The sphingophilous flora of a highland atlantic rainforest in the southeastern Brazil and mutualistic relationships with the Sphingidae fauna

Abstract

Polinização por esfingídeos é provavelmente um dos sistemas menos estudados em comunidades tropicais, especialmente na Mata Atlântica, que constitui um dos biomas mais diversos e ameaçados do planeta. Foram estudadas a flora esfingófila e a fauna de Sphingidae em uma área de Floresta Ombrófila Densa Montana (FODM) e analisados os processos ecológicos subjacentes às interações entre esfingídeos e plantas. Ao todo 24 espécies compuseram a flora esfingófila da área estudada, dentre as quais, quatro espécies possuem adaptações estritas à polinização por esfingídeos. A fauna de esfingídeos foi composta por 50 espécies com grande predomínio de mariposas com probóscides curtas. Plantas e esfingídeos apresentaram ajustamento morfológico significativo na distribuição dos comprimentos de tubos florais e de probóscides, porém ao contrário do padrão geral de outras áreas na região Neotropical, não houve ajustamento fenológico estrito entre esfingídeos e plantas na Mata Atlântica. A presença sazonal de mariposas com longas probóscides na área está relacionada principalmente a emigração de espécies oriundas de ecossistemas adjacentes à FODM. Limitação de polinizadores foi comum nas espécies vegetais mais especializadas o que limitou a produção de frutos. Os processos de seleção mediada por polinizadores nestas espécies, também foram afetados. Porém, processos locais de seleção mediada por polinizadores, provavelmente devem agir na estruturação de ajustamentos morfológicos entre esfingídeos e plantas, mesmo sendo variáveis no tempo e no espaço, conforme sugerem os resultados. Apesar da ausência de ajustamento fenológico estrito entre esfingídeos e plantas na Mata Atlântica, o padrão geral registrado em outros biomas sugere ocorrência de esfingídeos de longas probóscides coincidente com a floração de espécies esfingófilas com longos tubos florais. Como este grupo de plantas oferece maior quantidade de néctar em um "nicho privado" aos esfingídeos de longas probóscides, esse ajustamento fenológico poderia ser visto como estratégia para minimizar a competição por recursos florais entre mariposas com probóscides longas e curtas nas comunidades de Sphingidae.Hawkmoth pollination is probably one of the least studied pollination systems in tropical communities, particularly in the Atlantic Rainforest, one of the most diverse and threatened biomes in the world. In this work we studied the sphingophilous plants and the Sphingidae fauna in an area of Highland AtlanticRainforest (HARF) and analyzed the ecological processes underlying the interactions between plants and hawkmoths. Altogether, 24 species composed the sphingophilous flora recorded to the study site, among which four species had strict adaptations related to hawkmoth pollination. The hawkmoth fauna was composed of 50 species with great predominance of short-tongued moths. Hawkmoths and plants showed a significant morphological match in the distribution of floral tubes and proboscises lengths, but unlike the general pattern obtained for other areas in the Neotropical region, we did not record a strict phenological match between hawkmoths and plants in the Atlantic Rainforest. The seasonal occurrence of long-tongued moths in the study site is related mainly to the income of migrating species from adjacent ecosystems to the HARF. Pollinator-limitation was common in the most specialized sphingophilous plants limiting fruit-set. Pollinator-mediated selection processes in highly specialized species were also impaired. However, local processes of pollinator-mediated selection may operate structuring the morphological match between hawkmoths and plants in spite of being variable in time and space, as suggested by the results. Despite the absence of a strict phenological match between hawkmoths and plants in the Atlantic Rainforest, the general pattern recorded to other analyzed biomes suggests a concurrence of long-tongued hawkmoths and long-tubed flowers through the phenological time. Since this group of plants offers greater amounts of nectar in a "private niche" where only long-tongued hawkmoths can have access, such phenological match could be viewed as a strategy to reduce competition for floral resources between long- and short-tongued moths in the Sphingidae community