สัตว์กินพืชคือสัตว์ที่มีวิวัฒนาการทางกายวิภาคหรือสรีรวิทยาเพื่อกินพืชโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื้อเยื่อที่มีท่อลำเลียงเช่นใบผลหรือเมล็ดเป็นส่วนประกอบหลักในอาหาร ในวงกว้างกว่านั้น ยังรวมถึงสัตว์ที่กินสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง ที่ ไม่มีท่อลำเลียงเช่นมอสสาหร่ายและไลเคนแต่ไม่รวมถึงสัตว์ที่กินซากพืชที่เน่าเปื่อย (เช่น สัตว์ กินซาก ) หรือเห็ดราขนาดใหญ่ (เช่นสัตว์กินเห็ดรา )

เนื่องจากสัตว์กินพืชกินพืชเป็นอาหารหลักโครงสร้างปาก ( ขากรรไกรหรือส่วนต่างๆ ของปาก ) ของพวกมันจึงมักได้รับ การปรับ ให้เหมาะสม กับการย่อยสลายพืชด้วยกลไกทางกายภาพ และระบบย่อยอาหาร ของพวกมันมี เอนไซม์พิเศษ(เช่นอะไมเลสและเซลลูเลส ) เพื่อย่อยโพ ลีแซ็กคาไร ด์ สัตว์ กิน พืช ที่เล็มหญ้าเช่นม้าและวัว มี ฟันที่กว้างและแบนซึ่งปรับให้เหมาะสมกว่าสำหรับการบดหญ้าเปลือกไม้และ วัสดุที่มี ลิกนิน ที่แข็งกว่า และหลายชนิดได้พัฒนา พฤติกรรม การเคี้ยวเอื้องหรือการขับถ่ายอุจจาระเพื่อดูดซึมสารอาหารจากพืชได้ดียิ่งขึ้น

สัตว์กินพืชจำนวนมากยังมีจุลินทรีย์ในลำไส้ ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน ซึ่งประกอบด้วยแบคทีเรียและโปรโตซัวที่ช่วยย่อยสลายเซลลูโลสในพืช^{[ 1 ]}ซึ่ง โครงสร้าง พอลิเมอร์ที่มีการเชื่อมโยงกัน อย่างหนาแน่น ทำให้ย่อยยากกว่าเนื้อเยื่อสัตว์ที่มีโปรตีนและไขมัน สูง ที่สัตว์ กินเนื้อ กิน^{[ 2 ]}

Herbivore เป็นรูปแบบภาษาอังกฤษของคำศัพท์ภาษาละตินสมัยใหม่herbivoraซึ่งอ้างอิงในหนังสือ Principles of GeologyของCharles Lyell ในปี 1830 ^{[ 3 ]} Richard Owenใช้คำศัพท์ภาษาอังกฤษนี้ในงานเขียนเกี่ยวกับฟอสซิลฟันและโครงกระดูกในปี 1854 ^{[ 3 ]} Herbivoraมาจากภาษาละตินherba 'พืชขนาดเล็ก, สมุนไพร' ^{[ 4 ]}และvoraจากvorare 'กิน, กลืนกิน' ^{[ 5 ]}

การกินพืชเป็นรูปแบบการบริโภคที่สิ่งมีชีวิตกินออโตโทรฟเป็นหลัก^{[ 6 ]}เช่นพืชสาหร่ายและแบคทีเรีย ที่สังเคราะห์แสง โดยทั่วไปแล้ว สิ่งมีชีวิตที่กินออโตโทรฟโดยทั่วไปเรียกว่าผู้บริโภคขั้นต้น การกินพืชมักจำกัดอยู่เฉพาะสัตว์ ที่กินพืช การกินพืชของแมลงสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเมตาบอลิซึมต่างๆ ในวิธีที่พืชเจ้าบ้านมีปฏิสัมพันธ์กับตัวเองและปัจจัยทางชีวภาพอื่นๆ รอบข้าง^{[ 7 ] [ 8 ]}เชื้อรา แบคทีเรีย และโปรติสต์ที่กินพืชมีชีวิตมักเรียกว่าเชื้อโรคพืช (โรคพืช) ในขณะที่เชื้อราและจุลินทรีย์ที่กินพืชที่ตายแล้วเรียกว่าแซโปรโทรฟพืชที่ได้รับสารอาหารจากพืชมีชีวิตอื่นๆ มักเรียกว่าพืชปรสิตอย่างไรก็ตาม ไม่มีระบบการจำแนกทางนิเวศวิทยาที่เฉพาะเจาะจงและแน่นอนเพียงอย่างเดียวสำหรับรูปแบบการบริโภค ตำราเรียนแต่ละเล่มมีรูปแบบที่แตกต่างกันไปในหัวข้อนี้^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

ความเข้าใจเกี่ยวกับการกินพืชในยุคธรณีวิทยามาจากสามแหล่ง ได้แก่ พืชที่กลายเป็นฟอสซิล ซึ่งอาจเก็บรักษาหลักฐานการป้องกัน (เช่น หนาม) หรือความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับการกินพืช การสังเกตเศษพืชในอุจจาระของสัตว์ ที่กลายเป็นฟอสซิล และการสร้างอวัยวะในปากของสัตว์กินพืช^{[ 12 ]}

แม้ว่าการกินพืชจะถูกมองว่าเป็น ปรากฏการณ์ ในยุคมีโซโซอิกมา นานแล้ว แต่ฟอสซิลแสดงให้เห็นว่าพืชถูกสัตว์ขาปล้องกินภายในเวลาไม่ถึง 20 ล้านปีหลังจากที่พืชบกชนิดแรกวิวัฒนาการขึ้น^{[ 13 ]}แมลงกินสปอร์ของพืชในยุคดีโวเนียนตอนต้น และหินเชิร์ตไรนียังให้หลักฐานว่าสิ่งมีชีวิตกินพืชโดยใช้วิธี "เจาะและดูด" ^{[ 12 ]}

