Back to Search Start Over

Evolution of nutrient acquisition: when space matters

Authors :
Sébastien Barot
Stefan Bornhofen
Simon Boudsocq
Nicolas Loeuille
Xavier Raynaud
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (IEES (UMR_7618 / UMR_D_242 / UMR_A_1392 / UM_113) )
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire QUARTZ (QUARTZ )
Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-SUPMECA - Institut supérieur de mécanique de Paris-Ecole Internationale des Sciences du Traitement de l'Information (EISTI)
Biodiversité et fonctionnement du sol (BIOSOL)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)
Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris)
Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-SUPMECA - Institut supérieur de mécanique de Paris (SUPMECA)-Ecole Internationale des Sciences du Traitement de l'Information (EISTI)
Ecole Internationale des Sciences du Traitement de l'Information (EISTI)
Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-SUPMECA - Institut supérieur de mécanique de Paris (SUPMECA)-Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Ecole Internationale des Sciences du Traitement de l'Information (EISTI)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-SUPMECA - Institut supérieur de mécanique de Paris-Ecole Nationale Supérieure de l'Electronique et de ses Applications (ENSEA)-Ecole Internationale des Sciences du Traitement de l'Information (EISTI)
Source :
Functional Ecology, Functional Ecology, Wiley, 2016, 30 (2), pp.283-294. ⟨10.1111/1365-2435.12494⟩, Functional Ecology, 2016, 30 (2), pp.283-294. ⟨10.1111/1365-2435.12494⟩, Functional Ecology 2 (30), 283-294. (2016)
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; 1. Evolution of nutrient acquisition by plants should depend on two forces: local competition is based on the capacity to exploit the local nutrient resource, and regional competition is based on the capacity to occupy the whole landscape through seed production and dispersal. 2. We build a spatially-explicit simulation model where a limiting nutrient is recycled in each local patch of a lattice by individual plants. The model includes both local and regional competition. 3. Heterogeneity in nutrient availability and dispersal limitation mitigate the effect of competition for the local nutrient resource and allow the evolution of lower rates of nutrient uptake. Our spatially explicit model suggests that evolution in richer ecosystems selects “expensive” strategies (high acquisition, low conservation of resources) compared to poor ecosystems. 4. Low rates of nutrient acquisition can be considered as a form of altruism because they leave more resource available for other individuals. Our model thus suggests that the influence of spatial processes on the evolution of altruism is pervasive and is linked to key aspects of ecosystem functioning. 5. Because our model both includes regional and local competition, evolution does not minimize the availability of mineral nutrient, though evolution or species replacement is often thought to minimize the availability of nutrient. Taken together, our work confirms that the interplay between local and regional competition is critical for the evolution of plant nutrient strategies and its effect on ecosystem properties.

Details

Language :
English
ISSN :
02698463 and 13652435
Database :
OpenAIRE
Journal :
Functional Ecology, Functional Ecology, Wiley, 2016, 30 (2), pp.283-294. ⟨10.1111/1365-2435.12494⟩, Functional Ecology, 2016, 30 (2), pp.283-294. ⟨10.1111/1365-2435.12494⟩, Functional Ecology 2 (30), 283-294. (2016)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....23a1948ecdb68d70d2b4b5429bb06eae
Full Text :
https://doi.org/10.1111/1365-2435.12494⟩