The Benefits of Mycorrhizae are Frequency-Dependent: A Case Study With a Non-Mycorrhizal Mutant of <i>Pisum Sativum</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Mutualisms are remarkably common in the plant kingdom. The mycorrhizal association which involves plant roots and soil fungi is particularly common, and found among members of the majority of plant families. This association is a resource-resource mutualism, where plants trade carbon-based compounds for nutrients, such as phosphorus and nitrogen, mined by the fungi. Evolutionary models usually assume that a mutation grants a small number of individual plants the ability to associate with mycorrhizal fungi, and that this subsequently spreads through the population resulting in the evolution of mutualism. This frequency-dependent hypothesis has been difficult to test, because it is rare to have members of the same species that are capable and incapable of forming the mutualism. Here we describe the results of an experiment that took advantage of a mutant pea ( Pisum sativum L. R25) that is incapable of forming mycorrhizal (or rhizobial) associations, and differs from the wildtype ( P. sativum cv. Sparkle) by a single recessive Mendelian allele ( Pssym8 ). We grew each genotype either alone or in every combination of pairwise mixed- or same-genotype. We also present an evolutionary matrix game, which we parameterize from the experimental 15 N results, that allows us to estimate the costs and benefits of the mutualism. We find that there was no difference between R25 and WT when grown with a competitor of the same genotype, but when R25 and WT compete, WT has a significant fitness advantage. From the model, we estimate that the benefit in units of fitness (g pod mass) obtained from direct plant nitrogen uptake is 22.2 g, and mycorrhizae increase this by only 0.6 g. The costs of plant nitrogen uptake are 9.4 g, while the cost of trade with mycorrhizae is 0.1g. From the model and experiment, we conclude that this relatively small cost-benefit ratio of the mycorrhizal association is enough to drive the evolution of mutualism in frequency-dependent selection. However, without the mutant R25 genotype we would not have been able to draw this conclusion. This validation of frequency-dependent evolutionary models is important for continued theoretical development.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».