ในช่วง 75 ล้านปีต่อมา พืชได้วิวัฒนาการอวัยวะที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น รากและเมล็ด ไม่มีหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตใดถูกกินจนกระทั่งช่วงกลางถึงปลายยุคมิสซิสซิปเปียนเมื่อ330.3  ล้านปีก่อนมีช่องว่าง 50 ถึง 100 ล้านปีระหว่างช่วงเวลาที่อวัยวะแต่ละชนิดวิวัฒนาการและช่วงเวลาที่สิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการเพื่อกินอวัยวะเหล่านั้น ซึ่งอาจเป็นเพราะระดับออกซิเจนต่ำในช่วงเวลานั้น ซึ่งอาจยับยั้งวิวัฒนาการ^{[ 13 ]}นอกจากสถานะของสัตว์ขาปล้องแล้ว ตัวตนของสัตว์กินพืชยุคแรกเหล่านี้ยังไม่แน่นอน^{[ 13 ]}การกินอาหารในรูและการสร้างโครงกระดูกถูกบันทึกไว้ในยุคเพอร์เมียน ตอนต้น โดยการกินของเหลวบนพื้นผิววิวัฒนาการขึ้นในช่วงปลายยุคนั้น^{[ 12 ]}

การกินพืชในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกสี่ขา หรือเททราพอดพัฒนาขึ้นในช่วงปลายยุคคาร์บอนิเฟอรัส (307–299 ล้านปีก่อน) ^{[ 14 ]}เททราพอดที่กินพืชที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จัก ได้แก่Desmatodon ( Diadectidae ) และTyrannoroter ( Pantylidae ) ^{[ 15 ]} เททราพอดที่ไม่มี ถุงน้ำคร่ำในยุคแรกกินสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำชนิดอื่น^{[ 16 ]}และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกบางชนิดก็วิวัฒนาการเป็นสัตว์กินเนื้อบนบก^{[ 17 ]}สัตว์มี ถุงน้ำคร่ำ กลุ่มแรก กิน แมลงเนื่องจากมีขนาดเล็ก^{[ 18 ]}แต่รูปแบบในภายหลังมีขนาดใหญ่ขึ้นและกินเนื้อ ก่อนที่บางชนิดจะปรับตัวเข้ากับวิถีชีวิตแบบกินพืชในที่สุด^{[ 19 ] [ 20 ]}นอกเหนือจาก Diadectidae แล้ว เททราพอดอีกสี่กลุ่มวิวัฒนาการการปรับตัวไปสู่การกินพืชอย่างอิสระตั้งแต่ปลายยุคคาร์บอนิเฟอรัสถึงต้นยุคเพอร์เมียน Captorhinidae , Bolosauridae ซึ่งเป็นพาราเรปทิเลียน และกลุ่มซินแนปซิดสองกลุ่มคือEdaphosauridaeและCaseidaeอันดับไดโนเสาร์ออร์นิธิสเคียทั้งหมด ซึ่งมีอยู่ในช่วงยุคจูราสสิกและค รีเทเชียส ประกอบด้วยไดโนเสาร์กินพืช^{[ 14 ] [ 21 ]}การกินเนื้อเป็นการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติจากการกินแมลงสำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดกลางและขนาดใหญ่ ซึ่งต้องการการปรับตัวเพียงเล็กน้อย ในทางตรงกันข้าม จำเป็นต้องมีการปรับตัวที่ซับซ้อนหลายอย่างสำหรับการกินพืชที่มีเส้นใยสูง^{[ 14 ]}

สัตว์ขาปล้องวิวัฒนาการการกินพืชเป็นสี่ระยะ โดยเปลี่ยนวิธีการกินพืชเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของชุมชนพืช^{[ 22 ]}สัตว์กินพืชสี่ขาปรากฏตัวครั้งแรกในบันทึกฟอสซิลของขากรรไกรใกล้ขอบเขตยุคเพอร์เมียน-คาร์บอนิเฟอรัส ประมาณ 300 ล้านปีก่อน หลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของการกินพืชของพวกมันได้รับการระบุว่าเป็นการสบฟันซึ่งเป็นกระบวนการที่ฟันจากขากรรไกรบนสัมผัสกับฟันในขากรรไกรล่าง วิวัฒนาการของการสบฟันนำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของการแปรรูปอาหารจากพืช และให้หลักฐานเกี่ยวกับกลยุทธ์การกินอาหารโดยอิงจากรูปแบบการสึกหรอของฟัน การตรวจสอบ กรอบ วิวัฒนาการของรูปร่างฟันและขากรรไกรเผยให้เห็นว่าการสบฟันพัฒนาขึ้นอย่างอิสระในหลายสายพันธุ์ของสัตว์กินพืชสี่ขา ซึ่งชี้ให้เห็นว่าวิวัฒนาการและการแพร่กระจายเกิดขึ้นพร้อมกันในสายพันธุ์ต่างๆ^{[ 23 ]}

