ABSTRACT
The physiological condition and immune responses of organisms living at different elevations are expected to display local adaptations to the different climatic and biotic conditions. Small ectotherms with specialized diets are highly susceptible to environmental change, as their life cycle is largely affected by temperature and by the presence of specific resources. This study focuses on two species of rolled-leaf beetles (Chrysomelidae), both present at two different elevations in Costa Rica: Cephaloleia belti Baly, a diet-generalist, and Chelobasis bicolor Gray, a diet-specialist. Body size, energetic condition (lipid storage), muscle mass and immune condition (melanization response) were compared in beetle populations from a tropical rainforest (50 m elevation) and a tropical montane forest (2 000 m elevation). These measurements reflect current and past nutritional condition and hence are good estimators of individual fitness. We analyzed a total of 172 individuals from both species, sexes and elevations. We predicted that beetles at higher elevation would display larger body size, higher energetic condition and lower immune response associated with metabolic requirements and parasitic pressure in colder temperatures. In general, beetles at high altitude were larger, had more lipids and muscle and showed stronger melanization (i.e., immune response) than beetles at low altitudes. Such differences among populations at different elevations may reflect local adaptation to altitude or phenotypic plasticity. However, the effect of elevation was not equivalent amongst species or sex. Measuring physiological traits in organisms with broad elevational distributions could be useful in understanding possible species responses to climate change.
La condición fisiológica y la respuesta inmune de poblaciones que habitan a distintas altitudes pueden mostrar adaptación local a las condiciones abióticas y bióticas locales. Entre los organismos más susceptibles al cambio ambiental están los ectotermos pequeños con dietas especializadas, debido a que su ciclo de vida es, en gran medida, afectado tanto por la temperatura como por la presencia de recursos específicos. Este estudio se enfoca en dos especies de escarabajos (Chrysomelidae) presentes a lo largo de un gradiente altitudinal en Costa Rica: Cephaloleia belti Baly, una especie de dieta generalista, y Chelobasis bicolor Gray, de dieta especialista. Se comparó el tamaño corporal, la condición energética (almacenamiento de lípidos), la masa muscular y la condición inmunológica (respuesta de melanización) entre poblaciones de escarabajos de un bosque tropical (a 50 m de altitud) y un bosque tropical montano (a 2 000 m de altitud). Las variables seleccionadas reflejan las condiciones nutricionales actuales y pasadas y son buenos estimadores de la adecuación individual. Se analizaron un total de 172 escarabajos de ambas especies, sexos y elevaciones. Predecimos que los escarabajos a mayor elevación tendrán mayor tamaño corporal, mayor condición energética y menor respuesta inmune asociadas con los requerimientos metabólicos y la presión de los parásitos asociados con ambientes fríos. En general, los escarabajos a mayor altitud fueron más grandes, tuvieron más lípidos y masa muscular, y presentaron una mayor respuesta inmune de melanización que los escarabajos a menor altitud. Es posible que las diferencias entre las poblaciones a diferentes altitudes reflejen adaptaciones locales a las condiciones ambientales a distintas altitudes o plasticidad fenotípica. Sin embargo, el efecto de la altitud no fue de la misma magnitud entre las dos especies ni entre los dos sexos. La medición de caracteres fisiológicos en organismos ectotérmicos de amplia distribución altitudinal puede ser útil para entender las respuestas de ciertas especies al cambio climático.
ABSTRACT
The quantity of plant tissue consumed by herbivores can be recorded 1) by measuring herbivory in previously marked leaves or 2) by performing punctual measures, i.e. selecting leaves at random to measure the tissue absent in each leaf. Punctual measurements are frequently used because they are a faster method to estimate herbivory. However, punctual measures do not include totally consumed leaves, therefore they underestimate the actual herbivory rates. In three species of understory shrubs (Palicourea sp. P.angustifolia and P.ovalis: Rubiaceae) herbivory was measured using punctual measures and marking young leaves in order to determine the degree of herbivory underestimation by punctual measurements. Punctual measurements underestimated herbivory up to three times in the species with a high number of totally consumed leaves. In the species with a lower number of totally consumed leaves, herbivory rates recorded using both methods were similar. These results suggest that herbivory in neotropical forests could be more severe than what is currently suggested.
La cantidad de tejido vegetal consumido por los herbívoros puede ser registrada: 1) midiendo en hojas previamente marcadas el área consumida a lo largo del periodo de expansión de las hojas ó 2) realizando mediciones puntuales, i.e. registrando el área ausente en hojas seleccionadas al azar. El método de mediciones puntuales se usa frecuentemente para medir herbivoría, pues permite realizar las mediciones en un tiempo más corto. Sin embargo, las mediciones puntuales pueden subestimar la herbivoría al no incluir las hojas que fueron totalmente consumidas. Para determinar en que grado las mediciones puntuales subestiman la herbivoría, en tres especies de arbustos de sotobosque (Palicourea sp. P. angustifolia y P. ovalis: Rubiaceae) fueron realizadas mediciones puntuales y estimados de herbivoría marcando hojas jóvenes. El método de mediciones puntuales subestimó tres veces las tasas de herbivoría en las especies donde hubo un mayor número de hojas totalmente consumidas. En la especie con menor número de hojas totalmente consumidas, los resultados obtenidos mediante los dos métodos fueron similares. Estos resultados sugieren que posible que la herbivoría en los bosques neotropicales sea mas intensa de lo que sugieren los estimados actuales