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Abstract：
Trade-offs are crucial for species divergence and reproductive isolation. Trade-offs between investment in growth versus defense against herbivores are implicated in tropical forest diversity. Empirically exploring the role of growth-defense trade-offs in closely related species\' reproductive isolation can clarify the eco-evolutionary dynamics through which growth-defense trade-offs contribute to diversity. Costus villosissimus and C. allenii are recently diverged, interfertile, and partially sympatric neotropical understory plant species primarily isolated by divergent habitat adaptation. This divergent adaptation involves differences in growth rate, which may constrain investment in defense. Here, we investigate growth-defense trade-offs and how they relate to the divergent habitat adaptation that isolates these species. We characterize leaf toughness and chemistry, evaluate the feeding preferences of primary beetle herbivores in controlled trials and field-based experiments, and investigate natural herbivory patterns. We find clear trade-offs between growth and defense: slower-growing C. allenii has tougher leaves and higher defensive chemical concentrations than faster-growing C. villosissimus. Costus villosissimus has rapid growth-based drought avoidance, enabling growth in drier habitats with few specialist herbivores. Therefore, growth-defense trade-offs mediate synergistic biotic and abiotic selection, causing the divergent habitat adaptation that prevents most interspecific mating between C. villosissimus and C. allenii. Our findings advance understanding of ecological speciation by highlighting the interplay of biotic and abiotic selection that dictates the outcome of trade-offs.
Los compromisos son cruciales para la divergencia de especies y el aislamiento reproductivo. El compromiso entre crecimiento y defensa contra los herbívoros juega un papel central en la diversidad de los bosques tropicales. Explorar empíricamente el papel de las compromisos entre crecimiento y defensa en el aislamiento reproductivo de especies recientemente divergentes puede aclarar la dinámica ecoevolutiva a través de la cual los compromisos entre crecimiento y defensa contribuyen a la diversidad. Costus villosissimus y C. allenii son dos especies de plantas de sotobosque neotropical que divergieron recientemente, son interfértiles y parcialmente simpátricas, aisladas principalmente por adaptación a hábitates divergentes. Esta adaptación divergente implica diferencias en la tasa de crecimiento, lo que puede limitar la inversión en defensas. Aquí investigamos las compensaciones entre crecimiento y defensa y cómo se relacionan con la adaptación divergente del hábitat que aísla a estas especies. Caracterizamos la dureza y la química de las hojas, evaluamos las preferencias alimenticia de los escarabajos herbívoros en ensayos controlados y experimentos de campo, e investigamos los patrones de herbivoría natural. Encontramos compromisos entre crecimiento y defensa: C. allenii, es de crecimiento lento, tiene hojas más duras y concentraciones de defensas químicas más altas que en C. villosissimus, que presenta un crecimiento rápido. Costus villosissimus evita la sequía usando una estrategia basada en crecimiento rápido que permite el crecimiento en hábitats más secos y con pocos herbívoros especializados. Por lo tanto, las compromisos entre crecimiento y defensa median presiones de selección bióticas y abióticas sinérgicas que causan la adaptación divergente del hábitat que previene la mayoría de entrecruzamientos interespecíficos entre C. villosissimus y C. allenii. Nuestros hallazgos avanzan en la comprensión de la especiación ecológica al resaltar la interacción de la selección biótica y abiótica que dicta el resultado de las compromisos.
Los compromisos son cruciales para la divergencia de especies y el aislamiento reproductivo. El compromiso entre crecimiento y defensa contra los herbívoros juega un papel central en la diversidad de los bosques tropicales. Explorar empíricamente el papel de las compromisos entre crecimiento y defensa en el aislamiento reproductivo de especies recientemente divergentes puede aclarar la dinámica ecoevolutiva a través de la cual los compromisos entre crecimiento y defensa contribuyen a la diversidad. Costus villosissimus y C. allenii son dos especies de plantas de sotobosque neotropical que divergieron recientemente, son interfértiles y parcialmente simpátricas, aisladas principalmente por adaptación a hábitates divergentes. Esta adaptación divergente implica diferencias en la tasa de crecimiento, lo que puede limitar la inversión en defensas. Aquí investigamos las compensaciones entre crecimiento y defensa y cómo se relacionan con la adaptación divergente del hábitat que aísla a estas especies. Caracterizamos la dureza y la química de las hojas, evaluamos las preferencias alimenticia de los escarabajos herbívoros en ensayos controlados y experimentos de campo, e investigamos los patrones de herbivoría natural. Encontramos compromisos entre crecimiento y defensa: C. allenii, es de crecimiento lento, tiene hojas más duras y concentraciones de defensas químicas más altas que en C. villosissimus, que presenta un crecimiento rápido. Costus villosissimus evita la sequía usando una estrategia basada en crecimiento rápido que permite el crecimiento en hábitats más secos y con pocos herbívoros especializados. Por lo tanto, las compromisos entre crecimiento y defensa median presiones de selección bióticas y abióticas sinérgicas que causan la adaptación divergente del hábitat que previene la mayoría de entrecruzamientos interespecíficos entre C. villosissimus y C. allenii. Nuestros hallazgos avanzan en la comprensión de la especiación ecológica al resaltar la interacción de la selección biótica y abiótica que dicta el resultado de las compromisos.
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