Current knowledge about processes that generate long-distance dispersal of plants is still limited despite its importance for persistence of populations and colonization of new potential habitats. Today wild large mammals are presumed to be important vectors for long-distance transport of diaspores within and between European temperate forest patches, and in particular wild boars recently came into focus. Here we use a specific habit of wild boar, i.e. wallowing in mud and subsequent rubbing against trees, to evaluate epizoic dispersal of vascular plant diaspores. We present soil seed bank data from 27 rubbing trees versus 27 control trees from seven forest areas in Germany. The mean number of viable seeds and the plant species number were higher in soil samples near rubbing trees compared with control trees. Ten of the 20 most frequent species were more frequent, and many species exclusively appeared in the soil samples near rubbing trees. The large number of plant species and seeds – approximated > 1000 per tree – in the soils near rubbing trees is difficult to explain unless the majority were dispersed by wild boar. Hooked and bristly diaspores, i.e. those adapted to epizoochory, were more frequent, above that many species with unspecialised diaspores occurred exclusively near rubbing trees. Different to plant species closely tied to forest species which occur both in forest and open vegetation, and non-forest species were more frequent near rubbing trees compared with controls. These findings are consistent with previous studies on diaspore loads in the coats and hooves of shot wild boars. However, our method allows to identify the transport of diaspores from the open landscape into forest stands where they might especially emerge after disturbance, and a clustered distribution of epizoochorically dispersed seeds. Moreover, accumulation of seeds of wetness indicators near rubbing trees demonstrates directed dispersal of plant species inhabiting wet places between remote wallows. / Das aktuelle Wissen über Prozesse, die zur Fernausbreitung von Pflanzen führen, ist trotz ihrer Bedeutung für das Überleben von Populationen und die Besiedlung neuer potenzieller Habitate noch immer sehr begrenzt. Wildlebende Großsäuger sind heutzutage vermutlich wichtige Vektoren für den Ferntransport von Diasporen innerhalb und zwischen den einzelnen Waldflächen in Mitteleuropa, und speziell das Wildschwein (Sus scrofa L.) spielt dabei offenbar eine herausragende Rolle. Wir nutzen hier ein spezifisches Verhalten des Wildschweins – Suhlen im Schlamm und nachfolgendes Scheuern an sogenannten Malbäumen – um die epizoochore Ausbreitung von Gefäßpflanzen-Diasporen einzuschätzen. Dargestellt werden die Ergebnisse von Samenbank-Untersuchungen von 27 Malbäumen im Vergleich zu 27 Kontrollbäumen aus sieben Waldgebieten in Deutschland. Sowohl die mittlere Zahl lebensfähiger Samen als auch die Artenzahl waren höher in Bodenproben neben Malbäumen. Zehn der 20 in der Samenbank verbreitetsten Pflanzenarten hatten hier ihren Schwerpunkt, und viele Arten kamen ausschließlich in den neben Malbäumen gewonnenen Proben vor. Die große Zahl von Pflanzenarten und Samen – zumindest > 1000 pro Baum – im Boden an Malbäumen lässt sich nur durch die Aktivität der Wildschweine erklären. Mit Haken oder Borsten ausgestattete, d.h. an Epizoochorie angepasste Diasporen waren häufiger, aber auch viele Arten mit unspezialisierten Diasporen kamen ausschließlich in der Samenbank bei Malbäumen vor. Anders als weitgehend an Wald gebundene Pflanzenarten waren solche, die sowohl im Wald und im Offenland vorkommen, sowie nicht im Wald vorkommende Arten häufiger neben Malbäumen als neben Kontrollbäumen. Diese Befunde stimmen mit denen früherer Untersuchungen von Diasporenladungen im Fell und in den Hufen geschossener Wildschweine überein. Unsere Methode erlaubt darüber hinaus aber die Identifizierung des Diasporentransports aus dem Offenland in die Waldbestände, wo sie insbesondere nach Störungen keimen dürften, sowie einer ungleichmäßigen Verteilung epizoochor ausgebreiteter Diasporen. Außerdem zeigt die Akkumulation von Samen von Nässezeigern neben den Malbäumen eine gezielte Ausbreitung nasse Standorte bewohnender Pflanzenarten zwischen entfernt gelegenen Suhlen.

