Una sindrome del mutualismo rafforza lo stile di vita di un bradipo

Introduzione

Mentre l’erbivoro è la strategia di foraggiamento predominante tra i mammiferi, gli erbivori arboricoli sono estremamente rari. Infatti, meno del 4% di tutti i generi di mammiferi contiene specie che sono, in una certa misura, arboricole ed erbivore, e solo 10 specie di mammiferi (o meno dello 0,2% della diversità dei mammiferi) sono considerati erbivori arboricoli specializzati . Le specie che si nutrono di materia vegetale negli alberi possiedono uno stile di vita altamente vincolato. Da un lato, devono essere piccoli e leggeri per essere sostenuti nella chioma; dall’altro, le piccole dimensioni del corpo limitano la capacità digestiva, specialmente per la lavorazione della materia vegetale, ricca di fibre ma povera di nutrienti digeribili. Quindi, anche se l’evoluzione verso l’erbivoro arboreo si trova in gruppi di mammiferi tassonomicamente disparati, tra cui primati, bradipi degli alberi e marsupiali, tutti pesano tra 1 e 14 kg . Pertanto, la rarità di questo stile di vita e la convergenza delle dimensioni del corpo tra i mammiferi erbivori e arboricoli sembra riflettere i vincoli di energia nutrizionale sulle dimensioni del corpo . Per superare tali vincoli, gli erbivori arboricoli hanno evoluto drammatici adattamenti anatomici (ad esempio organi digestivi pregastrici simili a ruminanti), fisiologici (ad esempio tassi metabolici depressi) e comportamentali (ad esempio preferenze dietetiche rigorose).

I bradipi, o los perezosos (‘i lazies’) in spagnolo, sono mammiferi neotropicali che si muovono lentamente. I due gruppi filogenetici, due – (Choloepus spp.) e a tre dita (Bradypus spp.) bradipi (figura 1a, b), divergevano intorno a 40 Ma e sono ecologicamente molto diversi. Anche se entrambi sono di medie dimensioni apparentemente fermentazione mammiferi arboricoli , bradipi a due dita in possesso di dimensioni relativamente grandi (home-range ( ma fino a 140 ha) e una relativamente dieta varia di sostanze animali, frutti e foglie, mentre i bradipi hanno fortemente limitato home-range ( gamma = 0.3–15.0 ha) e sono considerati rigorosa folivores . Inoltre, i singoli bradipi a tre dita sono specialisti, appollaiati e consumano foglie solo da poche specie arboree all’interno della foresta . A causa della loro dieta nutrizionalmente povera e tossica, i bradipi a tre dita possiedono il tasso di digestione più lento per qualsiasi mammifero . Per tenere conto di questo accumulo a bassa energia, i bradipi a tre dita possiedono un tasso metabolico estremamente basso, meno della metà di quello previsto per la loro massa .

Circa una volta alla settimana, i bradipi a tre dita scendono dal baldacchino alla base del loro albero modale, dove creano una depressione nel terreno con la loro coda vestigiale e depositano il loro sterco. Dopo la defecazione, i bradipi coprono la loro latrina con lettiera di foglie e salgono al baldacchino . I bradipi a due dita defecano dal baldacchino o sul terreno, specialmente quando cambiano gli alberi (cosa che fanno frequentemente) , e la loro routine, in termini di frequenza e fedeltà del sito, è molto meno vincolata . Scendere un albero è rischioso ed energeticamente costoso per qualsiasi bradipo. In effetti, è la principale causa di mortalità per un bradipo; più della metà di tutte le morti di bradipo adulto che abbiamo documentato erano eventi di depredazione quando i bradipi erano al suolo o vicino al suolo . Inoltre, stimiamo che il costo medio di scendere dal baldacchino per defecare costituisca circa l ‘ 8% del budget energetico giornaliero di un bradipo (vedere il materiale supplementare elettronico per i dettagli). Dato il rischio elevato e il costo energetico per un bradipo di defecare sul fondo della foresta, ci si aspetterebbe che sia un importante comportamento di miglioramento del fitness. I benefici suggeriti di questo comportamento ai bradipi a tre dita includono la concimazione dei loro alberi preferiti, la comunicazione con altri bradipi tramite latrine o l’evitare il rilevamento da parte dei predatori . Dati i vincoli nutrizionali imposti dallo stile di vita dei bradipi degli alberi, abbiamo ipotizzato che questo comportamento potrebbe essere guidato da un input nutrizionale criptico, ma importante.

