The importance of invertebrates on fungi in dead wood

Abstract

Dead wood is an important energy source in boreal forests and it hosts a high biodiversity dominated by fungi and invertebrates. Wood decay fungi are the initial decomposers of dead wood and invertebrates interact with them by, for instance, feeding on sporocarps (fungal fruit bodies) or dispersal of fungal spores. In this thesis, we investigate the interactions between fungi and invertebrates in dead wood and, specifically, look at how invertebrates affect wood decay fungi. In paper I, we consider the effects invertebrates have on fungal communities in aspen wood using DNA metabarcoding combined with an in-field invertebrate exclusion experiment. Exclusion affected fungal communities after 4.5 years of decomposition, even though the exclusion had ceased 3 years prior. We identified fungal OTUs that contributed to this compositional difference: some seemingly benefitted from invertebrate exclusion, while other were hampered by it. In paper II and III, we look at invertebrates on sporocarps of the keystone fungi Fomitopsis pinicola. Beetles were collected on sporocarps and newly felled spruce logs and put on unmated fungal cultures. We then showed that the beetles may provide directed dispersal of viable F. pinicola spores, on their exoskeletons and through their digestive tracts (paper II). Invertebrate activity on F. pinicola sporocarps was investigated and quantified by the use of time-lapse cameras (paper III). Beetles were the most common visitors, followed by true flies, spiders, slugs and centipedes. We combined the data from paper II and III to present a first estimate of three beetles species’ spore dispersal effectiveness. Different invertebrate taxa varied in their visitation patterns and this could affect their potential as spore dispersers. In paper IV, we use DNA metabarcoding to identify arthropod communities inside living sporocarps of eleven species of wood decay fungi. We identified a diverse and host-specific community of arthropod OTUs which was structured by sporocarp traits (paper IV). We speculate that this specificity is because the fungi invest in physical and chemical defence to deter harmful fungivores. Fungivory is common among invertebrates in dead wood, but we know little of how it affects fungal fitness. Furthermore, as we have shown that fungivores could also disperse fungal spores, both mutualistic and antagonistic interactions must be considered if we are to fully understand how invertebrates affect wood decay fungi.

Død ved er en viktig energikilde i boreale skoger og danner grunnlag for et stort biologisk mangfold dominert av sopp og invertebrater. Vednedbrytende sopp sørger for den initielle nedbrytninga av død ved og invertebrater kan interagere med soppen ved, for eksempel, å spre soppsporer eller spise sporokarper (soppens fruktlegemer). I denne oppgava har vi sett på interaksjonene mellom sopp og invertebrater i død ved, spesifikt hvordan invertebrater påvirker vednedbrytende sopp. I artikkel I brukte vi DNA-strekkoding og et ekslusjonseksperiment for å undersøke hvordan invertebrater påvirker soppsamfunnet i ospeved. Ekslusjon av invertebrater påvirket soppsamfunnet etter 4 ½ år med nedbrytning, selv om eksperimentet endte 3 år tidligere (artikkel I). I tillegg identifiserte vi sopp-OTUer som ble positivt eller negativt påvirket av eksklusjonen. I artikkel II samlet vi biller på rødrandkjuke og nylig hogde granstubber og kultiverte dem på uparret mycel. Vi fant ut at biller kan bidra til direkte spredning av vednedbrytende sopp. I artikkel III brukte vi kamerateknologi for å se på aktiviteten til invertebrater på sporokarper av rødrandkjuke. De vanligste invertebratene var biller, fulgt av tovinger, edderkopper, snegler og skolopendere. Vi kombinerte data fra artikkel II og III og regnet ut tre billers sporespredningseffektivitet. Ettersom ulike invertebrater varierte i deres besøksmønstre kan dette påvirke hvor effektive de eventuelt vil være som sporespredere. I artikkel IV brukte vi DNA-strekkoding for å identifisere artropodesamfunn i sporokarpene til elleve arter vednedbrytende sopp. Vi fant et diverst og vertsspesifikt samfunn. Vi diskuterer hvorvidt denne spesifisiteten kan være et resultat av soppens kjemiske og fysiske forsvar. Dette ville isåfall indikert at soppspisende invertebrater påvirker soppens fitness, men det må forskes mer på dette temaet for å trekke videre konklusjoner, ikke minst fordi resultatene våre viser at soppspisere også kan ha positive effekter på sopp i død ved.