamme, että laiskiaiset laiduntavat ”leväpuutarhoja”, jotka he ovat saaneet kolmen mutualismin kautta (kuva 3).

ravinnon lisäksi on mahdollista, että levien viljely parantaa laiskiaisten selviytymistä naamioitumalla vähentämällä kuolleisuutta petoeläimiin . Nämä kaksi perimmäistä levien viljelymekanismia eivät sulje toisiaan pois, mutta arvelemme, että levien antama naamiointi on toissijaista ravintosisältöön verrattuna. Ensinnäkin lisääntyneestä kätkemisestä latvustoon koituva etu täytyisi olla hyvin voimakas, jotta se kompensoisi suuria saalistuslukuja, joita tavataan, kun laskeudutaan puusta ulostamaan, mutta levän ja laiskiaisen symbioosi ei näytä liittyvän laiskiaisten pääasiallisen saalistajan, harpyijakotkan (Harpia harpyja), levinneisyyteen. Toiseksi, aiemmin rakennetut energiabudjetit kolmivarpaisille laiskiaisille viittaavat siihen , että päivittäinen energiameno voi todellisuudessa ylittää saannin, mikä saattaa johtua laskentavirheestä tai siitä, että jokin kryptinen ruoka-aine, kuten levä, on jäänyt huomaamatta. Tuntematon ravinnonlähde auttaisi selittämään, miksi kolmivarpaisia laiskiaisia on vaikea pitää hyvin ravittuina puhdistetuissa vankitiloissa . Lopulta kaksivarvaslaiskiaiseen, joka on epämääräisempi ja vähemmän rajoittunut, liittyvät mutualismit olivat epäselvempiä. Kaksivarvaslaiskiaisilla oli huomattavasti vähemmän yöperhosia ja vähemmän epäorgaanista typpeä ja levää, vaikka niillä oletettavasti on samanlainen saalistuspaine metsän latvustossa. Itse asiassa kaksi-ja kolmivarvaslaiskiaiset samalta maantieteelliseltä alueelta harbour fylogeneettisesti erilliset trichophilus spp. – ryhmät., mikä viittaa laiskiaisten ja heidän leväyhteisönsä pitkään rinnakkaiseloon .

riippumatta siitä, minkä edun levät antavat laiskiaisille, tämä mutkikas mutualismien oireyhtymä—yöperhosten, laiskiaisten ja levien keskuudessa-näyttää lukinneen kolmivarpaiset laiskiaiset evolutiiviseen vaihtokauppaan, joka vaatii sitä kohtaamaan lisääntyvän saalistusriskin, jotta toisiinsa liittyvät keskinäiset keskinäiset erot säilyisivät. Yöperhosten elinkaaren tukeminen voi selittää sen, miksi kolmivarvaslaiskiaiset ovat hyvin uskollisia vain muutamille modaalipuille ja selvästi halukkaita ulostamaan alueella, joka on laiskiaiselle vaarallisin osa metsää. Nämä keskinäiset suhteet voivat myös edistää laiskiaisen menestystä arboreaalisena kasvinsyöjänä, joka on selkärankaisten rajoittuneimpia ja harvinaisimpia ravinnonhankintastrategioita . Tutkimuksemme on ensimmäinen, joka viittaa siihen, että ainutlaatuiset ekologiset vuorovaikutukset fysiologisten ja anatomisten mukautusten lisäksi voivat edistää arboreaalista ja kasvinsyöjäelämäntapaa; tulevat kokeet, joissa testataan laiskiaisten, yöperhosten ja levien välisten vuorovaikutusten mekanistisia yhteyksiä ja oletettuja hyötyjä, auttavat erottamaan näiden yhteyksien tarkan luonteen.

rahoitusselvitys

rahoitusta antoivat National Science Foundation (DEB-1257535), Milwaukee Public Museum, University of Wisconsin–Madison ja American Society of Mammalogists.

alaviitteet