Entrambe le specie di bradipi ospitano un insieme diversificato di microrganismi simbiotici nella loro pelliccia, tra cui specie di alghe, artropodi e funghi detritivori, molti dei quali esistono solo all’interno dell’ecosistema foretico che risiede nella pelliccia di bradipo. Alghe verdi (Trichophilus spp.) sono particolarmente abbondanti . I singoli peli di bradipi a tre dita possiedono crepe trasversali uniche, che consentono al fusto del capello di saturare l’acqua piovana e che le alghe colonizzano e crescono idroponicamente . Una relazione commensale è stata anche attribuita a bradipi e falene piralidi (Cryptoses spp.), in cui le falene richiedono l’associazione ( + ), ma poiché non si nutrono di bradipi, non impongono alcuna conseguenza (0) sul loro ospite . Quando un bradipo scende da un albero e defeca, le falene femminili gravide lasciano il bradipo e l’oviposito negli escrementi freschi. Le larve sono copraphagous, sviluppandosi interamente all’interno dello sterco e gli adulti emergono e volano al baldacchino per cercare i loro terreni di accoppiamento nella pelliccia del bradipo per continuare il loro ciclo di vita. Sebbene i bradipi a tre dita siano regolarmente autogroom, sono inefficaci nel rimuovere le falene del bradipo . Poiché il ciclo di vita delle falene piralidi dipende interamente da questi comportamenti altrimenti inspiegabili nei bradipi a tre dita, abbiamo ipotizzato che l’interazione falena–bradipo potrebbe effettivamente essere un mutualismo importante, in cui i bradipi beneficiano anche in virtù della loro associazione (+/+).

I mutualismi—interazioni congiuntamente benefiche tra membri di specie diverse—sono onnipresenti in natura e tra le più importanti di tutte le interazioni ecologiche . Che vanno dalla diffusa e indiretta di ben coevolved interazioni dirette tra più specie , mutualisms sono stati precedentemente richiamato per conto altrimenti inspiegabili comportamenti, come “pesce pulitore” rimozione di ectoparassiti dal client di pesci di barriera , o formiche in difesa di alberi di acacia , e come un meccanismo per cui dal punto di vista nutrizionale limitata organismi coltivare e mantenere una fonte di cibo, come quelli osservati in fungicultural sistemi di foglia cutter formiche . Dati i rischi apparentemente non retribuiti che il bradipo sembra sopportare per conto delle falene, abbiamo ipotizzato che i simbionti foretici, precedentemente ritenuti in possesso di una relazione commensale con i bradipi, stavano in realtà rafforzando questa relazione fornendo input nutrizionali ai loro ospiti.

Per esplorare la relazione dei bradipi con i loro simbionti foretici, abbiamo catturato bradipi adulti a due e tre dita e quantificato il numero di falene piralidi che infestano ogni individuo, così come altri importanti componenti dell’ecosistema all’interno della pelliccia di bradipo, inclusa la concentrazione di azoto inorganico e fosforo e biomassa algale sulla loro pelliccia. Abbiamo anche raccolto digesta dal forestomaco dei bradipi per determinare se i membri della comunità all’interno della pelliccia venivano consumati. Abbiamo predetto che il comportamento rigido osservato nei bradipi a tre dita favoriva l’infestazione delle tarme e la densità delle tarme sarebbe stata maggiore rispetto ai bradipi a due dita. Abbiamo inoltre previsto che, poiché le falene sono uno dei soli portali di materiale organico esogeno in questo ecosistema, l’aumento della densità delle falene promuoverebbe la disponibilità di nutrienti e la produttività all’interno della pelliccia di bradipo e potenzialmente fornirebbe input nutrizionali per alleviare alcuni dei vincoli affrontati da questo erbivoro arboricolo specializzato.

