Food web consequences of thermal asymmetries. (1st June 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Gibert, Jean P.; Grady, John M.; Dell, Anthony I.
• Is Part Of: Functional ecology. Volume 36:Number 8(2022)
• Page Start: 1887
• Page End: 1899
• Publication Date: 2022-06-01
• Subjects: activation energies -- communities -- food web thermal responses -- global warming -- temperature responses -- temperature sensitivities; Ecology -- Periodicals; 574.505
• DOI: 10.1111/1365-2435.14091
• Languages: English
• ISSNs: 0269-8463

Abstract

Abstract: Understanding how food webs will respond to globally rising temperatures is a pressing issue. Temperature effects on food webs are likely underpinned by differences in the thermal sensitivity of consumers and resources, or thermal asymmetries. We identify three sources of asymmetry in the rising portion of thermal performance curves: inter‐ thermy variation across thermoregulatory groups, intra‐ thermy variation within a thermoregulatory group and rate ‐dependent variation in how different ecological rates respond to temperature. We use a large empirical dataset on thermal sensitivities across thermoregulatory groups to explore how prevalent thermal asymmetries are in real consumer–resource interactions. We then develop theory to illustrate how food web temperature responses are mediated by the magnitude and direction of these thermal asymmetries. We use this model to show possible conditions under which food webs could respond to warming as currently expected, and when that may not be the case. Our results suggest that inter ‐thermy, intra ‐thermy and rate ‐dependent asymmetries are likely common in natural food webs. We show how all thermal asymmetries have important effects on species abundances across trophic levels as well as the maximum trophic position in the food web. Both the direction of the asymmetries (i.e. which species respond more strongly) and their magnitude (the difference in thermal responses) determine the temperature response of the food web and, consistent with current expectations, top predator abundance almost always declines with temperature, even though maximum trophic position may increase. While our model shows that food web temperature responses can be varied, much of this variation can be explained by considering thermal asymmetries. Our study provides new data and theoretical insights into the widely varying food web effects of warming observed in laboratory, experimental and observational settings, and clarifies how predator and prey thermal ecology may influence overall food web responses in a changing world. Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog. Abstract : Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog. Resumen: Entender como las redes tróficas responderán al aumento global en la temperatura ambiente es un importante problema en Ecología. Los efectos de la temperatura en las redes tróficas probablemente dependan de diferencias en la sensibilidad térmica de consumidores in recursos, también conocidas como asimetrías térmicas. En este trabajo identificamos tres fuentes de asimetrías térmicas en la porción inicial (o creciente) de las curvas de respuesta térmica ( Temperature Performance Curves ) a las que llamamos: variación inter‐térmica, que ocurre entre organismos de diferentes grupos termorregulatorios, variación intra‐térmica, entre organismos del mismo grupo termorregulatorio, o variación dependiente de tasa, que ocurre entre organismos para los cuales distintas tasas (o características) ecológicas responden de forma distinta. Usamos un enorme set de datos empíricos sobre sensibilidades térmicas que incluye organismos de todos los grupos termorregulatorios y exploramos qué tan prevalentes son las asimetrías térmicas en interacciones consumidor‐recurso reales. Luego desarrollamos modelos matemáticos para ilustrar como la respuesta de las redes tróficas a un aumento en las temperaturas es mediado por la magnitud y la dirección de estas asimetrías térmicas. Utilizamos nuestro modelo para mostrar en qué situaciones las respuestas de las redes tróficas al aumento en la temperatura son como esperado por el paradigma actual, y cuando eso no sucedería. Nuestros resultados sugieren que asimetrías inter‐térmicas, intra‐térmicas, y dependientes de tasa, probablemente sean comunes en redes tróficas naturales. También mostramos que todas las formas de asimetría térmica tienen importantes efectos en la abundancia de las especies a través de los distintos niveles tróficos, como también en el máximo nivel trófico de estas redes de interacción. Tanto la dirección de la asimetría (definido como qué especie, consumidor o recurso, responde más fuertemente a un aumento en la temperatura) como la magnitud de la asimetría (definida como la diferencia en la respuesta del par de organismos que interactúan) determinan la respuesta al aumento en la temperatura de la red como un todo, y, consistente con predicciones del paradigma actual, suelen llevar a un declive en la abundancia de los depredadores tope, aún cuando el máximo nivel trófico pueda aumentar. Nuestro modelo muestra que las respuestas de las redes tróficas a un aumento en la temperatura pueden ser variadas, aunque mucha de esta variación puede ser explicada teniendo en cuenta la existencia de asimetrías térmicas. Nuestro estudio provee nuevos datos y resultados teóricos que ayudan a esclarecer el por qué de las respuestas variadas de las redes tróficas a un aumento en la temperatura observadas en el campo y en el laboratorio, y esclarece como la ecología térmica de consumidores y recursos influye en la respuesta de las redes tróficas en un contexto de cambio climático global.