สัตว์กินพืชเป็นห่วงโซ่อาหารที่สำคัญ เนื่องจากพวกมันกินพืชเพื่อย่อยคาร์โบไฮเดรตที่พืชผลิตขึ้นจากการสังเคราะห์แสงสัตว์กินเนื้อก็กินสัตว์กินพืชด้วยเหตุผลเดียวกัน ในขณะที่สัตว์กินทั้งพืชและสัตว์สามารถได้รับสารอาหารจากทั้งพืชและสัตว์ เนื่องจากสัตว์กินพืชสามารถดำรงชีวิตได้ด้วยพืชที่มีเส้นใยและแข็ง จึงถูกเรียกว่าเป็นผู้บริโภคขั้นต้นในวัฏจักรอาหาร (ห่วงโซ่อาหาร) การกินพืช การกินเนื้อ และการกินทั้งพืชและสัตว์สามารถถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษของ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้บริโภค และทรัพยากร^{[ 24 ]}

กลยุทธ์การกินอาหารของสัตว์กินพืชมีสองแบบ คือการกินหญ้า (เช่น วัว) และการกินใบไม้ (เช่น กวางมูส) สำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกที่จะเรียกว่ากินหญ้าได้นั้น อย่างน้อย 90% ของอาหารจะต้องเป็นหญ้า และสำหรับสัตว์ที่กินใบไม้ อย่างน้อย 90% จะต้องเป็นใบและกิ่งไม้ กลยุทธ์การกินอาหารแบบผสมผสานเรียกว่า “การกินแบบผสม” ^{[ 25 ]}ในความต้องการพลังงานจากอาหารในแต่ละวัน สัตว์กินพืชที่มีมวลร่างกายต่างกันอาจเลือกอาหารได้^{[ 26 ]} “การเลือก” หมายความว่าสัตว์กินพืชอาจเลือกแหล่งอาหารขึ้นอยู่กับ เช่น ฤดูกาลหรือความพร้อมของอาหาร แต่ยังหมายความว่าพวกมันอาจเลือกอาหารที่มีคุณภาพสูง (และมีคุณค่าทางโภชนาการสูง) ก่อนอาหารที่มีคุณภาพต่ำกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนหลังนี้จะถูกกำหนดโดยมวลร่างกายของสัตว์กินพืช โดยสัตว์กินพืชขนาดเล็กจะเลือกอาหารที่มีคุณภาพสูง และเมื่อมวลร่างกายเพิ่มขึ้น สัตว์ก็จะเลือกน้อยลง^{[ 26 ]}ทฤษฎีหลายทฤษฎีพยายามอธิบายและวัดปริมาณความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์และอาหารของพวกมัน เช่นกฎของ Kleiberสมการดิสก์ของ Holling และทฤษฎีบทมูลค่าส่วนเพิ่ม (ดูด้านล่าง)

กฎของ Kleiber อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของสัตว์กับกลยุทธ์การกินอาหาร โดยกล่าวว่าสัตว์ที่มีขนาดใหญ่กว่าจะต้องกินอาหารน้อยกว่าต่อหน่วยน้ำหนักเมื่อเทียบกับสัตว์ที่มีขนาดเล็กกว่า^{[ 27 ]}กฎของ Kleiber ระบุว่าอัตราการเผาผลาญ (q ₀ ) ของสัตว์คือมวลของสัตว์ (M) ยกกำลัง 3/4: q ₀ =M ^3/4

ดังนั้น มวลของสัตว์จึงเพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าอัตราการเผาผลาญ^{[ 27 ]}

สัตว์กินพืชใช้กลยุทธ์การกินอาหารหลายประเภท สัตว์กินพืชหลายชนิดไม่ได้ใช้กลยุทธ์การกินอาหารแบบใดแบบหนึ่งโดยเฉพาะ แต่ใช้หลายกลยุทธ์และกินส่วนต่างๆ ของพืชหลายชนิด

ทฤษฎีการหาอาหารที่เหมาะสมที่สุดเป็นแบบจำลองสำหรับการทำนายพฤติกรรมของสัตว์ขณะค้นหาอาหารหรือทรัพยากรอื่นๆ เช่น ที่พักพิงหรือน้ำ แบบจำลองนี้ประเมินทั้งการเคลื่อนไหวของแต่ละตัว เช่น พฤติกรรมของสัตว์ขณะค้นหาอาหาร และการกระจายตัวภายในถิ่นที่อยู่ เช่น พลวัตในระดับประชากรและชุมชน ตัวอย่างเช่น แบบจำลองนี้จะใช้ในการพิจารณาพฤติกรรมการกินใบไม้ของกวางขณะค้นหาอาหาร รวมถึงตำแหน่งและการเคลื่อนไหวเฉพาะของกวางตัวนั้นภายในถิ่นที่อยู่ที่เป็นป่า และปฏิสัมพันธ์กับกวางตัวอื่นๆ ในถิ่นที่อยู่นั้น^{[ 28 ]}

แบบจำลองนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าเป็นแบบวนลูปและทดสอบไม่ได้ นักวิจารณ์ชี้ให้เห็นว่าผู้สนับสนุนใช้ตัวอย่างที่สอดคล้องกับทฤษฎี แต่ไม่ใช้แบบจำลองเมื่อไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง^{[ 29 ] [ 30 ]}นักวิจารณ์คนอื่นๆ ชี้ให้เห็นว่าสัตว์ไม่มีความสามารถในการประเมินและเพิ่มผลกำไรสูงสุดที่เป็นไปได้ ดังนั้นทฤษฎีการหาอาหารที่เหมาะสมที่สุดจึงไม่เกี่ยวข้องและถูกสร้างขึ้นเพื่ออธิบายแนวโน้มที่ไม่มีอยู่จริงในธรรมชาติ^{[ 31 ] [ 32 ]}