Materiale e metodi

(a) Descrivendo l’ecosistema su un bradipo

Abbiamo condotto un lavoro sul campo a circa 85 km a nord-est di San José, Costa Rica (10.32° N, -83.59° W). Sia bradipi a tre dita dalla gola bruna (Bradypus variegatus) che bradipi a due dita di Hoffmann (Choloepus hoffmanni) sono relativamente abbondanti in tutto il nostro sito di studio. Il lavoro sul campo è stato condotto come stabilito e autorizzato dal protocollo IACUC A01424 dall’Università del Wisconsin-Madison e ha aderito alle linee guida per l’uso dei mammiferi nella ricerca stabilite dall’American Society of Mammalogists. L’accesso è stato concesso dal proprietario terriero privato e il nostro progetto e la raccolta dei campioni sono stati approvati dal Ministerio de Ambiente, Energia y Telecomunicaciones, Sistema Nacional de Áreas de Conservación, Costa Rica. Tutti i campioni sono stati importati negli Stati Uniti con CITES e Stati Uniti Fish and Wildlife Service approvazione. Per documentare la falena e la comunità algale, oltre a quantificare i livelli di azoto inorganico e fosforo nella pelliccia di bradipo, abbiamo catturato bradipi adulti a due (n = 14) e tre dita (n = 19) precedentemente contrassegnati seguendo le procedure standard nell’agosto 2012. Poiché i giovani bradipi sono spesso privi di alghe e sembrano acquisire la loro comunità algale dalla madre , non abbiamo incluso i giovani nelle nostre analisi. Abbiamo tagliato una ciocca di capelli dal dorso di ogni bradipo e raccolto tutte le falene dal bradipo con un vuoto invertebrato. In media, abbiamo raccolto 15,2 (±2,9; intervallo = 4-39) e 4,5 (±1,3; intervallo = 0-21) falene da bradipi a tre e due dita, rispettivamente. Per quantificare le concentrazioni di azoto inorganico e fosforo, abbiamo prelevato (0,1 g) di pelo di bradipo e lavato con 15 ml di acqua deionizzata per 15 min. Il lavaggio è stato filtrato attraverso un filtro a membrana a siringa da 0,45 µm e analizzato per e utilizzando un analizzatore di iniezione di flusso (Quickchem 8000 FIA, Lachat Instruments) e fosforo totale utilizzando un ICP/OES (Iris Advantage, Thermo-Fisher). Le falene sono state identificate (Cryptoses choloepi Dyar; Pyralidae: Chrysauginae) presso i laboratori di entomologia sistematica (USDA, Agricultural Research Service). Abbiamo pesato ogni falena (±0,1 µg) e diviso la biomassa totale dell’infestazione di falena per la massa del bradipo (±0.1 kg) per tenere conto delle differenze individuali nelle dimensioni del corpo; anche senza ridimensionamento, tuttavia, abbiamo rilevato una relazione significativa tra e sia il numero di falene che la biomassa totale delle falene (vedi materiale supplementare elettronico, figura S1).

