Especificidade por hospedeiro, abundância e prevalência de ervas-de- passarinho (Psittacanthus – Loranthaceae) em uma savana amazônica afetada por queimadas

Abstract

Mistletoes are photosynthetic hemi-parasitic plants commonly associated to savanna trees and shrubs, showing various degrees of host specialization. I predict that the distribution of mistletoes may depend on their specialization in relation to potential hosts, of seed dispersal efficiency to the right and compatible hosts, and on directly/indirectly influences of local natural environmental factors (i.e. fire events). The aim of this study was to understand how the distribution of different mistletoes is determined by intrinsic and extrinsic factors at different spatial scales. The factors that explain their distribution may be historical, as well as ecological, or environmental, depending on the scale there are evaluated. Additionally, to subsidy large scale monitoring studies on mistletoes; I investigated whether single surveys could underestimate the presence of mistletoe seeds and of infections on their host trees. Three sympatric mistletoe species of the genus Psittacanthus (Loranthaceae) were considered, all of them from an isolated Amazonian savanna, near Alter do Chão, Pará, Brazil. In the first chapter, I found a low overlap among trees used as hosts by the three mistletoe species in an area that has been unburned for about 10 years. Mistletoe-host compatibility, instead of seed dispersal, was the main factors responsible for this pattern observed. In the second chapter, I conducted a three-year study to investigate the distribution of P. plagiophyllus at small spatial scale, the most common mistletoe species. Seed dispersal performed by Elaenia cristata (Tyrannidae, Aves) was more important than host tree conditions (tree size, presence of infections) to determine mistletoe aggregation among host trees of the same species. In the third chapter, I showed that repeated surveys conducted to the same host trees could improve the detection of mistletoe seeds by 50%. Furthermore, single surveys were not efficient to detect perfectly previous established infections. In the last chapter, the information gathered from chapter 1 was used together with simultaneous observers to survey all host trees for mistletoes in 35 savanna plots, under different fire histories, within an area of 100 km2. Furthermore, 19 study sites were used to determine the effect of fire on the post-recolonization dynamics of P. plagiophyllus. High tolerance to fire and successful colonization after fire events were probably the main factors determining the distribution of these species in the savanna. Psittacanthus plagiophyllus was the only species affected by fire frequency. However, this species was widely distributed and had the higher prevalence among all mistletoes. Psittacanthus collum-cygni was more abundant very close to forest edges than in a hundred meters farther away in continuous savanna. Psittacanthus biternatus, the most generalist and fire resistant species, had a very low prevalence, which could be related to its low reproductive rate, and therefore, its lower ability to recolonize after fire. Finally, P. plagiophyllus was able to colonize areas one year after light fires, but was less likely to colonize areas with highly intense fires.Ervas-de-passarinho são plantas hemiparasitas fotossintetizantes comumente associadas a árvores e arbustos de savanas, apresentando vários graus de especialização por hospedeiros. A distribuição das ervas-de-passarinho pode depender do seu grau de especialização, da eficiência da dispersão de sementes para hospedeiros compatíveis, e das influências diretas e indiretas de fatores locais (i.e. queimadas) sobre suas populações. O principal objetivo deste estudo foi entender quais fatores determinam a distribuição das ervas-de-passarinho em diferentes escalas espaciais, variando desde a escala dentro de hospedeiros, entre hospedeiros distintos, e entre sítios de savana distintos. Os fatores que explicam a distribuição podem variar desde fatores históricos, assim como fatores ecológicos, e fatores ambientais, dependendo da escala espacial avaliada. Adicionalmente, para subsidiar estudos de monitoramento em larga escala para as ervas-de-passarinho, foi investigado se amostragens únicas aos hospedeiros poderiam subestimar a presença de sementes e infecções pré-estabelecidas de ervas-de-passarinho. Três espécies de ervas-de-passarinho do gênero Psittacanthus (Loranthaceae) foram consideradas, todas elas em uma mancha de savana isolada da Amazônia, próxima a Alter do Chão, Pará, Brasil. No primeiro capítulo, foi encontrada uma baixa sobreposição entre as espécies de árvores utilizadas como hospedeiras pelas três espécies de ervas-de-passarinho, em uma área que não foi queimada por aproximadamente 10 anos. A compatibilidade entre as ervas-de-passarinho e hospedeiros, ao invés da deposição de sementes, foi o principal fator relacionado ao padrão de uso de espécies de árvores pelas ervas-de-passarinho. No segundo capítulo, foi conduzido um estudo ao longo de três anos consecutivos para investigar a distribuição em pequena escala espacial de Psittacanthus plagiophyllus, a erva-de-passarinho mais comum deste estudo. A dispersão de sementes realizada pela ave Elaenia cristata (Tyrannidae) foi mais importante que características do hospedeiro (tamanho da árvore, presença de infecções) para determinar a agregação das ervas-de-passarinho entre hospedeiros de uma mesma espécie. No terceiro capítulo, mostrou-se que amostragens repetidas conduzidas no mesmo hospedeiro podem melhorar a detecção de sementes em até 50%. Além disso, amostragens únicas não foram completamente eficientes para detectar infecções previamente estabelecidas. No último capítulo, a informação acumulada do capítulo 1, referente aos hospedeiros utilizados pelas ervas-de-passarinho, foi utilizada junto com observações simultâneas para amostrar todos os indivíduos das espécies hospedeiras das ervas-de-passarinho em 35 parcelas de savana, sob diferentes históricos de fogo, numa área de 100 km2. Além disso, 19 sítios de estudo foram vii amostrados para determinar o efeito do fogo sobre a dinâmica de recolonização de P. plagiophyllus. A tolerância ao fogo e recolonizações bem sucedidas são provavelmente os principais fatores determinando a distribuição destas espécies na savana. Psittacanthus plagiophyllus foi a única espécie significativamente afetada pela frequência de fogo. Entretanto, esta espécie foi amplamente distribuída e obteve a maior prevalência entre todas as ervas-de-passarinho. Psittacanthus collum-cygni foi mais abundante bem perto das bordas das florestas do que cerca de 100 m longe delas. Psittacanthus biternatus, a espécie mais generalista e resistente ao fogo, obteve uma prevalência muito baixa, o que pode estar relacionado à baixa taxa reprodutiva da espécie e, portanto, deve possuir uma baixa habilidade de recolonizar após o fogo. Finalmente, P. plagiophyllus foi capaz de colonizar áreas um ano após queimadas de baixa intensidade, mas menos apta a colonizar áreas com alta intensidade de fogo