Functional traits of plant roots and Collembola determine their tri‐trophic interactions with soil microbes - Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale
Article Dans Une Revue Functional Ecology Année : 2024

Functional traits of plant roots and Collembola determine their tri‐trophic interactions with soil microbes

Résumé

Abstract Traditionally, leaf litter has been recognized as the main driver of the soil food web, but more recently roots have been shown to play an important role in fuelling soil organisms. Root functional traits were shown to have direct effects on microbes and Nematoda, but many knowledge gaps remain such as the effects of root traits on Collembola. Here, in a microcosm experiment, we studied the tri‐trophic interactions between roots, microbes and Collembola in relation to 10 plant species individually. Eleven root traits were measured to test whether they have an influence on Collembola and microbe community structure and Collembola functional structure based on six traits. The interactions between microbes and Collembola were also tested. Our results show that plant species identity significantly influences the structure of Collembola communities, and this variation is primarily explained by root traits and microbial communities. Collembola feeding traits based on mandibular morphology were useful to identify top‐down control on microbial communities. Our study also suggests that root traits such as fine root length and root diameter modify Collembola–microbe interactions, hypothetically by modifying soil porosity. Overall, we obtained better results by looking at the whole system, rather than looking at bi‐trophic interactions. This illustrates the importance of a holistic approach when studying biotic interactions in soil ecosystems. Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog.
Résumé Traditionnellement, la litière de feuilles est vue comme une des principales sources de nutriments pour les réseaux du sol, mais des études récentes ont démontré que les racines contribuaient de façon importante à l'alimentation des organismes du sol. Il a été démontré que les traits fonctionnels racinaires ont un effet direct sur les microbes et les nématodes, mais plusieurs zones obscures demeurent, entre autres sur l'impact des racines sur les collemboles. Nous avons effectué une expérimentation en mésocosmes pour étudier les interactions tri‐trophiques entre les racines, les microbes et les collemboles en contact avec dix espèces de plantes individuellement. Onze traits racinaires ont été mesuré pour déterminer leur impact sur la structure des communautés de collemboles et de microbes, ainsi que sur la structure fonctionnelle des collemboles en ce basant sur six traits. Les interactions entre les collemboles et les microbes ont également été testées. Nos résultats montrent une influence de l'identité des plantes sur la structure des communautés de collemboles et que la variation entre les communautés peut s'expliquer par une combinaison des traits racinaires et des communautés de microbes. Les traits d'alimentation des collemboles, définis selon la morphologie de leurs mandibules, permettent d'identifier un contrôle trophique des communautés de microbes. Nos résultats suggèrent également que les traits comme la longueur des racines fines et le diamètre racinaire modifient les interactions collemboles‐microbes, probablement par leur impact sur la porosité du sol. Les résultats obtenus sont plus probants quand l'ensemble du système est regardé simultanément, plutôt qu'en décomposant ces composantes en interaction bi‐trophiques, démontrant l'importance d'une approche holistique pour étudier les réseaux trophiques du sol.
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hal-04846745 , version 1 (19-12-2024)

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Pierre‐marc Brousseau, Estelle Forey, Mathieu Santonja, Matthieu Chauvat. Functional traits of plant roots and Collembola determine their tri‐trophic interactions with soil microbes. Functional Ecology, 2024, ⟨10.1111/1365-2435.14714⟩. ⟨hal-04846745⟩
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