สมการดิสก์ของ Holling จำลองประสิทธิภาพที่ผู้ล่ากินเหยื่อ แบบจำลองนี้ทำนายว่าเมื่อจำนวนเหยื่อเพิ่มขึ้น ปริมาณเวลาที่ผู้ล่าใช้ในการจัดการเหยื่อก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นประสิทธิภาพของผู้ล่าจึงลดลง^{[ 33 ]}ในปี พ.ศ. 2492 S. Holling ได้เสนอสมการเพื่อจำลองอัตราผลตอบแทนสำหรับอาหารที่เหมาะสมที่สุด: อัตรา (R ) = พลังงานที่ได้รับในการหาอาหาร (Ef) / (เวลาค้นหา (Ts) + เวลาจัดการ (Th))${\displaystyle R=Ef/(Ts+Th)}$

โดยที่ s = ต้นทุนการค้นหาต่อหน่วยเวลา f = อัตราการพบเจอสิ่งของ h = เวลาในการจัดการ e = พลังงานที่ได้รับต่อการพบเจอแต่ละครั้ง

โดยสรุปแล้ว นี่แสดงให้เห็นว่าสัตว์กินพืชในป่าทึบจะใช้เวลาในการจัดการ (กิน) พืชพรรณมากกว่า เนื่องจากมีพืชพรรณอยู่รอบๆ มากมาย เมื่อเทียบกับสัตว์กินพืชในป่าโปร่ง ซึ่งสามารถหากินได้ง่ายๆ จากพืชพรรณในป่า ตามสมการดิสก์ของฮอลลิง สัตว์กินพืชในป่าโปร่งจะมีประสิทธิภาพในการกินมากกว่าสัตว์กินพืชในป่าทึบ

ทฤษฎีคุณค่าส่วนเพิ่มอธิบายถึงความสมดุลระหว่างการกินอาหารทั้งหมดในแปลงหนึ่งเพื่อรับพลังงานทันที หรือการย้ายไปยังแปลงใหม่และปล่อยให้พืชในแปลงแรกงอกใหม่เพื่อใช้ในอนาคต ทฤษฎีนี้ทำนายว่าหากไม่มีปัจจัยแทรกซ้อน สัตว์ควรออกจากแปลงทรัพยากรเมื่ออัตราผลตอบแทน (ปริมาณอาหาร) ลดลงต่ำกว่าอัตราผลตอบแทนเฉลี่ยของพื้นที่ทั้งหมด^{[ 34 ]}ตามทฤษฎีนี้ สัตว์ควรย้ายไปยังแปลงอาหารใหม่เมื่อแปลงที่พวกมันกำลังกินอยู่นั้นต้องการพลังงานมากกว่าแปลงโดยเฉลี่ย ในทฤษฎีนี้ พารามิเตอร์สองตัวต่อมาคือ ความหนาแน่นของการละทิ้ง (GUD) และเวลาของการละทิ้ง (GUT) ความหนาแน่นของการละทิ้ง (GUD) วัดปริมาณอาหารที่เหลืออยู่ในแปลงเมื่อผู้หาอาหารย้ายไปยังแปลงใหม่^{[ 35 ]}เวลาของการละทิ้ง (GUT) ใช้เมื่อสัตว์ประเมินคุณภาพของแปลงอย่างต่อเนื่อง^{[ 36 ]}

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืชมีบทบาทสำคัญใน พลวัต ของระบบนิเวศเช่น โครงสร้าง ของชุมชนและกระบวนการทำงาน^{[ 37 ] [ 38 ]}ความหลากหลายและการกระจายตัวของพืชมักถูกขับเคลื่อนโดยการกินพืช และมีแนวโน้มว่าความสมดุลระหว่างความสามารถในการแข่งขันและการป้องกัน ของพืช และระหว่างการตั้งถิ่นฐานและการตาย จะช่วยให้เกิดการอยู่ร่วมกันระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ ในขณะที่มีสัตว์กินพืชอยู่^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของการกินพืชต่อความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของพืชนั้นแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น การเพิ่มจำนวนของสัตว์กินพืช เช่น กวาง จะลดความหลากหลายของพืชและความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์^{[ 43 ]}ในขณะที่สัตว์กินพืชเลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่อื่นๆ เช่น กระทิง จะควบคุมสายพันธุ์ที่เด่น ซึ่งทำให้สายพันธุ์อื่นๆ เจริญเติบโตได้^{[ 44 ]}ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืชยังสามารถดำเนินไปในลักษณะที่ชุมชนพืชเป็นตัวกลางระหว่างชุมชนสัตว์กินพืชได้^{[ 45 ]}โดยทั่วไปแล้วชุมชนพืชที่มีความหลากหลายมากกว่าจะรักษาความอุดมสมบูรณ์ของสัตว์กินพืชได้มากกว่า โดยการจัดหาทรัพยากรที่หลากหลายและมากขึ้น^{[ 46 ]}

วิวัฒนาการร่วมและ ความสัมพันธ์ ทางสายพันธุ์ระหว่างสัตว์กินพืชและพืชเป็นแง่มุมที่สำคัญของอิทธิพลของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสัตว์กินพืชและพืชที่มีต่อชุมชนและการทำงานของระบบนิเวศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับแมลงกินพืช^{[ 38 ] [ 45 ] [ 47 ]}สิ่งนี้เห็นได้ชัดจากการปรับตัวที่พืชพัฒนาขึ้นเพื่อทนต่อและ/หรือป้องกันตนเองจากการถูกแมลงกินพืชกัดกิน และการตอบสนองของสัตว์กินพืชเพื่อเอาชนะการปรับตัวเหล่านี้ วิวัฒนาการของปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืชที่เป็นปฏิปักษ์และเป็นประโยชน์ต่อกันนั้นไม่ได้แยกจากกันโดยสิ้นเชิงและอาจเกิดขึ้นพร้อมกันได้^{[ 48 ]}พบว่าสายพันธุ์ของพืชช่วยอำนวยความสะดวกในการตั้งถิ่นฐานและการประกอบชุมชนของสัตว์กินพืช และมีหลักฐานของการเชื่อมโยงทางสายพันธุ์ระหว่างความหลากหลายเบต้าของ พืช และความหลากหลายเบต้า ทางสายพันธุ์ของ กลุ่มแมลงเช่นผีเสื้อ^{[ 45 ]}การตอบสนองเชิงนิเวศวิวัฒนาการระหว่างพืชและสัตว์กินพืชประเภทนี้มีแนวโน้มที่จะเป็นแรงผลักดันหลักเบื้องหลังความหลากหลายของพืชและสัตว์กินพืช^{[ 45 ] [ 49 ]}