Abbiamo misurato la clorofilla a concentrazione della biomassa microbica nella pelliccia di ogni bradipo tramite fluorometria. In breve, 0,01 g di pelliccia di ogni bradipo sono stati sonicati in ddH2O 1× e metanolo 3× (per ca. 30 min ciascuno) per separare le cellule algali dalla pelliccia (vedi materiale supplementare elettronico, figura S2); il filtrato del lavaggio è stato centrifugato e misurato su un fluorometro per calcolare la concentrazione di clorofilla. Le nostre stime sulla biomassa algale sono state corroborate dal cambiamento di massa della pelliccia dopo la sonicazione (cioè la diminuzione della massa della pelliccia dopo la rimozione delle alghe era correlata alla concentrazione di clorofilla a). Abbiamo usato quel cambiamento nella massa della pelliccia dopo la sonicazione per approssimare la biomassa di alghe in ogni campione. Abbiamo quindi scalato la nostra stima della biomassa algale dal campione per approssimare la massa totale di alghe sull’intero bradipo supponendo che il 20% della massa corporea del bradipo fosse pelliccia e che la variazione percentuale osservata nei campioni di pelliccia dalla pulizia fosse costante su tutta la superficie dell’animale. Abbiamo confrontato le differenze tra bradipi a due e tre dita nella biomassa falena in scala, concentrazioni e biomassa algale con t-test, e abbiamo esplorato la relazione tra moth biomassa e e tra con le specie come variabile categoriale. Poiché l’interazione per le specie e la variabile predittiva non erano significative per entrambe le specie di falena × (t = 1.09, p = 0.28) e (t = 1.40, p = 0.17), abbiamo riportato il modello di regressione lineare semplice con la variabile continua (ad esempio moth biomass o ).

b) Esperimenti di fermentazione in vitro

Per quantificare la digeribilità delle alghe nella pelliccia agli acidi organici derivanti dalla fermentazione microbica pregastrica, sono state condotte fermentazioni in vitro utilizzando un inoculo ruminale, una comunità microbica facilmente disponibile con la capacità di degradare un’ampia varietà di componenti vegetali. L’inoculo è stato composto da due vacche da latte Holstein (Bos taurus) e preparato come descritto in precedenza , tranne che il liquido ruminale spremuto è stato diluito ad un OD525 di 5,0 utilizzando un tampone ridotto che conteneva 1 g di tripticasi peptone per litro. Le fermentazioni sono state condotte in fiale di siero di vetro da 5 ml (Wheaton Scientific) che contenevano 150 mg di pelo di bradipo essiccato all’aria da bradipi a due (n = 10) e tre dita (n = 10). Per valutare il contributo di alghe e materia organica alla fermentazione, abbiamo incluso fiale di pelliccia degli stessi bradipi, ma che erano state lavate e sonicate in metanolo per rimuovere alghe e altra materia organica associata. Sono stati analizzati anche quattro flaconcini vuoti con solo inoculo ruminale e tampone ridotto. Fiale prima sono stati gassati vigorosamente con CO2 per 2 min, e poi sigillato ermeticamente con # 00 tappi di gomma butilica. L’inoculo ruminale diluito (2,00 ml) è stato aggiunto sotto gas di CO2 e il flaconcino è stato sigillato con un tappo di gomma butilica flangiato e fissato con una guarnizione a crimpare in alluminio; queste inoculazioni sono state eseguite in un ambiente a 39°C dopo l’equilibrio della temperatura del liquido ruminale diluito. Fatta eccezione per l’agitazione vigorosa della mano a circa 0, 1, 2, 4 e 16 h, i flaconcini sono stati incubati in posizione verticale senza agitare. Dopo 24 ore di incubazione, i flaconcini sono stati stappati e sono stati aggiunti 1,00 ml di acqua deionizzata. Il contenuto liquido è stato miscelato più volte con un micropipetter e 1,00 ml del liquido è stato rimosso per la microcentrifugazione (12 000×g, 10 min, 4°C). Il surnatante è stato analizzato per gli acidi organici mediante HPLC . La produzione netta di acidi grassi volatili individuali e totali (VFA; dopo sottrazione delle concentrazioni in spazi vuoti) è stata analizzata da un modello misto in SAS v. 9.2 con specie di bradipo e trattamento delle pellicce (lavato contro non lavato) come variabili di classe, interazione specie × trattamento e con singolo animale come variabile casuale. I dati (vedi materiale supplementare elettronico, tabella S1) hanno rivelato che i VFA a catena diritta C2–C5 (acetico attraverso valeric) derivati principalmente dalla fermentazione dei carboidrati sono stati prodotti in quantità maggiori da pelliccia non lavata rispetto a pelliccia lavata, e in pelliccia da bradipi a tre dita rispetto a bradipi a due dita. Al contrario, la produzione di VFA a catena ramificata (isobutirrico, 2-metilbutirrico e isovalerico), che derivano unicamente dalle fermentazioni di aminoacidi (in particolare, gli amminoacidi a catena ramificata leucina, isoleucina e valina), era bassa e non differiva tra le specie o con il trattamento (p > 0,30), suggerendo una capacità minima per la fermentazione pregastrica di proteine algali.

