Risky in the tropics It is well known that diversity increases toward the tropics. Whether this increase translates into differences in interaction rates among species, however, remains unclear. To simplify the problem, Roslin et al. tested for predation rates by using a single approach involving model caterpillars across six continents. Predator attack rates were higher toward the equator, but only for arthropod predators. Science , this issue p. 742

Abstract The trophic interactions between plants, insect herbivores and their predators are complex and prone to trophic cascades. Theory predicts that predators increase plant biomass by feeding on herbivores. However, it remains unclear whether different types of predators regulate herbivores to the same degree, and how intraguild predation impacts these trophic interactions. Specifically, we lack a more comprehensive look at the effects of various groups of predators on a global scale. Here we report a meta-analysis of 486 experiments gathered from 157 publications reporting the effect of insectivorous vertebrates (birds and bats) and ants on abundances of predatory (spiders, ants, others) and herbivorous (chewers and others) arthropods; on arthropod richness and plant damage. Generally, the absence of vertebrate predators led to the increase of predatory arthropods by 18%, herbivorous arthropods by 75%, and plant damage by 47%. In contrast, after the removal of ants, the increase in the abundances of other predatory arthropods did not compensate for missing ants, herbivore arthropods increased their abundances by 53%, and plant damage increased by 146%. The effects of ant exclosures were stronger in communities at lower elevations and latitudes, while we did not detect any clear geographical patterns in the effect of vertebrate exclosures. Neither precipitation nor NDVI had a significant impact on most of the measured effects, and the effect of exclosures was robust for both plant growth forms and different habitat types. We found vertebrate insectivores to be the more dominant predators of arthropods, but we detected that the strength of their trophic cascades was weakened by intraguild predation. On the other hand, we found that although ants were relatively less dominant as predators, and their influence was detectable only in the most productive sites, the effect of trophic cascades on plants they caused was stronger than that of vertebrate insectivores.

Abstract Gut microbial communities are complex and heterogeneous and play critical roles for animal hosts. Early-life disruptions to microbiome establishment can negatively impact host fitness and development. However, the consequences of such early-life disruptions are unknown in wild birds. To help fill this gap, after validating the disruptive influence of antibiotic and probiotic treatments on the gut microbiome in adult Great tits ( Parus major ) (efficacy experiment), we investigated the effect of continuous early-life gut microbiome disruptions on the establishment and development of gut communities in wild Great and Blue tit ( Cyanistes caeruleus ) nestlings (field experiment). Despite negative impacts of treatments on microbial alpha and beta diversities in the efficacy experiment, treatment did not affect the composition of nestling microbiomes in the field experiment. Independent of treatment, nestling gut microbiomes of both species grouped by brood, sharing high numbers of bacterial taxa with both the nest environment and their mother. The distance between nests increased inter-brood microbiome dissimilarity, but only in Great tits, indicating species-specific influence of environment on microbiomes. The strong maternal effect, driven by continuous recolonization from the nest environment and vertical transfer of microbes during feeding thus appear to provide resilience towards early-life disruptions in nestling gut microbiomes.

Abstract Papua New Guinea is home to >10% of the world’s languages and rich and varied biocultural knowledge, but the future of this diversity remains unclear. We measured language skills of 6,190 students speaking 392 languages (5.5% of the global total) and modelled their future trends, using individual-level variables characterizing family language use, socio-economic conditions, student’s skills, and language traits. This approach showed that only 58% of the students, compared to 91% of their parents, were fluent in indigenous languages, while the trends in key drivers of language skills (language use at home, proportion of mixed-language families, urbanization, students’ traditional skills) predicted accelerating decline of fluency, to an estimated 26% in the next generation of students. Ethnobiological knowledge declined in close parallel with language skills. Varied medicinal plant uses known to the students speaking indigenous languages are replaced by a few, mostly non-native species for the students speaking English or Tok Pisin, the national lingua franca. Most (88%) students want to teach indigenous language to their children. While crucial for keeping languages alive, this intention faces powerful external pressures as key factors (education, cash economy, road networks, urbanization) associated with language attrition are valued in contemporary society. Significance Statement Around the world, more than 7,000 languages are spoken, most of them by small populations of speakers in the tropics. Globalization puts small languages at a disadvantage, but our understanding of the drivers and rate of language loss remains incomplete. When we tested key factors causing language attrition among Papua New Guinean students speaking 392 different indigenous languages, we found an unexpectedly rapid decline in their language skills compared to their parents and predicted further acceleration of language loss in the next generation. Language attrition was accompanied by decline in the traditional knowledge of nature among the students, pointing to an uncertain future for languages and biocultural knowledge in the most linguistically diverse place on Earth.

