Interação entre plantas e beija-flores em diferentes escalas espaciais

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Isabela Galarda Varassin

Coorientador: Prof.º Dr.º Bo Dalsgaard

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 28/03/2018

Inclui referências

Resumo: Interações entre plantas e polinizadores são essenciais para a maioria das Angiospermas e para um grande número de espécies animais. Dessa forma, o entendimento dos mecanismos que controlam a ocorrência das interações nas comunidades biológicas é imprescindível para a conservação dessa importante função ecossistêmica. Nessa tese, o objetivo geral foi de contribuir para o entendimento de como diferentes fatores determinam o padrão de distribuição das interações planta-polinizador dentro de comunidades e entre comunidades. No Capítulo 1, investigamos como interações beija-flor-planta variam entre localidades na região Neotropical. O turnover de interações aumentou rapidamente ao longo de gradientes ecológicos, devido a um rápido turnover de plantas e beija-flores. O turnover de interações foi melhor predito por diferentes variáveis ecológicas em diferentes domínios biogeográficos situados dentro da região Neotropical, evidenciando não estacionaridade em padrões macroecológicos de turnover de interações. A forte associação do turnover de interações com gradientes ecológicos reflete um possível efeito da história biogeográfica e de filtros ambientais atuando no passado e no presente, na distribuição de plantas e beija-flores. No Capítulo 2, investigamos a importância relativa do esforço amostral temporal e espacial para a descrição de uma rede beija-flor-planta localizada na Mata Atlântica brasileira. Os resultados mostraram uma maior importância do esforço amostral temporal para a detecção de interações. Apesar da menor importância do esforço amostral espacial, uma reduzida intensidade no esforço espacial é ainda necessária, facilitando a observação de interações em plantas menos na área de estudo. A conectância das redes mostrou uma diminuição enquanto o H2' foi relativamente estável ao longo do gradiente de esforço amostral espacial e temporal. Nossos resultados reforçam a existência de um forte efeito amostral, majoritariamente relacionado ao esforço temporal, em observações de interações entre plantas e polinizadores em campo. Além disso, enfatizamos a robustez do índice H2' para a descrição da especialização da rede. No Capítulo 3, usamos dados de interação entre plantas e beija-flores, provenientes de uma rede de interação local da Mata Atlântica brasileira, para investigar se, em cenários de perturbação no determinantes de interação, a manutenção de determinantes de interação relacionados a morfologia ou fenologia das espécies reduziria a modificação na distribuição das probabilidades de interação na rede. Além disso, buscamos entender como a probabilidade de interação das espécies seriam modificadas quando esses determinantes fossem mantidos sem perturbação. Os resultados mostraram consequências contrastantes. Por um lado, mantendo determinantes morfológicos e fenológicos não perturbados reduz a mudança geral nas probabilidades de interação da rede de interação. No entanto, para espécies que possuem especialização nos atributos morfológicos e fenológicos relacionados à polinização, isso pode resultar em um maior rico de drástica redução nas oportunidades de interação. Isso pode impedir um rápido processo de adaptação em situações de perturbação adversa. Palavras-chave: Brasil. Esforço amostral. Floresta Atlântica. Gradientes ecológicos. Paraná. Perturbação. Polinização. Redes de interação. Turnover de interações.

Abstract: Plant-pollinator interactions are essential for most flowering plants and a great number of animal species. In this way, the elucidation of the mechanisms that control the occurrence of pollination interactions across communities is important for the conservation of this ecosystem function. Currently, we know that many factors act in complex ways to determine which species will interact across ecological communities. In this thesis, our general objective was to contribute to the knowledge on how different factors act to determine the pattern of interactions distribution within and across communities in different spatial scales. In the Chapter 1, we investigated how plant-hummingbird interactions vary across interaction networks in the Neotropical region. Interaction turnover between networks increased sharply along ecological gradients due to rapid plant and hummingbird species turnover. We found different predictors acting as main factors across different biogeographical units, revealing the importance of spatial non-stationarity at macroecological patterns of interaction turnover. The strong association of the interaction turnover with ecological gradients possibly reflects species biogeographical history and the contemporary or past effects of environmental filters. In the Chapter 2, we investigated the relative importance of temporal and spatial sampling effort for the description of a local Brazilian Atlantic rainforest plant-hummingbird interaction network. Our results showed that the temporal sampling effort had a major role on the detection of unique interactions. Although the spatial sampling effort had a minor influence, we showed that small intensities of spatial effort are still important, facilitating the observation of interactions on less common plants. The connectance showed a small decrease while the H2' was more stable along the spatial and temporal sampling effort gradient. Our results reinforce the existence of strong sampling effects in description of interaction networks, primarily related to the temporal effort when observing pollination interactions in the field. Furthermore, they emphasize the robustness of the H2'specialization index for the description of interaction networks. In the Chapter 3, we used interaction data from a local Atlantic rainforest plant-hummingbird network (the same as in Chapter 2) to understand if, in scenarios where the interaction drivers were perturbed, the maintenance of morphological and phenological interaction drivers unperturbed would reduce the overall modification on the distribution of interaction probabilities. Moreover, we aimed to understand how different species interaction probabilities would change when maintaining these drivers unperturbed. Our results showed contrasting consequences on the robustness from changes on pollination-related traits following perturbations. In one hand, keeping morphological and phenological drivers unperturbed reduced the general modification on interaction probabilities within the network. Nevertheless, for species that are specialized on their morphological and phenological traits, this might result in na enhanced risk of the interaction chance. Key words: Atlantic rainforest. Brazil. Ecological gradients. Interaction networks. Interaction turnover. Paraná. Perturbation. Pollination. Sampling effort.