Estruturação de comunidades e potencial para efeitos indiretos de plantas polinizadas por beija-flores na Floresta Atlântica

Orientador: Marlies SazimaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A interação entre plantas e polinizadores influencia a estruturação das comunidades de plantas. Espécies de plantas que compartilham polinizadores podem competir ou se facilitar por sua polinização, impactando as populações de plantas e por consequência, suas ocorrências nas comunidades. Porém, ainda são poucos os estudos que investigam a influência da polinização na estruturação das comunidades e por quais mecanismos as plantas compartilham polinizadores e potencialmente exercem efeitos indiretos entre si. Nesta dissertação, enfocamos comunidades de plantas polinizadas por beija-flores na Floresta Atlântica como modelo de estudo. Utilizando uma abordagem filogenética e funcional, investigamos como o parentesco evolutivo, diferentes atributos florais e abundâncias determinam a estruturação espacial e temporal destas comunidades (Capítulo 1) e a partilha de polinizadores entre as espécies de plantas (Capítulo 2). Encontramos estrutura filogenética aleatória e estrutura funcional e temporal agregadas, indicando que processos relacionados ao atributo das espécies são importantes na escala espacial avaliada. Plantas com atributos florais semelhantes e espécies mais abundantes tem maior potencial para efeitos indiretos por compartilharem mais beija-flores. O primeiro resultado reforça o acoplamento fenotípico como um mecanismo estruturando as interações entre plantas e beija-flores, enquanto o segundo mostra que abundâncias podem se tornar importantes ao avaliar efeitos indiretos entre plantas nas comunidades. Em geral, padrões em ecologia de comunidades são contingentes à história evolutiva e atributos das espécies. Neste estudo, demonstramos que comunidades de plantas polinizadas por beija-flores podem exibir uma estrutura nos atributos florais, possivelmente devido a interações indiretas entre plantas compartilhando beija-flores. Além disso, esta estrutura também pode levar a um maior potencial para efeitos indiretos entre estas plantasAbstract: Plant-pollinator interactions influence the assembly of plant communities. Plant species sharing pollinators engage on competitive or facilitative interactions for pollination, impacting plant populations and consequently, their occurrences in communities. However, there are few studies investigating how pollination influence community assembly and by which mechanisms plants have indirect effects when sharing pollinators. Here, we focused on hummingbird-pollinated plant communities of the Atlantic forest as study model. Using a phylogenetic and functional approach, we investigate how evolutionary relatedness, floral traits and abundances determine the spatial and temporal community assembly (Chapter 1) and pollinator-sharing among plant species (Chapter 2). We found random phylogenetic structure and clustered functional and temporal structure, indicating that trait-based processes increase in importance at the spatial scale evaluated. Plants with similar floral traits and abundant species have higher potential for indirect effects by sharing more hummingbird pollinators. The first result reinforces phenotypic match as a structuring mechanism of plant-hummingbird interactions, while the latter shows that abundance increases in importance when evaluating the indirect effects among plants in communities. In general, patterns in community ecology are contingent to the evolutionary history and traits of the species. Here we found that hummingbird-pollinated plant communities can exhibit a floral trait structure, possibly caused by indirect interactions between plants sharing pollinators. Moreover, these community structure can also lead to a higher potential for indirect effects between these plantsMestradoEcologiaMestre em Ecologia13188/2014-5CNP