The species-rich genus Peperomia (Black Pepper relatives) is the only genus among early diverging angiosperms where epiphytism evolved. The majority of fruits of Peperomia release sticky secretions or exhibit hook-shaped appendages indicative of epizoochorous dispersal, which is in contrast to other flowering plants, where epiphytes are generally characterized by fruit morphological adaptations for anemochory or endozoochory. We investigate fruit characters using Cryo-SEM. Comparative phylogenetic analyses are applied for the first time to include life form and fruit character information to study diversification in Peperomia. Likelihood ratio tests uncover correlated character evolution. We demonstrate that diversification within Peperomia is not homogenous across its phylogeny, and that net diversification rates increase by twofold within the most species-rich subgenus. In contrast to former land plant studies that provide general evidence for increased diversification in epiphytic lineages, we demonstrate that the evolution of epiphytism within Peperomia predates the diversification shift. An epiphytic-dependent diversification is only observed for the background phylogeny. An elevated frequency of life form transitions between epiphytes and terrestrials and thus evolutionary flexibility of life forms is uncovered to coincide with the diversification shift. The evolution of fruits showing dispersal related structures is key to diversification in the foreground region of the phylogeny and postdates the evolution of epiphytism. We conclude that the success of Peperomia, measured in species numbers, is likely the result of enhanced vertical and horizontal dispersal ability and life form flexibility but not the evolution of epiphytism itself.

The species-rich genus Peperomia (Black Pepper relatives) is the only genus among early diverging angiosperms where epiphytism evolved. The majority of fruits of Peperomia release sticky secretions or exhibit hook-shaped appendages indicative of epizoochorous dispersal, which is in contrast to other flowering plants, where epiphytes are generally characterized by fruit morphological adaptations for anemochory or endozoochory. We investigate fruit characters using Cryo-SEM. Comparative phylogenetic analyses are applied for the first time to include life form and fruit character information to study diversification in Peperomia. Likelihood ratio tests uncover correlated character evolution. We demonstrate that diversification within Peperomia is not homogenous across its phylogeny, and that net diversification rates increase by twofold within the most species-rich subgenus. In contrast to former land plant studies that provide general evidence for increased diversification in epiphytic lineages, we demonstrate that the evolution of epiphytism within Peperomia predates the diversification shift. An epiphytic-dependent diversification is only observed for the background phylogeny. An elevated frequency of life form transitions between epiphytes and terrestrials and thus evolutionary flexibility of life forms is uncovered to coincide with the diversification shift. The evolution of fruits showing dispersal related structures is key to diversification in the foreground region of the phylogeny and postdates the evolution of epiphytism. We conclude that the success of Peperomia, measured in species numbers, is likely the result of enhanced vertical and horizontal dispersal ability and life form flexibility but not the evolution of epiphytism itself.

The external dispersal ("epizoochory") of vascular plant diaspores (seeds and fruits) by roe deer and wild boar, i.e. the most common wild large mammals with a large home range in central Europe, was investigated in a 6.5-km² forest area in NE Germany dominated by mesic deciduous forests. The study involved brushing out the diaspores from the coats and hooves of 25 shot roe deer and nine wild boar. The results were compared with the forest vegetation of the study area. Whilst wild boar transported large amounts of various diaspores in the coat, the significance of roe deer for epizoochory was low due to their sleek fur and different behaviour compared to wild boar. Altogether, 55 vascular plant species were transported externally. Since only a limited number of seeds came from woodland habitats, the open landscape was at least as important as a source of attached seeds as the forest vegetation. Thus, most plant species occurring in the studied forest area, especially characteristic woodland herbs, showed no adaptations to epizoochorous dispersal, although being very abundant in the herb layer. We conclude that hoofed game play a particular role concerning the dispersal of ruderal and grassland species in the agricultural landscape of central Europe. However, the actual spread of some herb species in forests of northern Germany, e.g. <i>Agrostis capillaris</i>, <i>Brachypodium sylvaticum</i>, <i>Deschampsia flexuosa</i>, <i>Galium aparine</i> and <i>Urtica dioica</i>, may be mainly facilitated by wild ungulates. Though dispersal by large mammals is an important mechanism for long-distance dispersal of plants in general, our results suggest that most of the characteristic herb species of mesic deciduous forests have