ปัจจัยทางชีวภาพ เช่นสภาพภูมิอากาศและลักษณะทางชีวภูมิศาสตร์ส่งผลกระทบต่อชุมชนและปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืช ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ชุ่มน้ำจืดเขตอบอุ่น ชุมชนนกน้ำกินพืชจะเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล โดยชนิดที่กินพืชเหนือดินจะมีจำนวนมากในช่วงฤดูร้อน และชนิดที่หากินใต้ดินจะมีอยู่ในช่วงฤดูหนาว^{[ 37 ] [ 42 ]}ชุมชนสัตว์กินพืชตามฤดูกาลเหล่านี้แตกต่างกันทั้งในด้านองค์ประกอบและหน้าที่ภายในระบบนิเวศของพื้นที่ชุ่มน้ำ^{[ 42 ]}ความแตกต่างในรูปแบบการกินพืชของสัตว์กินพืชดังกล่าวอาจนำไปสู่การแลกเปลี่ยนที่ส่งผลต่อลักษณะของสายพันธุ์ และอาจนำไปสู่ผลกระทบแบบสะสมต่อ องค์ประกอบ ของชุมชนและการทำงานของระบบนิเวศ^{[ 37 ] [ 42 ]}การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลและความลาดชันของสิ่งแวดล้อม เช่น ระดับความสูงและละติจูดมักส่งผลต่อความน่ากินของพืช ซึ่งส่งผลต่อองค์ประกอบของชุมชนสัตว์กินพืช และในทางกลับกัน^{[ 38 ] [ 50 ]}ตัวอย่างเช่น การลดลงของจำนวนตัวอ่อนที่กัดกินใบไม้ในฤดูใบไม้ร่วงเมื่อความน่ากินของใบไม้เนื้อแข็งลดลงเนื่องจาก ระดับ แทนนินที่ เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้ความหลากหลายของชนิด สัตว์ขาปล้องลดลง ^{[ 51 ]}และความน่ากินของชุมชนพืชเพิ่มขึ้นในระดับความสูงที่สูงขึ้นซึ่ง จำนวน ตั๊กแตนลดลง^{[ 38 ]}ปัจจัยกดดันทางสภาพภูมิอากาศ เช่นการเป็นกรดของมหาสมุทรอาจนำไปสู่การตอบสนองในปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืชที่เกี่ยวข้องกับความน่ากินได้เช่นกัน^{[ 52 ]}

กลไกการป้องกันมากมายที่พืชแสดงออกมานั้นหมายความว่าสัตว์กินพืชจำเป็นต้องมีทักษะหลากหลายเพื่อเอาชนะกลไกการป้องกันเหล่านี้และหาอาหาร ทักษะเหล่านี้ช่วยให้สัตว์กินพืชสามารถเพิ่มการกินและการใช้ประโยชน์จากพืชเจ้าบ้านได้ สัตว์กินพืชมีกลยุทธ์หลักสามประการในการรับมือกับกลไกการป้องกันของพืช ได้แก่ การเลือก การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของสัตว์กินพืช และการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของพืช

การเลือกกินอาหารเกี่ยวข้องกับพืชที่สัตว์กินพืชเลือกกิน มีการเสนอแนะว่าสัตว์กินพืชหลายชนิดกินพืชหลากหลายชนิดเพื่อรักษาสมดุลการดูดซึมสารอาหารและเพื่อหลีกเลี่ยงการบริโภคสารเคมีป้องกันตัวชนิดใดชนิดหนึ่งมากเกินไป อย่างไรก็ตาม นี่เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างการหาอาหารจากพืชหลายชนิดเพื่อหลีกเลี่ยงสารพิษหรือการเลือกกินพืชชนิดเดียวที่สามารถกำจัดสารพิษได้^{[ 53 ]}

^{การดัดแปลงของสัตว์กินพืช เกิด}ขึ้นเมื่อการปรับตัวต่างๆ ของร่างกายหรือระบบย่อยอาหารของสัตว์กินพืชช่วยให้พวกมันเอาชนะกลไกการป้องกันของพืชได้ ซึ่งอาจรวมถึงการล้างพิษเมตาโบไลต์รอง [ ^{54 ]}การกักเก็บสารพิษโดยไม่เปลี่ยนแปลง^{[ 55 ]}หรือการหลีกเลี่ยงสารพิษ เช่น การผลิตน้ำลาย จำนวนมาก เพื่อลดประสิทธิภาพของกลไกการป้องกัน สัตว์กินพืชอาจใช้สิ่งมีชีวิตร่วมอาศัยเพื่อหลีกเลี่ยงกลไกการป้องกันของพืช ตัวอย่างเช่น เพลี้ยบางชนิดใช้แบคทีเรียในลำไส้เพื่อจัดหากรดอะมิโน ที่จำเป็น ซึ่งขาดไปในอาหารที่เป็นน้ำเลี้ยงพืช^{[ 56 ]}