(c) Analisi compositiva di alghe e piante

Abbiamo condotto analisi compositive per carboidrati, proteine e lipidi di campioni di alghe estratti dalla pelliccia di bradipi a due (n = 10) e a tre dita (n = 10), nonché campioni di foglie delle sei specie vegetali più comunemente consumate come percentuale di contenuto di sostanza secca. Per l’analisi di carboidrati e proteine, i campioni (1-7 mg, pesati a 0,001 mg) sono stati sospesi in 200-600 µl di 0,2 M NaOH, riscaldati a 80°C per 40 min con frequente miscelazione per inversione e raffreddati a temperatura ambiente. Dopo la neutralizzazione con 0.38 volumi di acido acetico glaciale al 10% (v/v), le proteine sono state analizzate con il metodo Bradford utilizzando il reagente Coomassie Plus (BioRad) con lisozima come standard; i carboidrati sono stati analizzati con il metodo dell’acido fenolo-solforico , utilizzando glucosio come standard. Per estrazioni lipidiche , alghe essiccate all’aria (60°C) (ca. 50 mg) e foglie (100-200 mg) sono state sospese in 2 ml di CHCl3, 2 ml di metanolo e 1 ml di H2O in tubi con tappo a vite con fodere in teflon. Dopo vortexing per 2 min, i tubi sono stati centrifugati (2500×g, 10 min, temperatura ambiente) e la fase di cloroformio recuperato. Il materiale rimanente è stato estratto tre volte in più, ciascuna con 2 ml di cloroformio. I quattro estratti di cloroformio sono stati raggruppati e trattati con 3 ml di NaCl saturo in acqua. Dopo la centrifugazione finale, la fase di cloroformio è stata recuperata ed evaporata a circa 0,5 ml di volume sotto N2. Gli estratti concentrati sono stati trasferiti quantitativamente con lavaggi CHCl3 in provette per microfughe da 1,5 ml pre-ponderate e il CHCl3 evaporato. Le provette per microfughe sono state quindi asciugate all’aria durante la notte a 60°C prima della pesatura. I tubi vuoti sono stati utilizzati per correggere la perdita di peso dei tubi di microfuga vuoti all’essiccazione.

(d) Identificazione delle alghe nel digesta dei bradipi

Abbiamo raccolto il digesta dal forestomaco di bradipi a due (n = 16) e a tre dita (n = 12) tramite il gavage gastrico per determinare se le alghe erano state consumate dai bradipi. Abbiamo filtrato un’aliquota da 2 ml di digesta attraverso un setaccio da 60 µm per escludere particelle di grandi dimensioni. Abbiamo quindi preparato vetrini da microscopio utilizzando 30 µl di digesta filtrato e abbiamo visto ogni vetrino con un microscopio ottico composto a ingrandimento 400×. Abbiamo contato 100 cellule di materiale algale o cianobatterico per ogni vetrino e fotografato ogni cellula rilevata. Le alghe e i cianobatteri sono stati identificati con la massima risoluzione tassonomica possibile e sono stati fotografati gruppi rappresentativi di alghe e cianobatteri (vedi materiale supplementare elettronico, figura S3).

Abbiamo confrontato la comunità algale rilevata nel digesta con quella sulla pelliccia di bradipi a due (n = 5) e tre dita (n = 5). La pelliccia di questi individui è stata posta in un tubo di microcentrifuga contenente 1 ml di ddH2O e imbevuta per 1 h, agitata ogni 15 min per 5 min. La pelliccia è stata rimossa dai flaconcini mentre il surnatante è stato utilizzato per i supporti del microscopio. I vetrini da microscopio sono stati preparati utilizzando 30 µl di surnatante, visti con un microscopio ottico composto a ingrandimento 400× e identificati come descritto sopra. Sono state raccolte fotografie di 100 cellule algali e cianobatteriche da ogni diapositiva.

