Evaluation of alternative prey-, predator-, and ratio-dependent functional response models in a zooplankton microcosm

Christina M. Prokopenko, Katrine Turgeon, John M. Fryxell
2017 Canadian Journal of Zoology  
There is strenuous debate among ecologists regarding the inclusion of predator density into the originally preydependent functional response. We provided comprehensive empirical comparisons of alternative functional response models for the predatory ostracod Heterocypris incongruens (Ramdohr, 1808) and the rotifer Brachionus calyciflorus (Pallas, 1766) as its prey in small freshwater microcosms. Prey killed was measured at factorial combinations of four predator densities and five prey
more » ... five prey densities, and was recorded at 3 min intervals over 60 min experiments. To support the potential effect of predator interference on per capita kill rate, we recorded ostracod activity and aggression. Kill rate increased following a saturating function with increasing prey density and decreased with increasing predator density. Model evaluation using an information-theoretic approach indicated that the Arditi-Ginzburg type II ratio-dependent model performed best, followed by the Arditi-Akcakaya and Beddington-DeAngelis type II predator-dependent models, suggesting that predator interference was important in predicting kill rates. Interference among predators increased and their activity decreased with increasing predator density, providing confirmation that interference was responsible for the predator-dependent effect. By combining a microcosm experiment and behavioral observations, our results suggest that predator interference at realistic population densities influences ostracod kill rates and this form of interference was best accommodated by predator-dependent models. Résumé : Un débat houleux existe chez les écologistes concernant l'inclusion de la densité des prédateurs dans la réponse fonctionnelle initialement dépendante des proies. Nous présentons des comparaisons empiriques exhaustives de différents modèles de réponse fonctionnelle pour l'ostracode prédateur Heterocypris incongruens (Ramdohr, 1808) et le rotifère Brachionus calyciflorus Pallas, 1766, sa proie, dans de petits microcosmes d'eau douce. Le nombre de proies tuées a été mesuré pour des combinaisons factorielles de quatre densités de prédateurs et cinq densités de proies, et a été enregistré toutes les 3 min durant des expériences de 60 min. Pour appuyer un éventuel effet de l'interférence entre prédateurs sur le taux d'élimination par individu, nous avons enregistré l'activité et l'agressivité des ostracodes. Le taux d'élimination augmentait avec la densité de proies selon une courbe de saturation et diminuait quand la densité de prédateurs augmentait. L'évaluation des modèles par une approche de théorie de l'information indique que le modèle dépendant du rapport Arditi-Ginzburg de type II donne les meilleurs résultats, suivi par les modèles dépendants des prédateurs Arditi-Akcakaya et Beddington-DeAngelis de type II, donnant à penser que l'interférence entre prédateurs est importante pour la prédiction des taux d'élimination. L'interférence entre prédateurs augmente et leur activité diminue parallèlement à l'augmentation de la densité de prédateurs, ce qui confirme que l'interférence est responsable de l'effet dépendant des prédateurs. En combinant une expérience en microcosme et des observations comportementales, nos résultats semblent indiquer que l'interférence entre prédateurs à des densités réalistes influence les taux d'élimination des ostracodes, et des modèles dépendants des prédateurs représentent le mieux cette forme d'interférence. [Traduit par la Rédaction] Published by NRC Research Press Can. J. Zool. Downloaded from www.nrcresearchpress.com by MCGILL UNIVERSITY on 03/24/17 For personal use only. 180 Can. J. Zool. Vol. 95, 2017 Published by NRC Research Press Can. J. Zool. Downloaded from www.nrcresearchpress.com by MCGILL UNIVERSITY on 03/24/17 For personal use only. Can. J. Zool. Vol. 95, 2017 Published by NRC Research Press Can. J. Zool. Downloaded from www.nrcresearchpress.com by MCGILL UNIVERSITY on 03/24/17 For personal use only.
doi:10.1139/cjz-2016-0106 fatcat:kjcaexejzzayxkinz73juoxepy