ABSTRACT Over the past decades, elevational gradients have become a powerful tool with which to understand the underlying cause(s) of biodiversity. The Mt. Wilhelm elevational transect is one such example, having been used to study the birds, insects, and plants of Papua New Guinea (PNG). However, a survey of mammals from this forest elevational transect was lacking. We thus aimed to investigate patterns in the community structure and species richness of bats (Chiroptera) along the transect, link the species to available regional data, and explain the observed patterns by including environmental characteristics. Bat communities were surveyed between 200 m and a timberline at 3,700 m a.s.l. at eight study sites separated by 500 m in elevation. We conducted mist-netting and acoustic surveys to detect and identify species at each site. Regional data were compiled to compare local with regional diversity. Finally, biotic (i.e., food availability, habitat features) and abiotic (i.e., mean daily temperature, available land area) factors were included in our analyses to disentangle the ecological drivers underlying bat diversity. Results revealed that species richness decreases with ascending elevation and was best explained by a corresponding decrease in both area and temperature. We also observed community turnover along the transect at local and regional scales, along with the increase of species’ elevational ranges. Consequently, despite that the study was restricted to one mountain in PNG, it demonstrates how basic inventory surveys can be used to address ecological questions in other similar and undisturbed tropical mountains.

Abstract Birds, bats and ants are recognised as significant arthropod predators. However, empirical studies reveal inconsistent trends in their relative roles in top‐down control across strata. Here, we describe the differences between forest strata in the separate effects of birds, bats and ants on arthropod densities and their cascading effects on plant damage. We implemented a factorial design to exclude vertebrates and ants in both the canopy and understorey. Additionally, we separately excluded birds and bats from the understorey using diurnal and nocturnal exclosures. At the end of the experiments, we collected all arthropods and assessed herbivory damage. Arthropods responded similarly to predator exclusion across forest strata, with a density increase of 81% on trees without vertebrates and 53% without both vertebrates and ants. Additionally, bird exclusion alone led to an 89% increase in arthropod density, while bat exclusion resulted in a 63% increase. Herbivory increased by 42% when vertebrates were excluded and by 35% when both vertebrates and ants were excluded. Bird exclusion alone increased herbivory damage by 28%, while the exclusion of bats showed a detectable but non‐significant increase (by 22%). In contrast, ant exclusion had no significant effect on arthropod density or herbivory damage across strata. Our results reveal that the effects of birds and bats on arthropod density and herbivory damage are similar between the forest canopy and understorey in this temperate forest. In addition, ants were not found to be significant predators in our system. Furthermore, birds, bats and ants appeared to exhibit antagonistic relationships in influencing arthropod density. These findings highlight, unprecedentedly, the equal importance of birds and bats in maintaining ecological balance across different strata of a temperate forest.

Abstract The El Niño 2015 event, most extreme since 1997, led to severe droughts in tropical wet Papua New Guinea (PNG), reducing May to October dry season rainfall by - 75% in the lowlands and 25% in the highlands. Such droughts are likely to have significant effects on terrestrial ecosystems, but they have been poorly explored in Papua New Guinea. Here we report changes in bird community composition prior, during and after 2015 El Niño event along the elevational gradient ranging from 200 m to 2,700 m a.s.l. at the Mt. Wilhelm rainforest in PNG. The abundance of birds in lowlands dropped by 60% but increased by 40% at elevations above 1700m during El Niño year. In the following year, the individual bird species reached mean population sizes similar to pre-El Niño years but did not fully recover. Species richness roughly followed the pattern of observed abundance and quickly and fully re-established after the event to the pre-El Niño values. Thus, at least some terrestrial birds seem to react quickly to the extreme droughts in lowlands and shifted to less affected mountain habitats. We recorded upper elevational range limits to shifts by more than 500m asl in 22 bird species (out of 237 recorded in total) during El Niño year, in contrast to their typical ranges. Our study suggests that a strong El Niño event can have strong but reversible effects on bird communities as long as they have an opportunity to move to more favourable sites through undisturbed habitats.