Risultati e discussione

Come previsto, i bradipi a tre dita ospitavano più falene (figura 1c), così come maggiori concentrazioni di (figura 1d) e aumento della biomassa di alghe (figura 1e) nella loro pelliccia rispetto ai bradipi a due dita. Abbiamo trovato una tendenza simile, ma non abbiamo rilevato una differenza significativa (p > 0,05), in o fosforo totale (principalmente sotto forma di ) tra le specie (vedi materiale supplementare elettronico, figura S4). Tuttavia, come comunemente osservato nei terreni, è probabile che questi nutrienti vengano rapidamente acquisiti da organismi fotosintetici o lisciviati durante le piogge . Indipendentemente dalle specie di bradipo, la concentrazione era positivamente correlata al numero di falene piralide nella pelliccia (figura 2a) e anche la biomassa delle alghe aumentava con la concentrazione di nella pelliccia dei bradipi (figura 2b).

Stimiamo che i bradipi in media portino 125,5 g (±14,8 g, ±1 s.e.) di biomassa microbica (principalmente alghe) nella loro pelliccia, che si traduce in circa il 2,6% (±0,2%) della loro massa corporea. Il nostro in vitro fermentazione esperimenti hanno rivelato che le alghe nella pigrizia di pelliccia sono anche altamente digeribile, che VFA produzione da alghe digestione è associato principalmente con la fermentazione dei carboidrati, e che la pelliccia di bradipi contiene materiale organico sufficiente per produrre 24.4 mg di VFAs)·(g pelliccia−1) da pregastric fermentazione (vedi materiale supplementare elettronica, tabella S1), quasi il doppio della quantità rispetto a due dita bradipi (p < 0.001). L’analisi compositiva di alghe e foglie di specie vegetali preferite dai bradipi ha rivelato che entrambi gli elementi erano ricchi di carboidrati (25.7% ± 1,4 per le alghe contro 42,4% ± 3,5 per le piante; vedere materiale supplementare elettronico, tabella S2) e possedeva quantità equivalenti di proteine (5,0% ± 0,39). Rispetto alle foglie delle piante, tuttavia, le microalghe erano da tre a cinque volte più ricche di contenuto lipidico-le alghe dei bradipi a due e tre dita erano rispettivamente del 45,2% (±4,0) e del 27,4% (±0,8) di lipidi (vedi materiale supplementare elettronico, tabella S2). Il contenuto lipidico delle microalghe è inversamente correlato ai livelli di azoto inorganico, il che potrebbe spiegare la differenza nel contenuto lipidico delle alghe tra le specie di bradipo. Indipendentemente da ciò, un alimento con questa elevata composizione lipidica fornirebbe una fonte particolarmente ricca (oltre il doppio rispetto a proteine o carboidrati per grammo) e rapida di energia ai bradipi, poiché i lipidi in genere ignorano il processo di fermentazione pregastrica.

Non sorprende che la stessa specie di alga si sia verificata nella pelliccia e nella digesta di bradipi a due e tre dita. Nello specifico, abbiamo identificato Trichophilus spp. nel digesta di due dei bradipi a tre dita (o 17%) e sei dei bradipi a due dita campionati (o 38%)-questa alga simbiotica è nota solo per abitare la pelliccia dei bradipi (vedi materiale supplementare elettronico, figura S3) . Il fatto che le alghe siano facilmente digeribili ma siano state rilevate nel nostro campione limitato suggerisce che la frequenza delle alghe ingerite sarà probabilmente elevata.

