Effects of land-use change on the trophic structure and morphological trait composition of Neotropical ant assemblages

Autor: Jésica Vieira
Přispěvatelé: Vasconcelos, Heraldo Luis de, Prado Júnior, Jamir Afonso do, Neves, Alessandra Bartimachi, Campos, Ricardo Ildefonso de, Camarota, Flávio de Carvalho
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFU
Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
Popis: FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais As características estruturais e as condições abióticas dos ambientes são importantes fatores que moldam as comunidades de espécies, no entanto, pouco se sabe como as mudanças no uso e na cobertura da terra afetam a estrutura trófica e a estrutura morfológica das comunidades de formigas. Primeiramente, eu avaliei como as diferenças na estrutura trófica de comunidades de formigas de solo e de vegetação variam entre floresta e savana. Para isso, utilizei análises de isótopos estáveis de carbono (δ13C) e de nitrogênio (δ15N) em 70 espécies de formigas coletadas em áreas de floresta semidecidual e de cerrado sentido restrito. As diferenças na estrutura trófica das formigas de solo e formigas arborícolas foram as mesmas no cerrado e na floresta, para tanto para δ15N quanto para δ13C. Nos dois hábitats, a comunidade de formigas arborícolas apresentou um δ15N significativamente menor do que a comunidade do solo. Esses resultados indicam uma similaridade bem maior na estrutura trófica das comunidades de floresta e de cerrado do que entre a comunidade arbórea e de solo. Isto é explicado ao menos em parte pelas diferenças na composição da fauna que foram muito mais marcadas entre estratos do que entre hábitats. Após isso, eu avaliei se a morfologia das espécies de formigas pode ser usada como um preditor de sua posição trófica. Primeiro, eu avaliei as relações entre os caracteres morfológicos com a posição trófica relativa das mesmas 70 espécies coletas na floresta e cerrado do capitulo anterior. Posteriormente, utilizei modelos de regressão múltipla com o objetivo de criar um modelo que melhor explique a variação da posição trófica entre as espécies. Para isso eu fiz medidas de 11 traços morfológicos considerados relevantes para esse estudo e utilizei os dados da assinatura isotópica de nitrogênio (δ15N) para calcular a posição trófica relativa (RTP) das formigas. Individualmente, os caracteres morfológicos mostraram associações fracas com a RTP das espécies, enquanto que combinados nos modelos de regressão múltipla, explicaram grande parte da variação da RTP. No entanto, o poder preditivo aumentou significativamente quando levei em consideração o hábitat de forrageamento/nidificação e/ou algumas afinidades taxonômicas das espécies em separado. Esses resultados sugerem que os caracteres morfológicos, quando combinados, tem um grande potencial para ser usado na predição da posição trófica das espécies de formigas. Por último, eu avaliei se a estrutura morfológica e/ou trófica das comunidades de formigas difere entre diferentes usos da terra e se essas diferenças estão associadas com a cobertura arbórea desses hábitats. Eu amostrei formigas em cinco tipos de hábitats representando um gradiente de aumento na cobertura vegetal: plantação de soja, pastagem, cerrado típico, plantação de eucalipto e floresta. As formigas de solo foram coletadas ao longo de oito transectos em cada tipo de hábitat (totalizando 40 áreas), utilizando armadilhas do tipo pitfall. A estrutura trófica e morfológica das comunidades de formigas foram afetadas pelo tipo de uso da terra e alguns caracteres morfológicos foram fortemente correlacionados com complexidade estrutural do hábitat. Hábitats com maior cobertura árborea apresentaram uma maior abundância de formigas com tamanho do corpo maior, olhos pequenos e posicionados dorsalmente. Além disso, as comunidades de formigas das plantações de soja e das pastagens tiveram posição trófica mais alta que aquelas da floresta, cerrado ou plantação de eucalipto. De maneira geral, esta tese fornece evidências de que o ambiente e suas características estruturais influenciam a prevalência de certos traços funcionais na comunidade de formigas. The structural features and abiotic conditions of the environments play a critical role in shaping the communities of the species; however, little is known about how changes in land use and land cover affect the trophic structure and the morphological structure of ant communities. First, I evaluated in what extent the differences in the trophic structure between ground-dwelling and arboreal ant communities vary between forests and savannas. For this, I used stable isotope analyzes of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) on 70 species of ants collected in areas of semideciduous forest and woodland savanna. Differences in the trophic structure of the arboreal and ground-dwelling ant communities were the same in savanna as they were for forest for both δ15N and δ13C. In both habitats, most arboreal species presented low δ15N values (similar to herbivorous) whereas ground-dwelling ants presented high δ15N values (similar to predator). Although δ13C values were higher in savanna than in forest, reflecting the prominence of C4 grasses in savanna, few savanna ant species obtained most of their carbon from C4 grasses. This indicates that savanna has the vertical segregation in δ15N values as found in the forest, despite the structural differences between these habitats. This can be explained by the much greater differences in taxonomic composition, both at the species and at the genus level, between the different strata than between habitats. After that, I assessed whether the ant species' morphology can be used as a predictor of their trophic position. First, I evaluated the relationships between morphological traits with the relative trophic position of the same species collected in the forest and savanna of the previous chapter. Subsequently, I used multiple regression models in order to create a model that better explains the variation in the trophic position among species. For this I took measurements of 11 morphological traits considered relevant for this study and used the data of the isotopic nitrogen signature (δ15N) to calculate the relative trophic position (RTP) of the ants. Individually, the morphological characters showed weak associations with the species' RTP, while combined in multiple regression models, they explained most of the variation in RTP. Moreover, the predictive power increased significantly when I took into account the foraging/nesting habitat and/or some taxonomic affinities of the species separately. These results suggest that the morphological traits, when combined, have a great potential to be used in the prediction of the trophic position of ant species. Finally, I assessed whether the morphological and/or trophic structure of ant communities vary in different land uses and whether these differences are associated with the tree cover of these habitats. I sampled ants in five types of habitats representing a gradient of increasing tree cover: soy plantation, pasture, woodland savanna, eucalyptus plantation and semideciduous forest. The trophic and morphological structure of ant communities were affected by the type of land use and certain morphological traits were strongly correlated with the structural complexity of the habitat. Habitats with a greater tree cover showed a greater abundance of ant species with larger body size, small and dorsally positioned eyes. In addition, ant communities of the soy plantations and pastures had higher trophic position than those of the forest, savanna or eucalyptus plantation. In general, this thesis provides evidence that the environment and its structural characteristics influence the prevalence of certain functional traits in the ant community. Tese (Doutorado)
Databáze: OpenAIRE
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