O papel de interações bióticas e fatores abióticos na estruturação de comunidades de formigas na Amazônia Central

Abstract

Um dos principais objetivos da ecologia é determinar quais fatores determinam a co- ocorrência de espécies em assembleias locais. Esta tese de doutorado documentou os padrões de diversidade de formigas em diferentes florestas e escalas espaciais na Amazônia Central, e explorou os possíveis mecanismos ecológicos que resultam nesses padrões. O papel das interações antagônicas, como competição interespecífica e parasitismo, e restrições ambientais na organização de assembleias de formigas foi investigado através de estudos correlativos baseados em amostragem de campo em quatro locais. Os sítios estudados representam um gradiente latitudinal nas florestas amazônicas abrangendo ampla heterogeneidade ambiental, como áreas de savanas abertas e fechadas, florestas densas, e grande variação na disponibilidade de água do solo. A riqueza, abundância e composição de formigas também variou entre os sítios estudados. Modelos competitivos foram mais freqüentes em unidades amostrais menores ou nas assembleias de formigas amostradas com métodos interativos, como iscas artificiais. A distância percorrida entre as iscas e a entrada do ninho foi relativamente pequena, mesmo para as espécies ecologicamente dominantes. Ambos os resultados sugerem que a presença de espécies dominantes pode reduzir a riqueza de espécies de formigas em áreas pequenas, especialmente quando iscas artificiais são usadas, mas parece ser menos importante do que restrições ambientais na determinação da riqueza de espécies de formigas em escalas maiores. O papel de parasitas altamente especializados, que alteram o comportamento de seus hospedeiros para aumentar sua própria transmissão, na estruturação de comunidades de formigas também parece ser pequeno. Houve um desacoplamento entre os padrões de distribuição de espécies infectadas e não-infectadas, que sugere que o número de espécies hospedeiras adequadas para a manipulação comportamental é limitado. Esse resultado, associado ao pequeno número de indivíduos infectados ao redor das colônias, sugere que o efeito destes parasitas em escala regional também é limitado. A estrutura das assembleias de formigas estudadas foi mais fortemente relacionada com restrições ambientais do que interações antagônicas. Regionalmente, menos espécies de formigas foram encontradas em áreas com menor precipitação média em comparação com as áreas com maior disponibilidade de água. Localmente, a disponibilidade de água, estimada pela profundidade do lençol freático ao longo de um ano, também estiveram fortemente correlacionadas com alterações na estrutura das assembleias de formigas. Mais espécies de formigas foram encontradas em áreas com lençol freático relativamente raso. No entanto, as mudanças no número de espécies estão relacionadas com um aumento de espécies generalistas e a diminuição do número de predadores especialistas e espécies generalistas hipogéicas. Apesar da perturbação causada pelo lençol freático superficial aumentar a diversidade de formigas na escala do sítio, localmente ela reduz a diversidade funcional das assembleias de formigas.

One of the main goals in ecology is to determine which factors govern species co- occurence in local assemblages. This doctoral thesis documented the patterns of ant diversity across different forests and scales in Central Amazonia, and explored the possible mechanisms leading to these patterns. The role of antagonistic species interactions and environmental constraints on ant co-occurrence patterns were investigated through correlative studies based on field sampling at four sites. The sites cover a latitudinal gradient in Amazonian forests and encompass wide environmental heterogeneity, including areas of open and closed savannas, dense forests, and areas subject to different degrees soil water availability. The ant abundance, richness and composition also showed a marked variation between sites. Interference–competition models tended to be more frequent in smaller sample units or in assemblages sampled with interactive methods, such as baits. The distance traveled between bait and nest entrance, including the dominant species, was relatively small. Both results suggests that competition from ecologically dominant species may reduce species richness in small areas especially when artificial baits are used, but appears to be less important than environmental constraints in determining ant species richness across scales of hectares and greater. The role of highly specialized parasites, which alter the behavior of their hosts to increase their own transmission, in structuring ant communities also appears to be small. There is a mismatch between infected and non-infected species distribution patterns suggesting that the number of host species suitable for behavioral manipulation is limited. These results, associated with small number of infected individuals around the colonies, probably limit the effect of these parasites regionally. The structures of ant assemblages studied were more strongly related to environmental restrictions than antagonistic interactions, such as inter-specific competition and parasitism. Regionally, fewer ant species were found in areas with lower average rainfall compared with areas with more water availability. Locally, the soil water availability, estimated by the water-table depth along one year, was also strong correlated with changes in ant assemblage structure. More ant species were found in areas with relative shallow water table. However, changes in number of species were mainly a result of an increase in generalist species associated with a decrease in the number of specialist predators and small hypogaeic generalist foragers. Although disturbance by the water-table may increase ant diversity at site scale, it reduces the ant assemblage functional diversity locally.