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Fungal endosymbionts of grasses, and their effects on multitrophic interactions


Härri, Simone Anne. Fungal endosymbionts of grasses, and their effects on multitrophic interactions. 2007, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

The general topic of my thesis concerns the world of invisible microorganisms or, more specifically, that of endophytic fungi. Endophytic fungi live asymptomatically within the tissues of many plant species. In association with cool-season grasses, these fungi produce herbivore toxic alkaloids. Originally, this symbiosis was assumed to be truly mutualistic, with the fungus obtaining nutrients and shelter from the plant whereas the plant gains protection from herbivores. This concept of a mutualistic relationship was mainly based on studies focusing on the performance of single herbivore species in the presence of endophytes. Natural systems, however, consist of more than plants and herbivores. Thus, including higher trophic levels and using a multitrophic level approach allows us to estimate the effects endophytes may have on complex consumer interaction webs of natural systems. Within multi-species interactions, there are not only direct but also indirect effects to consider. To advance knowledge of the mechanisms by which endophytes and, more generally, variation in plant quality, influence multitrophic interactions and thus community interactions and structure, I investigated in detail the impacts of the interplay of these microorganisms with species at higher trophic levels in an aphid-parasitoid model system.



Gegenstand meiner Dissertation ist die Welt unsichtbarer Mikroorganismen oder spezifischer, die Welt endophytischer Pilze. Endophytische Pilze leben zwischen den Zellen vieler Pflanzenarten, jedoch ohne dass die Pflanzen Symptome zeigen. In Verbindung mit Gräsern produzieren diese Pilze Alkaloide, Substanzen, die auf Herbivoren, also Pflanzenfresser, toxisch wirken. Ursprünglich wurde angenommen, dass diese Symbiose vollkommen mutualistisch ist, da der Pilz von der Pflanze Nahrung und Schutz bekommt und im Gegenzug die Pflanze vor Herbivorie schützt. Dieses Konzept einer mutualistischen Beziehung begründete sich hauptsächlich auf Studien, die nur einzelne Herbivorenarten auf ihre Performance in Gegenwart des endophytischen Pilzes in Betracht zogen. Aber natürliche Systeme bestehen nicht nur aus Pflanzen und Herbivoren. Darum ist es wichtig, auch höhere trophische Ebenen in Untersuchungen einzubeziehen. Der multi-trophische Ansatz erlaubt es, die Effekte von Endophyten auf komplexe Nahrungsnetze genauer zu bestimmen. Innerhalb multi-trophischer Systeme gibt es nicht nur direkte, sondern auch indirekte Interaktionen. Um besser zu verstehen, wie Endophyten und allgemein Veränderungen in der Pflanzenqualität, multi-trophische Interaktionen und die Struktur von Nahrungsnetzen beeinflussen, studierte ich im Detail den Einfluss dieser Mikroorganismen und das Zusammenspiel mit höheren trophischen Ebenen in einem Blattlaus-Parasitoiden Modellsystem.

Abstract

The general topic of my thesis concerns the world of invisible microorganisms or, more specifically, that of endophytic fungi. Endophytic fungi live asymptomatically within the tissues of many plant species. In association with cool-season grasses, these fungi produce herbivore toxic alkaloids. Originally, this symbiosis was assumed to be truly mutualistic, with the fungus obtaining nutrients and shelter from the plant whereas the plant gains protection from herbivores. This concept of a mutualistic relationship was mainly based on studies focusing on the performance of single herbivore species in the presence of endophytes. Natural systems, however, consist of more than plants and herbivores. Thus, including higher trophic levels and using a multitrophic level approach allows us to estimate the effects endophytes may have on complex consumer interaction webs of natural systems. Within multi-species interactions, there are not only direct but also indirect effects to consider. To advance knowledge of the mechanisms by which endophytes and, more generally, variation in plant quality, influence multitrophic interactions and thus community interactions and structure, I investigated in detail the impacts of the interplay of these microorganisms with species at higher trophic levels in an aphid-parasitoid model system.



Gegenstand meiner Dissertation ist die Welt unsichtbarer Mikroorganismen oder spezifischer, die Welt endophytischer Pilze. Endophytische Pilze leben zwischen den Zellen vieler Pflanzenarten, jedoch ohne dass die Pflanzen Symptome zeigen. In Verbindung mit Gräsern produzieren diese Pilze Alkaloide, Substanzen, die auf Herbivoren, also Pflanzenfresser, toxisch wirken. Ursprünglich wurde angenommen, dass diese Symbiose vollkommen mutualistisch ist, da der Pilz von der Pflanze Nahrung und Schutz bekommt und im Gegenzug die Pflanze vor Herbivorie schützt. Dieses Konzept einer mutualistischen Beziehung begründete sich hauptsächlich auf Studien, die nur einzelne Herbivorenarten auf ihre Performance in Gegenwart des endophytischen Pilzes in Betracht zogen. Aber natürliche Systeme bestehen nicht nur aus Pflanzen und Herbivoren. Darum ist es wichtig, auch höhere trophische Ebenen in Untersuchungen einzubeziehen. Der multi-trophische Ansatz erlaubt es, die Effekte von Endophyten auf komplexe Nahrungsnetze genauer zu bestimmen. Innerhalb multi-trophischer Systeme gibt es nicht nur direkte, sondern auch indirekte Interaktionen. Um besser zu verstehen, wie Endophyten und allgemein Veränderungen in der Pflanzenqualität, multi-trophische Interaktionen und die Struktur von Nahrungsnetzen beeinflussen, studierte ich im Detail den Einfluss dieser Mikroorganismen und das Zusammenspiel mit höheren trophischen Ebenen in einem Blattlaus-Parasitoiden Modellsystem.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Müller Christine B, Faeth Stanley H, Godfray Charles J, Hector Andrew, Leuchtmann Adrian
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Evolutionary Biology and Environmental Studies
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
590 Animals (Zoology)
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2007
Deposited On:16 Jan 2009 10:46
Last Modified:24 Sep 2019 15:44
Number of Pages:198
Additional Information:Enthält Sonderdrucke
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005539076&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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