Orientador: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Em florestas tropicais, formigas de folhiço são freqüentemente vistas em interação com diásporos vegetais (frutos e sementes). Em alguns casos, esta interação oportunista resulta em um mutualismo. Enquanto formigas se beneficiam ao alimentar-se de partes carnosas nutritivas (i.e., polpa,...

Resumo: Em florestas tropicais, formigas de folhiço são freqüentemente vistas em interação com diásporos vegetais (frutos e sementes). Em alguns casos, esta interação oportunista resulta em um mutualismo. Enquanto formigas se beneficiam ao alimentar-se de partes carnosas nutritivas (i.e., polpa, arilo), elas podem beneficiar a semente, por exemplo, ao aumentar sua chance de germinação ou ao dispersá-la para micro-sítios ricos em nutrientes. Portanto, para algumas espécies de plantas, a perda de interações formiga-diásporo pode implicar numa redução do recrutamento de novos indivíduos. Nesta tese, estudamos os padrões de interação entre formigas e diásporos em dois tipos contrastantes de florestas, representativos do que resta da Floresta Atlântica no Estado de São Paulo: florestas contínuas (CFs) e fragmentos de floresta com vegetação secundária (FFs) (quatro áreas cada). Durante este estudo, quatro abordagens complementares foram adotadas. Primeiramente, registramos as interações entre formigas e diásporos em cada uma das oito áreas durante um ano. As principais famílias de plantas assim como os principais gêneros de formigas registrados correspondem a grupos importantes já listados em estudos prévios realizados neste bioma. Apesar da abundância similar de diásporos considerados atrativos entre os dois tipos de floresta, houve um maior número de interações na floresta contínua. Esta diferença é provavelmente devida à comunidade vegetal depauperada dos fragmentos, composta por espécies menos atrativas para as formigas. Com base no mesmo conjunto de dados, comparamos se a topologia das redes de interação formiga-fruto diferiu entre os dois tipos de floresta. Três das sete métricas calculadas foram afetadas pelo tipo de floresta. A diminuição do número de espécies de plantas nos fragmentos florestais parece ser um fator-chave para justificar os resultados obtidos. Na terceira abordagem, oferecemos um diásporo sintético rico em lipídios em estações de remoção para comparar a visitação e o comportamento das formigas entre os dois tipos florestais. Em geral, um maior número de espécies de formigas foi atraído às estações das CFs. A freqüência de grandes poneríneas (em especial, Pachycondyla striata) em interação com diásporos sintéticos foi mais elevada em CFs, estando relacionada com uma maior remoção de diásporos nestas áreas. Por fim, avaliamos experimentalmente se a manipulação prévia por aves (uma condição mais comum em florestas contínuas) afeta a atratividade de diásporos caídos em relação a formigas. Para este procedimento, utilizamos o arbusto Psychotria suterella (Rubiaceae), comum no subosque de nossa área de estudo e cujos diásporos são dispersos por aves. Frutos que já tiveram contato com vertebrados apresentaram uma maior chance de interagir com formigas. Este resultado sugere que espécies vegetais em florestas fragmentadas, comumente sujeitas à perda de seus dispersores primários, ainda são afetadas pela diminuição da atratividade de frutos intactos para formigas (dispersores secundários), a despeito da abundância destes insetos no chão da floresta. De forma geral, os resultados desta tese indicam que a fragmentação da Floresta Atlântica afeta negativamente as interações formiga-diásporo. Portanto, é possível que em fragmentos florestais haja uma diminuição dos potenciais benefícios a sementes e plântulas derivados da interação com formigas, podendo repercutir negativamente no recrutamento das plantas

Abstract: In tropical rainforests, ground-dwelling ants opportunistically interact with fleshy diaspores and, in some cases, this interaction can be classified as mutualistic. While ants gain from eating the nutritious fleshy parts, they may benefit the seed in two ways: (1) greater germination...

Abstract: In tropical rainforests, ground-dwelling ants opportunistically interact with fleshy diaspores and, in some cases, this interaction can be classified as mutualistic. While ants gain from eating the nutritious fleshy parts, they may benefit the seed in two ways: (1) greater germination success; and (2) directed dispersal to nutrient-rich microsites where seedlings grow better. Thus, for some plant species, the loss of ant-diaspore interactions may negatively affect plant recruitment. Here, we explore ant-diaspore interaction patterns in two divergent forest types, representing what has remained from the Brazilian Atlantic Forest of São Paulo State: continuous old-growth forests (CFs) and secondary forest fragments (FFs) (four sites each). During this study, four complementary approaches were adopted. First, we surveyed ant-diaspore interactions in all forest sites during one year. Main plant families and ant genera registered during our survey correspond to previous studies performed in this biome. In spite of the similar abundance of ant-attractive diaspores on the forest ground, there were striking differences on ant-diaspore interactions between continuous and fragmented forests. Differences are most certainly attributed to the species-poor plant community, composed by less attractive species, found in the fragments. Based on the same dataset, we investigated whether the topology of ant-diaspore interaction networks differed between our two studied forest types. Three out of seven network-level metrics calculated diverged between fragments and continuous forests. The decrease in the number of interacting plant species observed in the fragmented forests appears to be a key-factor for explaining the observed results. Third, we offered a lipid-rich synthetic diaspore in experimental removal stations to compare ant attendance and behavior between forest types. Again, the experiment evidenced differences between the opposing forest types. In general, a higher number of ant species was recorded in CFs. The frequency of large ponerines (mainly Pachycondyla striata) was higher in CFs, corresponding to the higher frequency of diaspore removal and the higher removal distances observed in these sites. Finally, we experimentally evaluated if previous handling by birds (a condition more frequent in continuous forests) would affect ant attendance to fallen fruits. For this approach, we used as a model the bird-dispersed species Psychotria suterella (Rubiaceae), a common treelet in the understory of our forest sites. As expected, "feces-embedded" and "mandibulated" P. suterella fruits had increased frequencies of ant attendance than "intact" fruits. This result suggests that plant species in fragmented forests, together with the pervasive loss of their primary seed dispersers, may also be affected by the decreased attractiveness of unhandled fruits to ants (secondary dispersers), in spite of the abundance of these insects on the forest floor. Altogether, our results indicate that Atlantic Forest fragmentation negatively affects ant-diaspore interactions with respect to most of the studied parameters. Therefore, we expect that fragments will present a decrease on ant-derived potential benefits to seeds and seedlings