ABSTRACT
BACKGROUND Physical factors can determine the level of triatomine abundance, but do not regulate their population densities, and neither do natural enemies. OBJECTIVES To identify the processes associated with density-dependent triatomine population regulation. METHODS We set-up a laboratory experiment with four interconnected boxes; the central box harbored Rhodnius prolixus bugs and one hamster. Stage 5 and adult densities of 10, 20, 30, 40, and 60 bugs per hamster, were replicated four times (except the density of 60 bugs). Hamster's irritability and several triatomine responses were measured: feeding, development time and longevity, mortality, fecundity, dispersal, and the net reproductive value (R o ). FINDINGS Density had a statistically significant effect on irritability, but not on the percent of bugs feeding. Density was significant on blood meal size ingested in bugs that did not move between boxes, but not significant when the bugs moved. Density and irritability affected the proportion of stage 5 nymphs molting, and the proportion of adult bugs dying per day and over a three-week period. There was a highly significant effect of density and irritability on R o . MAIN CONCLUSIONS We showed that a density-dependent mechanism, acting through the irritability of the host, seems the most plausible process regulating populations in triatomines.
ABSTRACT
Abstract In this study I tested the effect of Syagrus loefgrenii nut size and number on the intensity of removal by rodents across seasons. Trials were performed in which piles of either small or large endocarps (1, 3, 6, 12, and 25) were subjected to removal by rodents in the Cerrado (Brazilian savanna). Despite of variations in the intensity of removal, always this process decrease conform endocarp number. Also, mean proportion of endocarp removal was unrelated to year period, initial number, and size of endocarps. Hence, endocarp removal was consistently negative density-dependent. As, in principle, the observed patterns of nut removal point out similar survival chances for both nut sizes, the pervasive negative density-dependent response emerges as a strategy in S. loefgrenii to swamp rodents all year round irrespective of seed size.
Resumo Avaliei o efeito do tamanho e densidade de endocarpos de Syagrus loefgrenii sobre a intensidade de remoção por roedores conforme a estação do ano. Para tanto, desenvolvi experimentos no Cerrado em que pilhas de endocarpos pequenos ou grandes (1, 3, 6, 12 e 25), foram sujeitos à remoção por roedores. Apesar da intensidade de remoção variar ao longo do ano, sempre esse processo teve relação inversa com o número de endocarpos. Além disso, em qualquer estação do ano, as proporções médias de endocarpos removidos sempre foram menores nas pilhas maiores, independentemente do tamanho dos endocarpos. Portanto, o processo de remoção de endocarpos foi negativamente dependente da densidade. Como, em princípio, os padrões de remoção em S. loefgrenii sugerem chances similares de sobrevivência tanto para endocarpos grandes, quanto pequenos, a preponderância de resposta negativamente dependente da densidade emerge como uma estratégia de S. loefgrenii voltada a saciar roedores em qualquer período do ano independentemente do tamanho de suas sementes.
Subject(s)
Animals , Rodentia/physiology , Arecaceae , Feeding Behavior/physiology , Nuts , Seasons , BrazilABSTRACT
Abstract Post-dispersal seed agents of mortality include pathogens, invertebrates, and vertebrates, which may shape tropical tree populations and communities. In this study I experimentally evaluated Dipteryx alata endocarp removal both in the interior and edge of Cerrado vegetation. Specifically, I simulated primary dispersion of endocarps by bats and evaluated secondary removal intensity according to habitat, season, and endocarp number. This study was developed in the Pombo Natural Municipal Park, a large Cerrado remnant with an area of 9,000 ha, located in the Western Brazil. In each of the two habitat types, I set down 45 points in which D. alata piles of 1, 3, 7, 15, and 40 endocarps were positioned. On average, endocarp removal in the interior was higher than in the edge, so that the intensity of removal varied from positive density-dependent (interior: rains), to negative density-dependent (edge: both seasons). Also, at both habitat types and seasons non removed endocarps were intensely attacked by fungus. Indeed, seed mortality by fungus infestation was positive density-dependent. The results indicate high propensity of endocarps to escape from removal in the edge, in principle, a defaunated area. As Dipteryx species strongly rely on caviomorph rodents for their dispersal, the scarcity of these vectors might reduce recruitment chances of D. alata in remnants of Cerrado. This imply in future changes in the vegetation structure from the edge to the interior towards low tree diversity.
