Local food webs result from a sequence of colonisations and extinctions by species from the regional pool or metaweb, that is, the assembly process. Assembly is theorised to be a selective process: whether or not certain species or network structures can persist is partly determined by local processes including habitat filtering and dynamical constraints. Consequently, local food web structure should reflect these processes. The goal of this study was to test evidence for these selective processes by comparing the structural properties of real food webs to the expected distribution given the metaweb. We were particularly interested in ecological dynamics; if the network properties commonly associated with dynamical stability are indeed the result of stability constraints, then they should deviate from expectation in the direction predicted by theory. To create a null expectation, we used the novel approach of randomly assembling model webs by drawing species and interactions from the empirical metaweb. The assembly model permitted colonisation and extinction, and required a consumer species to have at least one prey, but had no habitat type nor population dynamical constraints. Three datasets were used: (a) the marine Antarctic metaweb, with two local food webs; (b) the 50 lakes of the Adirondacks; and (c) the arthropod community from Florida Keys' classic defaunation experiment. Contrary to our expectations, we found that there were almost no differences between empirical webs and those resulting from the null assembly model. Few empirical food webs showed significant differences with network properties, motif representations and topological roles. Network properties associated with stability did not deviate from expectation in the direction predicted by theory. Our results suggest that-for the commonly used metrics we considered-local food web structure is not strongly influenced by dynamical nor habitat restrictions. Instead, the structure is inherited from the metaweb. This suggests that the network properties typically attributed as causes or consequences of ecological stability are instead a by-product of the assembly process (i.e. spandrels), and may potentially be too coarse to detect the true signal of dynamical constraint.
Las redes tróficas locales son el resultado de una secuencia de eventos de colonización y extinción de especies que provienen del conjunto regional de especies o metaweb, es decir, el proceso de ensamble. Se teoriza que el ensamble es un proceso selectivo: si ciertas especies o estructuras de red pueden persistir o no está determinado en parte por procesos locales, incluido el filtrado del hábitat y las limitaciones dinámicas. En consecuencia, la estructura de la red trófica local debe reflejar estos procesos. El objetivo de este estudio fue analizar la evidencia de estos procesos selectivos comparando las propiedades estructurales de redes tróficas empíricas (locales) con la distribución esperada dada la metaweb. Nuestro particular interés fue la dinámica ecológica: si las propiedades de la red comúnmente asociadas con la estabilidad dinámica son el resultado de restricciones de estabilidad, entonces deberían desviarse de las expectativas en la dirección predicha por la teoría. Para crear una expectativa nula utilizamos el enfoque novedoso de ensamblar redes utilizando un modelo estocástico o ‘modelo de ensamble nulo’ que extrae especies e interacciones de una metaweb empírica. El modelo de ensamble incluye colonización y extinción, y requiere que los consumidores tengan al menos una presa, pero no tiene restricciones acerca del tipo de hábitat ni de dinámica de poblaciones. Se utilizaron tres conjuntos de datos: (a) la metaweb antártica marina, con 2 redes tróficas locales; (b) los 50 lagos de Adirondacks; y (c) la comunidad de artrópodos del experimento clásico de defaunación de los Cayos de la Florida. Contrariamente a lo esperado, encontramos que casi no hubo diferencias entre las redes empíricas (locales) y las resultantes del modelo de ensamble nulo. Pocas redes tróficas empíricas mostraron diferencias significativas con las propiedades de la red, los motivos y los roles topológicos. Las propiedades de la red asociadas con la estabilidad no se desviaron de las expectativas en la dirección predicha por la teoría. Nuestros resultados sugieren que-para las métricas de uso común que consideramos-la estructura de la red trófica local no está fuertemente influenciada por restricciones dinámicas o de hábitat. En cambio, la estructura se hereda de la metaweb. Esto sugiere que las propiedades de la red típicamente atribuidas como causas o consecuencias de la estabilidad ecológica son, en cambio, un subproducto del proceso de ensamble y podrían no tener la suficiente potencia para detectar la verdadera señal de restricción dinámica.
Keywords: Metaweb; ecological network assembly; food web structure; modularity; motif; network assembly model; null models; topological roles.
© 2022 British Ecological Society.