Is the relationship between population density and body size consistent across independent studies? A meta-analytical approach

Abstract

The Energetic Equivalence Rule (EER) is a controversial issue in ecology. This rule states that the amount of energy that each species uses per unit of area is independent of its body size. Here, we perform a meta-analytical procedure to combine and compare the slopes of population density and body size relationships across independent studies of mammals and birds. We then compared a distribution of 50,000 bootstrap combined slopes with the expected slope (b = -0.75) under the EER. The combined slopes obtained for mammals and birds separately were -0.755 and -0.321, respectively. The homogeneity hypothesis (i. e. within studies the slopes differ by no more than would be expected due sampling variation) was rejected in both cases. So, EER cannot be supported since the use of an exponent of -0.75 is, in fact, an oversimplification. Significant heterogeneity of slopes within each group (mammals and birds) is an indicator of inferential problems related with variation in body size, spatial scale, the regression model adopted and phylogenetic relationships among species. So, we consider that questions regarding the estimation and validity of slopes is the next challenge of density-body size relationship studies.

Helminth communities in three sympatric rodents from the Brazilian Atlantic Forest: contrasting biomass and numerical abundance

“…One of the interespecific patterns most reported is the relationship between abundance and body size (Blackburn et al, 1996). Bini et al (2001) performed a meta-analytical procedure to combine and compare the slopes of population density and body size relationships across independent studies of mammals and birds and concluded that questions regarding the estimation and validity of slopes is the next challenge of density-body size relationship studies. Patterns in parasite communities are commonly detected using only numerical descriptors, which may not hold when parasite mass is used (Muñoz and George-Nascimento, 2008).…”

Avaliando os efeitos do tamanho do riacho, do tipo de mesohabitat e da estação do ano sobre a fauna de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera

“…A EER tem sido testada considerando diferentes grupos animais, entre os quais aves (Blackburn et al, 1990;Russo et al, 2003), mamíferos (Damuth, 1981;Bini et al, 2001), anfíbios (Diniz-Filho et al, 2004) e invertebrados (Blackburn et al, 1990;Blackburn et al, 1993;Kluger & McGain, 2000). No entanto, os resultados sobre está relação divergem consideravelmente, por exemplo, Marquet et al (1990) estudando comunidades de costões rochosos, encontraram uma inclinação de -0.77, a qual não diferiu estatisticamente de -0,75.…”

“…Por outro lado, apesar da maior parte dos trabalhos considerando escalas maiores mostrarem uma relação linear negativa entre o tamanho corpóreo e a abundância, as inclinações podem ser bastante variáveis (Blackburn & Gaston, 1997). Essa variação foi observada entre diferentes grupos taxonômicos (Bini et al, 2001;Cyr et al, 1997), entre a biota de diferentes sistemas (Cyr et al, 1997), entre diferentes guildas (Russo et al, 2003) e em cenários considerando diferentes interações bióticas (Loeulli & Loreau, 2006). Adicionalmente, alguns trabalhos também demonstraram que a relação predita pela EER pode ser dependente do tipo de amostragem (Aneberg & Andersen, 2003;Vargas et al, 2009) e da escala considerada (Blackburn & Gaston, 1997).…”

“…As inclinações observadas em nossos dados diferiram muito daquelas preditas pela EER. Portanto, os nossos resultados e a imensa variação observada nos diferentes trabalhos sugerem que um grande número de fatores podem influenciar essa relação, demonstrando a pouca generalidade da EER (Bini et al, 2001). …”

“…Por outro lado, outros trabalhos mostram que indivíduos com tamanhos menores ou intermediários são os apresentam maior abundância (Blamires et al, 2002;Cunha et al, 2003), seguindo uma relação poligonal. (Marquet et al, 1990;Bini et al, 2001).…”