only low epizoochorous dispersal potentials. The implications for nature conservation and silviculture are discussed. / Die Ausbreitung von Gefäßpflanzen-Diasporen (Samen und Früchte) durch äußerliche Anhaftung ("Epizoochorie") an Rehen und Wildschweinen, den beiden häufigsten Schalenwild-Arten in Mitteleuropa, wurde im 6,5 km² großen Forst Brieselang bei Berlin (Bundesland Brandenburg) untersucht, in dem mesophile Laubwälder vorherrschen. Dazu wurden die Felle und Hufe von 25 geschossenen Rehen und neun Wildschweinen ausgekämmt und die Diasporen anschließend bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit der Waldvegetation verglichen. Während Wildschweine große Mengen verschiedener Diasporentypen transportierten, war die Bedeutung von Rehen für die Ausbreitung von Pflanzen auf Grund des glatten Fells und der im Vergleich zum Wildschwein unterschiedlichen Verhaltensweisen wesentlich geringer. Insgesamt wurden 55 Phanerogamenarten epizoochor transportiert. Da nur ein kleiner Teil der ausgebreiteten Pflanzen Waldhabitate bevorzugt, war das Offenland eine mindestens ebenso wichtige Quelle anhaftender Diasporen wie die Waldvegetation. Die meisten Waldpflanzenarten wurden nicht ausgebreitet; insbesondere solche Arten, die ausschließlich in Wäldern wachsen, wurden nicht nachgewiesen. Viele Pflanzenarten sind – vermutlich auf Grund ihrer Diasporenmorphologie – weitgehend vom Transport ausgeschlossen, obwohl sie sehr häufig in der Krautschicht des untersuchten Waldes vorkommen. Daher ist Schalenwild in der Agrarlandschaft Mitteleuropas vermutlich vor allem für die Ausbreitung von Ruderal-, Segetal- und Grünlandpflanzen von Bedeutung. Die Ausbreitung einiger Pflanzenarten der Krautschicht in norddeutschen Wäldern z.B. <i>Agrostis capillaris</i>, <i>Brachypodium sylvaticum</i>, <i>Deschampsia flexuosa</i>, <i>Galium aparine</i> und <i>Urtica dioica</i>, könnte jedoch wesentlich auf Schalenwild zurückgehen. Obwohl Großsäuger insgesamt ein wichtiger Vektor für die Fernausbreitung von Pflanzen sind, zeigt unsere Studie, dass die meisten charakteristischen Waldbodenpflanzen mesophiler Laubwälder kaum ausgebreitet werden, also nur ein geringes epizoochores Ausbreitungspotenzial aufweisen. Die Bedeutung der Ergebnisse für den Waldnaturschutz und den Waldbau wird diskutiert.

Les cervidés, animaux mobiles et herbivores, peuvent influencer les distributions, assemblages et dynamiques d'espèces végétales. L'objectif de cette thèse est d'évaluer le rôle joué par les cervidés sur la composition, stratification et dynamique de la végétation forestière. Le ré-échantillonnage de relevés couplant composition et abroutissement de la flore, implantés en 1976 en Forêt d'Arc-en-Barrois (52) a permis d'identifier (i) des espèces ligneuses préférées (Cornus sp., Rosa arvensis) ou au contraire évitées par les cervidés qui sélectionnent les espèces arbustives et à bois dense et (ii) le niveau trophique et la pression d'abroutissement comme gradients structurant la végétation et déterminant les dynamiques des espèces et des communautés. Nous analysons plus précisément le rôle des cervidés dans la progression spectaculaire de Cynoglossum germanicum, espèce rare, épizoochore et toxique.A partir d'un réseau national d'enclos/exclos suivis sur 10 ans, nous montrons que les cervidés limitent la croissance des arbustes et des espèces compétitrices, ce qui profite à la richesse spécifique de la strate herbacée. La valeur écologique et patrimoniale des espèces en progression est discutée. A l'aide de données de chasse, nous tentons d'isoler les rôles des différentes espèces d'ongulés dans ces dynamiques.Ces résultats exposent la complexité et la diversité des effets des cervidés sur la végétation forestière. Enfin, ce travail met l'accent sur la nécessité des suivis temporels intégrant toutes les composantes de l'écosystème forestier pour mieux appréhender les changements en cours. / This thesis aims at assessing the impacts of deer on forest vegetation composition, stratification and dynamics.We resampled a network of relevés coupling vegetation and browsing surveys, settled in 1976 in the national forest of Arc-en-Barrois. We identified (i) ligneous species that are either preferred (Cornus sp., Rosa arvensis) or avoided by deer, which tend to select shrubs species with dense wood and (ii) trophic level and browsing pressure as gradients that determine plant communities structures and dynamics. Then, we highlight the roles of deer in the spectacular expansion of Cynoglossum germanicum, a rare, epizoochorous and toxic species. According to a national network of exclosures, monitored for over 10 years, we show that deer limit shrubs and competing species growth, which in turn benefits to the herbaceous species richness probably through an increased light availability. Ecological and patrimonial value of the benefitting species is discussed. Using hunting statistics, we try to isolate the role of the various ungulate species in these dynamics.These results provide evidence for the diversity and complexity of deer impacts on forest vegetation. Finally, we demonstrate the need for long term monitoring programs, including all the forest ecosystem components so that we could better appreciate the forces driving the current changes