Conclusione

I nostri dati suggeriscono che una serie di mutualismi collegati si verifica tra bradipi, falene e alghe (figura 3). Nello specifico, i bradipi sembrano favorire l’infestazione da falene piralide scendendo alla base dell’albero per defecare e assistere il ciclo vitale delle falene , anche a fronte di un elevato rischio di predazione e di costi energetici significativi . Le falene nella pelliccia dei bradipi, a loro volta, fungono da portale per i nutrienti, collegando l’ecosistema all’interno della pelliccia di bradipo all’ambiente circostante. All’interno dell’ecosistema del bradipo, i funghi sono comuni e postuliamo che le falene vengano mineralizzate da questa abbondante comunità di decompositori. In alternativa, le falene potrebbero trasportare direttamente i rifiuti organici dal mucchio di sterco alla pelliccia. Indipendentemente dal meccanismo, l’aumento della biomassa delle falene ha aumentato i livelli di azoto inorganico, che sembravano aumentare la crescita delle comunità algali sulla pelliccia di bradipo. Bradipi consumano alghe, presumibilmente tramite autogrooming, per benefici nutrizionali. I nostri dati VFA e compositivi suggeriscono che le alghe sulla pelliccia dei bradipi sono particolarmente ricche di carboidrati e lipidi digeribili. In breve, proponiamo che i bradipi pascolino i “giardini di alghe” che hanno derivato da un mutualismo a tre vie (figura 3).

Oltre a fornire nutrimento, è possibile che la coltivazione di alghe migliori la sopravvivenza della pigrizia attraverso il camuffamento riducendo la mortalità da predatori aerei . Questi due meccanismi finali della coltivazione algale non si escludono a vicenda, ma ipotizziamo che il camuffamento fornito dalle alghe sia secondario all’integrazione nutrizionale. In primo luogo, il vantaggio di un maggiore occultamento all’interno della chioma dovrebbe essere molto forte per compensare gli alti tassi di predazione incontrati quando si scende l’albero per defecare, tuttavia la simbiosi alghe–bradipo sembra non correlata alla distribuzione del predatore aereo primario dei bradipi, l’arpia (Harpia harpyja). In secondo luogo , i budget energetici precedentemente costruiti per i bradipi a tre dita suggeriscono che il dispendio energetico giornaliero può effettivamente superare l’assunzione, che potrebbe derivare da un errore computazionale o perché è stato mancato un alimento criptico, come le alghe. Una fonte di cibo non contabilizzata aiuterebbe a spiegare perché i bradipi a tre dita sono difficili da mantenere ben nutriti in strutture in cattività igienizzate . Infine, i mutualismi associati al bradipo a due dita, che è il foraggiatore più vagile e meno ristretto, erano più equivoci. I bradipi a due dita possedevano significativamente meno falene e meno azoto inorganico e alghe, anche se presumibilmente affrontano una pressione di predazione simile nella chioma della foresta. In effetti, bradipi a due e tre dita della stessa area geografica ospitano gruppi filogeneticamente distinti di Trichophilus spp., suggerendo una lunga relazione coevolutiva tra bradipi e la loro comunità algale .

Qualunque vantaggio le alghe conferiscano ai bradipi, questa complessa sindrome dei mutualismi—tra falene, bradipi e alghe—sembra aver bloccato i bradipi a tre dita in un compromesso evolutivo che richiede di affrontare un aumento del rischio di predazione al fine di preservare i mutualismi collegati. Sostenere il ciclo vitale delle falene può spiegare perché i bradipi a tre dita possiedono un’alta fedeltà solo a pochi alberi modali e una marcata volontà di defecare in quella che è, per un bradipo, la parte più pericolosa della foresta. Questi mutualismi potrebbero anche contribuire al successo del bradipo come erbivoro arboricolo, una delle strategie di foraggiamento più limitate e più rare tra i vertebrati . Il nostro studio è il primo a suggerire che le interazioni ecologiche uniche, oltre agli adattamenti fisiologici e anatomici, possono favorire uno stile di vita arboricolo ed erbivoro; futuri esperimenti che testano i legami meccanicistici e i presunti benefici delle interazioni tra bradipi, falene e alghe aiuteranno a distinguere l’esatta natura di questi legami.

Dichiarazione di finanziamento

Il finanziamento è stato fornito dalla National Science Foundation (DEB-1257535), dal Milwaukee Public Museum, dall’Università del Wisconsin–Madison e dall’American Society of Mammalogists.

Note in calce