Brocklehurst Kammerer Benson 2020
Brocklehurst et al. (2020
- Brocklehurst, N., Kammerer, C. F. & Benson, R. J. 2020. The origin of tetrapod herbivory: effects on local plant diversity. Proc. R. Soc. B 287: 20200124.
Abstract
The origin of herbivory in the Carboniferous was a landmark event in the evolution of terrestrial ecosystems, increasing ecological diversity in animals but also giving them greater influence on the evolution of land plants. We evaluate the effect of early vertebrate herbivory on plant evolution by comparing local species richness of plant palaeofloras with that of vertebrate herbivores and herbivore body size. Vertebrate herbivores became diverse and achieved a much greater range of body sizes across the Carboniferous–Permian transition interval. This coincides with an abrupt reduction in local plant richness that persists throughout the Permian. Time-series regression analysis supports a negative relationship of plant richness with herbivore richness but a positive relationship of plant richness with minimum herbivore body size. This is consistent with studies of present-day ecosystems in which increased diversity of smaller, more selective herbivores places greater predation pressures on plants, while a prevalence of larger bodied, less selective herbivores reduces the dominance of a few highly tolerant plant species, thereby promoting greater local richness. The diversification of herbivores across the Carboniferous–Permian boundary, along with the appearance of smaller, more selective herbivores like bolosaurid parareptiles, constrained plant diversity throughout the Permian. These findings demonstrate that the establishment of widespread vertebrate herbivory has structured plant communities since the late Palaeozoic, as expected from examination of modern ecosystems, and illustrates the potential for fossil datasets in testing palaeoecological hypotheses.
要旨
植食性四肢動物の起源：地域の植物の多様性に対する影響
石炭紀に植食性動物（植物食動物）が起源したことは陸上生態系の進化の中で画期的な出来事であり，これにより動物の生態的な多様性を増加させただけではなく，陸上植物の進化に多大な影響を与えたものであった．本研究では，古植物相における地域の種の多様性と，植食性の脊椎動物の種の多様性や体のサイズとを比較することで，植物の進化に初期の植食性四肢動物が与えた影響を評価する．石炭紀からペルム紀の移行期の間に，植食性の脊椎動物は多様化し，体のサイズの範囲がより大きくなった．これは，地域の植物の多様性の急激な低下と一致し，ペルム紀を通じて持続した．時系列回帰分析の結果，植物の種の豊かさと植食性動物の種の豊かさの間に負の関係があることが支持され，その一方で植物の種の豊かさと植食性動物の体のサイズの最小値との間には正の関係があることが支持された．このことは現生の生態系についての研究結果と一致しており，小型でより選択的な植食性動物の多様性が増加すると植物に対する採食圧が高まる一方で，体が大型で選択的でない植食性動物が優勢になると少数の高い耐性をもつ植物種が優先する度合いが低下し，結果的にその地域の種の豊かさの増加が促進される．ボロサウルス類のような小型でより選択的な植食性動物の出現に加えて，石炭紀からペルム紀の境界の時期の植食性動物の多様化は，ペルム紀全体を通して植物の多様性を抑制した．これらの知見は，現生の生態系に対する調査から予想されるように，植食性の脊椎動物の拡散が古生代後期からの植物群落の構造化を引き起こしたことを示すとともに，古生態学的な仮説の検証に対する化石データの潜在的な可能性を例証するものである．
