Effects of elk and bison carcasses on soil microbial communities and ecosystem functions in Yellowstone, USA

• Published in: Functional ecology 2020-09, Vol.34 (9), p.1933-1944
• Main Authors: Risch, Anita C., Frossard, Aline, Schütz, Martin, Frey, Beat, Morris, Aaron W., Bump, Joseph K., Leroux, Shawn
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: bacteria; Biodiversity; biogeochemical cycling; Buffalo; carcass; Carcasses; Carrion; Cervus elaphus; decomposition; detritus; Ecological function; Ecosystems; Elk; Food chains; Food processing; Food webs; Forensic science; fungi; Heterogeneity; Microbial activity; Microbiomes; Microorganisms; National parks; Nutrient concentrations; Scavengers; soil biodiversity; Soil dynamics; Soil microorganisms; Soil properties; Soils; Vegetation; Vertebrates
• ISSN: 0269-8463; 1365-2435
• DOI: 10.1111/1365-2435.13611

Carrion is long recognized as important to scavengers. How carrion may affect soil microbial biodiversity and ecosystem processes in natural systems is comparatively unknown, but is important for the intersection of vertebrate food webs, below‐ground processes and ecological heterogeneity. We assessed in situ soil and plant responses to wolf‐killed mammal carrion in Yellowstone National Park, USA. Bison and elk carcasses increased soil respiration and vegetation nutrient concentration and the carcasses contain altered bacterial and fungal communities compared to control plots. The ‘fingerprints’ of soil microbial taxa associated with bison compared to elk carcasses differed considerably and taxa are found dependent upon abiotic gradients and soil properties. We found evidence that soil microbial community changes associated with carcasses may not be as generalizable as previously thought, which is important for a mechanistic understanding of the links between carrion and soil heterogeneity and potentially for applications in forensic science. This work demonstrates the importance of carrion studies in natural systems. Our findings show that carrion creates distinct ecological patterns that contribute to both above‐ and below‐ground biological heterogeneity, linking carrion distribution dynamics with soil microbial biodiversity and ecosystem functions. Zusammenfassung Dass Tierkadaver wichtig für Aasfresser sind, ist seit langem bekannt. Kaum bekannt ist jedoch, dass jeder Kadaver eine Stelle mit einmaligen ökologischen Eigenschaften darstellt, welcher die mikrobielle Biodiversität im Boden und Ökosystemprozesse beeinflusst und damit für grosse Heterogenität in natürlichen Ökosystemen sorgt. Wir untersuchten im Yellowstone‐Nationalpark, USA, in situ wie sich die Eigenschaften des Bodens und der Vegetation unter von Wölfen gerissenen Bison‐ und Wapiti‐Kadavern wandeln. Bison‐ und Wapiti‐Kadaver erhöhten die Bodenatmung und die Nährstoffkonzentration der Vegetation und veränderten die Bakterien‐ und Pilzgemeinschaften im Boden im Vergleich zu den Kontrollflächen. Die mikrobiellen Lebensgemeinschaften im Boden unter Bison‐Kadavern unterschieden sich jedoch auch erheblich von jenen unter Wapiti‐Kadavern. Zusätzlich beeinflussten Bodeneigenschaften und die geografische Lage der Kadaver die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften. Bisher wurde davon ausgegangen, dass Kadaver immer zu ähnlichen und voraussagbaren Veränderungen in den mikrobiellen Lebensgem