A dispersão como processo: uma abordagem sobre uma metacomunidade de besouros escarabeíneos

Abstract

Em Ecologia, estamos constantemente buscando padrões e, consequentemente, tentando inferir os processos que os explicam. No entanto, traçar estas relações é uma tarefa complicada, ilustrando um dos maiores desafios da ecologia em geral. A dispersão é um destes processos que atuam sobre os padrões de distribuição espacial das espécies na natureza, influenciando fortemente a dinâmica das populações e comunidades naturais em escalas locais e regionais. Regionalmente, a dispersão pode estruturar metacomunidades, que são comunidades conectadas por dispersão, por meio de diferentes processos. Considerando os besouros escarabeíneos, existem espécies específicas de áreas abertas e outras de áreas florestais, o que pode ser consequência de processos de alocação de espécies ou de efeito de massa. Neste sentido, nosso objetivo é descrever a força da dispersão em uma metacomunidade de escarabeíneos em uma paisagem heterogênea, respondendo a questões desde o nível populacional, passando pela comunidade e chegando à metacomunidade. Para tanto, este estudo foi realizado em um local onde campos e pastagens formam uma matriz junto a fragmentos de Floresta Ombrófila Mista, no Sul do Brasil, resultando em três tipos distintos de ambientes: áreas abertas, bosques e florestas. Para caracterizar os ambientes, uma avaliação da estrutura vegetacional foi realizada, e os diferentes habitats foram classificados por meio de uma análise de componentes principais. Para esboçar os padrões de dispersão das espécies, além de descrever composição, riqueza, diversidade e dissimilaridade entre as assembleias dos ambientes distintos foram dispostos 36 pontos de amostragem distribuídos nos três ambientes (além de 20 pontos a maiores distâncias), e realizado um experimento de marcação e recaptura (MRR), juntamente com amostragem de besouros rola bosta. Para traçar um caminho entre os padrões e processos envolvidos na estruturação da metacomunidade, os dados de abundância relativa das espécies da metacomunidade foram relacionados aos dados ambientais e espaciais relativos aos sítios de amostragem. Além disso, testamos nosso método de marcação em um experimento anterior em laboratório, comparando indivíduos marcados com indivíduos não marcados. Nossos resultados laboratoriais demonstraram que a marcação não afetou o comportamento, a fertilidade e a sobrevivência, sendo que é permanente e fácil de identificar. No campo, marcamos 2032 besouros de cinco espécies. Para Canthon rutilans recapturamos 5,53% dos indivíduos marcados (n=524) e para Canthon angularis recapturamos 2,36% dos marcados (n=1270), enquanto para as outras três espécies tivemos apenas uma recaptura. Os escarabeíneos moveram-se principalmente, mas não exclusivamente, dentro de seus ambientes específicos, em média 13 metros por dia. A diversidade de espécies foi maior nos bosques, seguida de áreas abertas e de floresta, com menor diversidade, embora a riqueza fosse igual em todos os três ambientes. Houve grande dissimilaridade entre as assembleias de ambientes estruturalmente distintos, predominantemente liderada por substituição de espécies e variação balanceada na abundância das espécies. A maior parte da variação dos dados de abundância relativa da metacomunidade foi explicada pela variação estrutural da paisagem. Estas são evidências de forte influência do nicho e baixas taxas de movimento, inferindo a presença de um forte efeito de alocação de espécies sobre a estruturação desta metacomunidade.

Abstract: In Ecology, we are constantly seeking patterns and, consequently, trying to infer the processes that explain them. However, tracing such relationships is a complicated task, illustrating one of the major challenges of ecology in general. The dispersal is one of these processes acting on the patterns of species spatial distribution in nature, strongly influencing the dynamics of natural populations and communities at local and regional scales. Regionally, dispersion can structure metacommunities, which are communities connected by dispersion, following different processes. Considering dung beetles, there are species of open and forested areas, which might be consequence of species sorting or a mass effect. Our goal is to describe the dispersal strength in a metacommunity of dung beetles in a heterogeneous landscape, by answering to questions across population, community, and metacommunity levels. Accordingly, this study was carried out in a place where fields and pastures form a matrix nearby fragments of Mixed Ombrophilous Forest in southern Brazil, resulting in three distinct types of environments: open areas, woodlands and forests. To characterize the environments, an evaluation of the vegetation structure was carried out, and different habitats were classified with a principal component analysis. In addition to describing composition, richness, diversity and dissimilarity between the assemblages fom the different environments, 36 sampling points in the three environments (with an addition of 20 extra points at greater distances) were arranged to perform a mark-release (MRR) experiment and scarabaeinae sampling. To draw a path between patterns and processes involved in structuring the metacommunity, data from the relative abundance of species of the metacommunity were related to the environmental and spatial data relative to the sampling sites. In addition, the marking method was tested earlier in a laboratory experiment by comparing marked with unmarked individuals. Our laboratory results showed that marking did not affect behavior, fertility and survival, and it is permanent and easy to identify. In the field, we marked 2032 beetles from five species. For Canthon rutilans rutilans we recaptured 5.53% of the marked individuals (n = 524) and for Canthon angularis we recaptured 2.36% of the marked ones (n = 1270), whereas for the other three species we had only one recapture. The beetles moved mainly, but not exclusively, within their specific environments, averaging 13 meters per day. Species diversity was higher in the woodlands, followed by open areas and then by forests, with smaller diversity indexes, although the richness was the same in all three environments. There was great dissimilarity between assemblages of structurally distinct environments, predominantly led by species turn over and balanced variation in species abundance. Most of the variation of the metacommunity relative abundance data was explained by the structural variation of the landscape. These are evidences of strong niche influence and low movement rates, inferring the presence of a strong species sorting effect on the structuring of this metacommunity.