การดัดแปลงพืชเกิดขึ้นเมื่อสัตว์กินพืชจัดการพืชที่เป็นเหยื่อเพื่อเพิ่มการกิน ตัวอย่างเช่น หนอนผีเสื้อบางชนิดม้วนใบเพื่อลดประสิทธิภาพของกลไกป้องกันของพืชที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงแดด^{[ 57 ]}

กลไกการป้องกันของพืชเป็นลักษณะเฉพาะที่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของพืชเมื่อเผชิญกับการถูกสัตว์กินพืชทำลาย โดยวัดจากความแข็งแรงของพืชเมื่อเทียบกับพืชชนิดอื่นที่ไม่มีลักษณะการป้องกันนั้น กลไกการป้องกันของพืชช่วยเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดและ/หรือการสืบพันธุ์ (ความแข็งแรง) ของพืชภายใต้แรงกดดันจากการถูกสัตว์กินพืชทำลาย

การป้องกันสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ ความทนทานและความต้านทาน ความทนทานคือความสามารถของพืชในการทนต่อความเสียหายโดยไม่ทำให้ความแข็งแรงลดลง^{[ 58 ]}ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้โดยการเบี่ยงเบนการกินพืชไปยังส่วนที่ไม่จำเป็นของพืช การจัดสรรทรัพยากร การเจริญเติบโตชดเชย หรือโดยการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วและการฟื้นตัวจากการถูกกินโดยสัตว์กินพืช^{[ 59 ]}ความต้านทานหมายถึงความสามารถของพืชในการลดปริมาณความเสียหายที่ได้รับจากสัตว์กินพืช^{[ 58 ]}ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้โดยการหลีกเลี่ยงในพื้นที่หรือเวลา^{[ 60 ]}การป้องกันทางกายภาพ หรือการป้องกันทางเคมี การป้องกันอาจเป็นแบบคงที่ คือมีอยู่ในพืชเสมอ หรือแบบเหนี่ยวนำ คือผลิตหรือเคลื่อนย้ายโดยพืชหลังจากได้รับความเสียหายหรือความเครียด^{[ 61 ]}

การป้องกันทางกายภาพหรือทางกลไกเป็นสิ่งกีดขวางหรือโครงสร้างที่ออกแบบมาเพื่อยับยั้งสัตว์กินพืชหรือลดอัตราการกิน ทำให้การกินพืชโดยรวมลดลง หนามเช่นหนาม ที่พบในต้นอะคาเซีย เป็นตัวอย่างหนึ่ง เช่นเดียวกับหนามบนต้นกระบองเพชรหรือหนามแหลมบนดอกกุหลาบ ขนขนาดเล็กที่เรียกว่า ไตรโคมอาจปกคลุมใบหรือลำต้นและมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการป้องกันสัตว์กินพืชไม่มีกระดูกสันหลัง^{[ 62 ]}นอกจากนี้ พืชบางชนิดยังมีแว็กซ์หรือเรซินที่เปลี่ยนเนื้อสัมผัส ทำให้ยากต่อการกิน นอกจากนี้ การรวมซิลิกาเข้ากับผนังเซลล์ยังคล้ายคลึงกับบทบาทของลิกนินในแง่ที่ว่ามันเป็นส่วนประกอบโครงสร้างที่ทนต่อแรงอัดของผนังเซลล์ ดังนั้นพืชที่มีผนังเซลล์ที่อัดแน่นด้วยซิลิกาจึงได้รับการปกป้องจากการถูกกินโดยสัตว์กินพืชในระดับหนึ่ง^{[ 63 ]}

การป้องกันทางเคมีคือเมตาโบไลต์รองที่พืชผลิตขึ้นเพื่อยับยั้งการกินพืช มีสารเหล่านี้หลากหลายชนิดในธรรมชาติ และพืชชนิดเดียวอาจมีการป้องกันทางเคมีที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิด การป้องกันทางเคมีสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก ได้แก่ การป้องกันที่ใช้คาร์บอนเป็นพื้นฐานและการป้องกันที่ใช้ไนโตรเจนเป็นพื้นฐาน^{[ 64 ]}

1. สารป้องกันที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ ได้แก่เทอร์พีนและฟีนอล เทอร์พีนได้มาจากหน่วยไอโซพรีน 5 คาร์บอน และประกอบด้วยน้ำมันหอมระเหย แคโรทีนอยด์ เรซิน และน้ำยาง พวกมันมีหน้าที่หลายอย่างที่ขัดขวางสัตว์กินพืช เช่น การยับยั้งการสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ฮอร์โมน การลอกคราบ หรือระบบประสาท^{[ 65 ]}ฟีนอลประกอบด้วยวงแหวนคาร์บอนอะโรมาติกและหมู่ไฮดรอกซิล มีฟีนอลหลายชนิด เช่น ลิกนิน ซึ่งพบในผนังเซลล์และย่อยยากมาก ยกเว้นจุลินทรีย์เฉพาะทางแทนนินซึ่งมีรสขมและจับกับโปรตีนทำให้ย่อยไม่ได้ และฟูราโนคูเมอริน ซึ่งสร้างอนุมูลอิสระที่รบกวน DNA โปรตีน และไขมัน และอาจทำให้เกิดการระคายเคืองผิวหนัง
2. สารป้องกันตัวที่ใช้ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักนั้น สังเคราะห์ขึ้นจากกรดอะมิโน และส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของอัลคาลอยด์และไซยาโนเจน อัลคาลอยด์ได้แก่สารที่คุ้นเคยกันดี เช่นคาเฟอีนนิโคตินและมอร์ฟีนสารประกอบเหล่านี้มักมีรสขม และสามารถยับยั้งการสังเคราะห์ดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอ หรือขัดขวางการส่งสัญญาณของระบบประสาทได้ ส่วนไซยาโนเจนนั้นได้ชื่อมาจากสารไซยาไนด์ที่สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อ ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาเมื่อพืชได้รับความเสียหาย และยับยั้งการหายใจระดับเซลล์และการขนส่งอิเล็กตรอน

พืชยังมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่เพิ่มโอกาสในการดึงดูดศัตรูตามธรรมชาติมาสู่สัตว์กินพืช บางชนิดปล่อยสารเคมีที่เป็นกลิ่นซึ่งดึงดูดศัตรูตามธรรมชาติ ในขณะที่บางชนิดจัดหาอาหารและที่อยู่อาศัยเพื่อรักษาศัตรูตามธรรมชาติไว้ เช่นมดที่ช่วยลดการกินพืช^{[ 66 ]}พืชชนิดหนึ่งมักมีกลไกการป้องกันหลายประเภท ทั้งทางกลหรือทางเคมี ทั้งแบบที่เกิดขึ้นเองหรือแบบที่ถูกกระตุ้น ซึ่งช่วยให้มันหลีกหนีจากสัตว์กินพืชได้^{[ 67 ]}

ตามทฤษฎี ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง ผู้ล่าและเหยื่อ ความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์กินพืชและพืชเป็นวัฏจักร^{[ 68 ]}เมื่อเหยื่อ (พืช) มีจำนวนมาก ผู้ล่า (สัตว์กินพืช) ก็จะเพิ่มจำนวนขึ้น ทำให้ประชากรเหยื่อลดลง ซึ่งส่งผลให้จำนวนผู้ล่าลดลงตามไปด้วย^{[ 68 ]}ในที่สุดประชากรเหยื่อก็จะฟื้นตัว เริ่มต้นวัฏจักรใหม่ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าประชากรของสัตว์กินพืชจะผันผวนรอบความสามารถในการรองรับของแหล่งอาหาร ในกรณีนี้คือพืช

ปัจจัยหลายประการมีผลต่อประชากรที่ผันผวนเหล่านี้และช่วยรักษาเสถียรภาพของพลวัตระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ ตัวอย่างเช่น ความไม่สม่ำเสมอเชิงพื้นที่ยังคงอยู่ ซึ่งหมายความว่าจะมีกลุ่มพืชที่ไม่พบโดยสัตว์กินพืชอยู่เสมอ พลวัตที่รักษาเสถียรภาพนี้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสัตว์กินพืชเฉพาะที่กินพืชเพียงชนิดเดียว และป้องกันไม่ให้สัตว์กินพืชเฉพาะเหล่านี้ทำลายแหล่งอาหารของพวกมัน^{[ 69 ]}การป้องกันตัวของเหยื่อยังช่วยรักษาเสถียรภาพของพลวัตระหว่างผู้ล่าและเหยื่อ และสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสัมพันธ์เหล่านี้ โปรดดูส่วนเกี่ยวกับการป้องกันตัวของพืช การกินเหยื่อชนิดที่สองช่วยให้ประชากรของสัตว์กินพืชมีเสถียรภาพ^{[ 69 ]}การสลับระหว่างพืชสองชนิดขึ้นไปทำให้ประชากรของสัตว์กินพืชมีเสถียรภาพ ในขณะที่ประชากรของพืชผันผวน^{[ 68 ]}สิ่งนี้มีบทบาทสำคัญสำหรับสัตว์กินพืชทั่วไปที่กินพืชหลากหลายชนิด สัตว์กินพืชที่เป็นกุญแจสำคัญช่วยควบคุมประชากรของพืชและช่วยให้มีความหลากหลายมากขึ้นทั้งสัตว์กินพืชและพืช^{[ 69 ]}เมื่อสัตว์กินพืชหรือพืชรุกรานเข้ามาในระบบ ความสมดุลจะถูกทำลาย และความหลากหลายอาจลดลงจนกลายเป็นระบบโมโนแท็กซอน^{[ 69 ]}

ความสัมพันธ์แบบโต้ตอบกันไปมาระหว่างการป้องกันของพืชและการโจมตีของสัตว์กินพืช ทำให้เกิดวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างพืชและสัตว์กินพืช ส่งผลให้เกิด "การแข่งขันทางอาวุธวิวัฒนาการร่วมกัน" ^{[ 54 ] [ 70 ]}กลไกการหลบหนีและการแพร่กระจายของวิวัฒนาการร่วมกัน นำเสนอแนวคิดที่ว่าการปรับตัวในสัตว์กินพืชและพืชที่เป็นโฮสต์ของพวกมัน เป็นแรงผลักดันเบื้องหลังการเกิดสปีชีส์ใหม่^{[ 71 ] [ 72 ]}

