Omnivores as plant bodyguards—A model of the importance of plant quality

The importance of omnivores in ecological systems is increasingly being recognized, not least due to their intensified use as biocontrol agents in crop production. We model a simple plant–herbivore–omnivore (predator) system to explore the effects of plant suitability as food for omnivores on the outcome of omnivore–herbivore interactions. The model predicts that increasing plant suitability relative to herbivore suitability for the omnivore will catalyze the extinction of herbivores or omnivores, depending on the relative growth rate of omnivores feeding solely on plants or herbivores. When omnivore growth is higher on plants, either the omnivore or the herbivore goes extinct. When omnivore growth is higher on herbivores, the possible consequences are extinction, stable coexistence, and limit cycles, depending on the combination of species properties. Our results suggest that plants in some situations may evolve towards becoming more suitable to omnivores to escape detrimental herbivores and that breeders could manipulate crop suitability to omnivore species to reach a desired outcome of omnivore–herbivore interactions. Die Bedeutung von Omnivoren in ökologischen Systemen findet zunehmende Beachtung, nicht zuletzt wegen der verstärkten Nutzung als natürliche Feinde von Schädlingen in der Landwirtschaft. Wir formulierten ein einfaches Pflanze-Herbivor-Omnivor(Räuber)-System, um den Einfluss der Eignung der Pflanze als Nahrung für Omnivoren auf das Ergebnis von Omnivoren-Herbivoren-Interaktionen zu erkunden. Das Modell sagt voraus, dass zunehmende Eignung der Pflanze für den Omnivoren relativ zur Eignung des Herbivoren das Aussterben des Herbivoren oder des Omnivoren bewirken wird, abhängig von der Wachstumsrate des Omnivoren, wenn er nur Pflanzen bzw. Herbivoren frisst. Wenn das Wachstum des Omnivoren bei pflanzlicher Nahrung höher ist, sterben entweder der Omnivore oder der Herbivore aus. Wenn das Wachstum des Omnivoren bei tierischer Kost größer ist, sind die möglichen Folgen Aussterben, stabile Koexistenz oder Grenzzyklen, jeweils in Abhängigkeit von der Kombination der Eigenschaften der Arten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich Pflanzen in bestimmten Situationen so entwickeln könnten, dass sie für den Omnivoren geeigneter werden, um so schädliche Herbivoren zu vermeiden. Züchter könnten die Eignung von Nutzpflanzen für omnivore Arten so beeinflussen, dass das gewünschte Ergebnis der Omnivoren-Herbivoren-Interaktionen erreicht wird.