Birds, bats, and ants are recognized as significant arthropod predators. However, empirical studies reveal inconsistent trends in their relative roles in top-down control across strata. Here, we describe the differences between forest strata in the separate effects of birds, bats, and ants on arthropod communities and their cascading effects on plant damage. We implemented a factorial design to exclude vertebrates and ants in both the canopy and understory. Additionally, we separately excluded birds and bats from the understory using diurnal and nocturnal exclosures. At the end of the experiments, we collected all arthropods and assessed herbivory damage. Arthropods responded similarly to predator exclusion across forest strata, with a density increase of 81% on trees without vertebrates and 53% without both vertebrates and ants. Additionally, bird exclusion alone led to an 89% increase in arthropod density, while bat exclusion resulted in a 63% increase. Herbivory increased by 42% when vertebrates were excluded and by 35% when both vertebrates and ants were excluded. Bird exclusion alone increased herbivory damage by 28%, while the exclusion of bats showed a detectable but non-significant increase (by 22%). In contrast, ant exclusion had no significant effect on arthropod density or herbivory damage across strata. Our results reveal that the effects of birds and bats on arthropod density and herbivory damage are similar between the forest canopy and understory in this temperate forest. In addition, ants were not found to be significant predators in our system. Furthermore, birds, bats, and ants appeared to exhibit antagonistic relationships in influencing arthropod density. These findings highlight, unprecedentedly, the equal importance of birds and bats in maintaining ecological balance across different strata of a temperate forest.

Abstract Aim Climate is a major driver of large scale variability in biodiversity, as a likely result of more intense biotic interactions under warmer conditions. This idea fuelled decades of research on plant-herbivore interactions, but much less is known about higher-level trophic interactions. We addressed this research gap by characterizing both bird diversity and avian predation along a climatic gradient at the European scale. Location Europe. Taxon Insectivorous birds and pedunculate oaks. Methods We deployed plasticine caterpillars in 138 oak trees in 47 sites along a 19° latitudinal gradient in Europe to quantify bird insectivory through predation attempts. In addition, we used passive acoustic monitoring to (i) characterize the acoustic diversity of surrounding soundscapes; (ii) approximate bird abundance and activity through passive acoustic recordings and (iii) infer both taxonomic and functional diversity of insectivorous birds from recordings. Results The functional diversity of insectivorous birds increased with warmer climates. Bird predation increased with forest cover and bird acoustic activity but decreased with mean annual temperature and functional richness of insectivorous birds. Contrary to our predictions, climatic clines in bird predation attempts were not directly mediated by changes in insectivorous bird diversity or acoustic activity, but climate and habitat still had independent effects on predation attempts. Main conclusions Our study supports the hypothesis of an increase in the diversity of insectivorous birds towards warmer climates, but refutes the idea that an increase in diversity would lead to more predation and advocates for better accounting for activity and abundance of insectivorous birds when studying the large-scale variation in insect-tree interactions.

Experimental studies of biotic interactions in real field conditions are essential to understand the structure and functioning of ecological networks. The use of artificial caterpillars to mimic actual prey availability is generally seen as a standard approach to compare the activity and diversity of predators along environmental gradients. Yet, even with standardized material and procedures, biases may still affect data from multiple observers with different expertise. We used pictures of artificial caterpillars with or without various predation marks, in an online survey that was targeted for the participants of the project, to evaluate the reliability of predation marks identification made by non-scientists and by scientists with and without previous experience in predation mark identification. Pictures of artificial caterpillars displayed typical marks left by birds, mammals and arthropods, as well as non-predation marks (‘false positive’). 357 respondents scanned 7140 pictures of these pictures. Self-declared scientists were more confident and accurate in their observations than non-scientists, but the differences in correct identifications among scientists and non-scientists were low. Self-declared scientists with previous experience were also more accurate than scientists without previous experience, while there were no differences in self-confidence among scientists with and without previous experience. Accuracy in predation mark identification did not differ among types of predators, but respondents were more keen to identify marks left by birds or mammals than arthropods. Our results have practical implications for the design of multi-observer projects relying on artificial caterpillars as a proxy to assess predation intensity, in particular in the context of citizen science.