แม้ว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างการกินพืชและการป้องกันพืชส่วนใหญ่จะเป็นไปในทางลบ โดยที่ฝ่ายหนึ่งลดความเหมาะสมของอีกฝ่ายหนึ่ง แต่บางส่วนก็เป็นประโยชน์ การกินพืชที่เป็นประโยชน์นี้อยู่ในรูปแบบของความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่งกันและกัน โดยที่ทั้งสองฝ่ายได้รับประโยชน์จากปฏิสัมพันธ์นั้นการกระจายเมล็ดโดยสัตว์กินพืชและการผสมเกสรเป็นสองรูปแบบของการกินพืชแบบพึ่งพาซึ่งกันและกัน โดยที่สัตว์กินพืชได้รับแหล่งอาหารและพืชได้รับความช่วยเหลือในการสืบพันธุ์^{[ 73 ]}พืชยังสามารถได้รับผลกระทบจากสัตว์กินพืชทางอ้อมผ่านการรีไซเคิลสารอาหารโดยที่พืชได้รับประโยชน์จากสัตว์กินพืชเมื่อสารอาหารถูกรีไซเคิลอย่างมีประสิทธิภาพมาก^{[ 48 ]}อีกรูปแบบหนึ่งของความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่งกันและกันระหว่างพืชและสัตว์กินพืชคือการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพต่อสิ่งแวดล้อมและ/หรือโครงสร้างของชุมชนพืชโดยสัตว์กินพืชซึ่งทำหน้าที่เป็นวิศวกรระบบนิเวศเช่นการนอนแช่โคลนของกระทิง^{[ 74 ]}หงส์สร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาซึ่งกันและกันกับพืชที่พวกมันหากินโดยการขุดและรบกวนตะกอนซึ่งกำจัดพืชที่แข่งขันกันและทำให้พืชชนิดอื่นสามารถเข้ามาอาศัยได้^{[ 37 ] [ 42 ]}

เมื่อสัตว์กินพืชได้รับผลกระทบจากห่วงโซ่อาหารชุมชนพืชก็อาจได้รับผลกระทบทางอ้อม^{[ 75 ]}ผลกระทบเหล่านี้มักเกิดขึ้นเมื่อประชากรผู้ล่าลดลงและประชากรสัตว์กินพืชไม่จำกัดอีกต่อไป ซึ่งนำไปสู่การหากินของสัตว์กินพืชอย่างเข้มข้นซึ่งสามารถกดดันชุมชนพืชได้^{[ 76 ]}เนื่องจากขนาดของสัตว์กินพืชมีผลต่อปริมาณพลังงานที่ต้องการ สัตว์กินพืชขนาดใหญ่จึงต้องหากินพืชที่มีคุณภาพสูงกว่าหรือจำนวนมากกว่าเพื่อให้ได้รับสารอาหารและพลังงานในปริมาณที่เหมาะสมเมื่อเทียบกับสัตว์กินพืชขนาดเล็ก^{[ 77 ]}การเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมจากกวางหางขาว ( Odocoileus virginianus ) ในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียวมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงชุมชนพืช^{[ 78 ]}ผ่านการกินพืชมากเกินไปและทำให้ โครงการ ฟื้นฟูป่า ต้องเสียค่าใช้จ่าย สูงถึง 750 ล้านดอลลาร์ต่อปี ตัวอย่างอื่นของห่วงโซ่อาหารที่เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและสัตว์กินพืชคือระบบนิเวศแนวปะการังปลากินพืชและสัตว์ทะเลเป็น ผู้กิน สาหร่ายและสาหร่ายทะเลที่สำคัญ และหากไม่มีปลากินพืช ปะการังก็จะถูกแย่งชิงทรัพยากร และสาหร่ายทะเลก็จะแย่งแสงแดดจากปะการัง^{[ 79 ]}

ความเสียหายต่อพืชผลทางการเกษตรจากสายพันธุ์เดียวกันมีมูลค่ารวมประมาณ 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐทุกปี ความเสียหายจากแมลงต่อพืชผลยังก่อให้เกิดการสูญเสียพืชผลประจำปีในสหรัฐอเมริกาเป็นจำนวนมาก^{[ 80 ]}สัตว์กินพืชยังส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจผ่านรายได้ที่เกิดจากการล่าสัตว์และการท่องเที่ยวเชิงนิเวศ ตัวอย่างเช่น การล่าสัตว์กินพืช เช่น กวางหางขาว กระต่ายป่า แอนติโลป และกวางเอลก์ในสหรัฐอเมริกา มีส่วนสำคัญต่ออุตสาหกรรมการล่าสัตว์ที่มีมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี การท่องเที่ยวเชิงนิเวศเป็นแหล่งรายได้หลัก โดยเฉพาะในแอฟริกา ซึ่งสัตว์กินพืชเลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่หลายชนิด เช่น ช้าง ม้าลาย และยีราฟ ช่วยนำรายได้เทียบเท่าหลายล้านดอลลาร์สหรัฐมาสู่ประเทศต่างๆ ในแต่ละปี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับสัตว์กินพืช

• บ็อบ สเตราส์, 2008, ไดโนเสาร์กินพืช เก็บถาวรเมื่อ 18 พฤศจิกายน 2012 ที่Wayback Machine , เดอะนิวยอร์กไทมส์
• Danell, K., R. Bergström, P. Duncan, J. Pastor (บรรณาธิการ)(2006) นิเวศวิทยาของสัตว์กินพืชขนาดใหญ่ พลวัตของระบบนิเวศ และการอนุรักษ์เคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร : สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ 506 หน้า  ISBN 0-521-83005-2
• Crawley, MJ (1983) การกินพืช: พลวัตของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสัตว์และพืชอ็อกซ์ฟอร์ด: Blackwell Scientific. 437 หน้า  ISBN 0-632-00808-3
• Olff, H., VK Brown, RH Drent (บรรณาธิการ) (1999) สัตว์กินพืช: ระหว่างพืชและผู้ล่าอ็อกซ์ฟอร์ด; มัลเดน, แมสซาชูเซตส์: Blackwell Science. 639 หน้า  ISBN 0-632-05155-8

• เว็บไซต์แหล่งข้อมูลเกี่ยวกับสัตว์กินพืช
• การป้องกันของสัตว์กินพืชของSenecio viscusus
• การป้องกันตัวจากสัตว์กินพืชในลินเดอราเบนโซอิน
• เว็บไซต์ของห้องปฏิบัติการวิจัยการกินพืชของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์