Efeitos indiretos mediados por polinizadores em comunidades de plantas

Orientadores: Marlies Sazima, Marina Wolowski TorresTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: As plantas com flores frequentemente compartilham polinizadores, levando a efeitos indiretos mediados por estes. Apesar de muitos estudos terem avaliado estes efeitos entre pares de espécies de plantas, ainda não é clara a relação entre efeitos indiretos e processos ecológicos ao nível da comunidade. Assim, é incerto que fatores ecológicos determinam a direção dos efeitos indiretos mediados por polinizadores (de competição à facilitação) e como estes efeitos influenciam padrões e processos em comunidades de plantas. Neste sentido, caracterizar a denso-dependência na polinização e incorporar medidas de sucesso reprodutivo podem elucidar como os efeitos indiretos atuam em comunidades de plantas. Avaliamos os efeitos indiretos mediados por polinizadores ao nível da comunidade a partir da denso-dependência coespecífica e heteroespecífica na polinização e suas implicações na coexistência (Capítulo 1) e como esses efeitos indiretos afetam a estrutura e dinâmica (Capítulo 2) de uma comunidade de plantas de campos de altitude. Além disso, desenvolvemos um arcabouço teórico e analítico a partir da teoria de redes ecológicas para estudar efeitos indiretos mediados por polinizadores e o aplicamos à uma comunidade de plantas de dunas mediterrâneas (Capítulo 3) e à flora ornitófila de floresta tropical montana (Capítulo 4). Encontramos denso-dependência negativa (evidenciando competição intraspecífica em espécies abundantes) e facilitação interespecífica principalmente para espécies raras na polinização dos campos de altitude, uma combinação que favorece a coexistência nesta comunidade com baixa atividade de polinizadores. Além disso, especialização, display floral e grupo funcional de polinizador foram características ecológicas importantes que determinaram a direção da denso-dependência e de interações indiretas interespecíficas. Além disso, períodos com alta abundância de flores e baixa diversidade funcional de atributos reprodutivos estavam associados a maior sucesso reprodutivo nos campos de altitude. Estes padrões estruturais da comunidade evidenciam a prevalência de facilitação entre espécies com atributos reprodutivos similares entre si. Contudo, identificamos predominância de competição interespecífica na polinização influenciando o sucesso reprodutivo das plantas nas dunas mediterrâneas e facilitação interespecífica na polinização diminuindo a limitação polínica na flora ornitófila de floresta montana. Nestas duas comunidades os efeitos indiretos foram assimétricos: espécies de plantas generalistas e atrativas atuaram como as que causam os efeitos indiretos, enquanto que espécies especialistas e menos atrativas como as que recebem estes efeitos. Com isso, demonstramos como os efeitos indiretos mediados por polinizadores influenciam padrões e processos em comunidades de plantas. Em conclusão, fornecemos evidências que a polinização é um eixo importante do nicho, mediando interações entre plantas ao nível da comunidadeAbstract: Flowering plants often share pollinators, leading to pollinator-mediated indirect effects. Although several studies have evaluated pollinator-mediated effects between plant species pairs, it is still unclear how indirect effects determine ecological processes at the community-level. It is uncertain which ecological factors determine the direction of the pollinator-mediated indirect effects (from competition to facilitation) and how such effects influence patterns and processes in plant communities. In this context, assessments of density-dependence in pollination and the incorporation of fitness estimates may improve the understanding about how pollinator-mediated indirect effects act on plant communities. We evaluated pollinator-mediated indirect effects at the community-level by characterizing conspecific and heteroespecific density-dependence in pollination and its implications in coexistence (Chapter 1) and how such effects influence the structure and dynamics (Chapter 2) of a tropical highland grassland plant community. We also developed a theoretical and analytical framework using network theory to study pollinator-mediated indirect effects and applied it to a mediterranean dune plant community (Chapter 3) and to an ornithophilous flora of a tropical montane forest Park (Chapter 4). We found negative density-dependence (showing intraspecific competition for abundant plant species) and interspecific facilitation most for rare plant species in pollination of the highland grasslands, a combination that fosters coexistence in this community marked by low pollinator activity. Moreover, ecological factors such as specialization, floral display and pollinator functional group determined the direction of the density-dependence and interspecific indirect interactions. Otherwise, periods with high floral abundance and low functional diversity of reproductive traits were associated with high fitness in the highland grasslands. These structural community patterns highlight the prevalence of facilitation among species with similar reproductive traits. Nevertheless, we identified a predominance of interspecific competition in pollination influencing plant fitness in the mediterranean dunes and interspecific facilitation in pollination alleviating pollen limitation of the ornithophilous floral in the montane forest. The indirect effects were asymmetrical in these two communities: generalized and attractive plant species acted as the ones causing the indirect effects, whereas specialized and less attractive species as the ones receiving such effects. Thereby, we showed how pollinator-mediated indirect effects influence patterns and processes in plant communities. In summary, we provided evidence on how pollination is an important niche axis, mediating plant-plant interactions at the community-levelDoutoradoEcologiaDoutor em Ecologia2016/06434-0140254/2016-1FAPESPCNPq