Resumo A mortalidade pós-dispersão de sementes é causada por agentes como patógenos, invertebrados e vertebrados, os quais influenciam a dinâmica de populações e comunidades arbóreas. Nesse estudo, avaliei experimentalmente intensidade de remoção, por roedores, de endocarpos de Dipteryx alata na borda e interior da vegetação do Cerrado. Simulando a dispersão primária por morcegos, posicionei pilhas com diferentes números de endocarpos nos dois hábitats do cerrado e avaliei a remoção secundária, tanto na estação seca quanto na chuvosa. Os experimentos foram desenvolvidos no Parque Natural Municipal do Pombo, um grande remanescente com 9000 ha (Três Lagoas, MS, Brasil). Em cada um dos habitat defini 45 pontos nos quais pilhas com 1, 3, 7, 15 e 40 endocarpos foram posicionadas. A remoção de endocarpos foi significativamente maior no interior em relação à borda, tal que a intensidade de remoção variou de positivamente dependente da densidade (interior: chuvas), a negativamente dependente da densidade (borda: ambas as estações). Além disso, tanto na borda, quanto interior, bem como nas duas estações os endocarpos não removidos foram intensamente infestados por fungos. Consequentemente, a mortalidade causada por esses patógenos foi densidade dependente. Os resultados sugerem que os endocarpos de D. alata teriam maiores chances de escapar à remoção na borda, em princípio, depauperada em termos de roedores dispersores. A escassez desses vetores reduziria as chances de recrutamento de D. alata, favorecendo mudanças futuras na estrutura da vegetação, a partir da borda, em termos de menor diversidade arbórea.
Subject(s)
Animals , Trees/physiology , Ecosystem , Food Chain , Dipteryx/physiology , Seed Dispersal , Rodentia/physiology , Seasons , Brazil , Chiroptera/physiology , Population DynamicsABSTRACT
Abstract In this study I tested the effect of Syagrus loefgrenii nut size and number on the intensity of removal by rodents across seasons. Trials were performed in which piles of either small or large endocarps (1, 3, 6, 12, and 25) were subjected to removal by rodents in the Cerrado (Brazilian savanna). Despite of variations in the intensity of removal, always this process decrease conform endocarp number. Also, mean proportion of endocarp removal was unrelated to year period, initial number, and size of endocarps. Hence, endocarp removal was consistently negative density-dependent. As, in principle, the observed patterns of nut removal point out similar survival chances for both nut sizes, the pervasive negative density-dependent response emerges as a strategy in S. loefgrenii to swamp rodents all year round irrespective of seed size.
Resumo Avaliei o efeito do tamanho e densidade de endocarpos de Syagrus loefgrenii sobre a intensidade de remoção por roedores conforme a estação do ano. Para tanto, desenvolvi experimentos no Cerrado em que pilhas de endocarpos pequenos ou grandes (1, 3, 6, 12 e 25), foram sujeitos à remoção por roedores. Apesar da intensidade de remoção variar ao longo do ano, sempre esse processo teve relação inversa com o número de endocarpos. Além disso, em qualquer estação do ano, as proporções médias de endocarpos removidos sempre foram menores nas pilhas maiores, independentemente do tamanho dos endocarpos. Portanto, o processo de remoção de endocarpos foi negativamente dependente da densidade. Como, em princípio, os padrões de remoção em S. loefgrenii sugerem chances similares de sobrevivência tanto para endocarpos grandes, quanto pequenos, a preponderância de resposta negativamente dependente da densidade emerge como uma estratégia de S. loefgrenii voltada a saciar roedores em qualquer período do ano independentemente do tamanho de suas sementes.
ABSTRACT
Many models have been proposed to explain the possible role of pests in the coexistence of a high diversity of plant species in tropical forests. Prominent among them is the Janzen-Connell model. This model suggests that specialized herbivores and pathogens limit tree recruitment as a function of their density or proximity to conspecifics. A large number of studies have tested the predictions of this model with respect to patterns of recruitment and mortality at different life stages, yet only a few have directly linked those density or distance-dependent effects to pest attack. If pest-attack is an important factor in density or distance-dependent mortality, there should be spatial heterogeneity in pest pressure. I studied the spatial distribution of leaf damage in saplings of six common Inga species (Fabaceae: Mimosoideae) in the 50ha forest dynamic plot of Barro Colorado Island, Panama. The percent leaf damage of Inga saplings was not heterogeneous in space, and the density of conspecific, congener or confamilial neighbors was uncorrelated with the observed damage levels in focal plants. One of the focal species did suffer density-dependent mortality, suggesting that spatial variation in plant performance in these species is not directly driven by leaf damaging agents. While multiple studies suggest that density-dependent effects on performance are common in tropical plant communities, our understanding of the mechanisms that drive those effects is still incomplete and the underlying assumption that these patterns result from differential herbivore attack deserves more scrutiny.
Se han propuesto muchos modelos para explicar la coexistencia de una alta diversidad de especies de árboles en bosques tropicales. Prominente, entre estos modelos es el de Janzen-Connell, que sugiere que los herbívoros especialistas limitan la colonización de árboles en función de la densidad o proximidad de con-específicos. Si este efecto es en realidad el resultado de ataque por herbívoros, debiera haber heterogeneidad espacial en la herbivoría. Aquí se evalúa esta hipótesis estudiando la distribución espacial de la herbivoría en juveniles de seis especies comunes de Inga (Fabaceae: Mimosoideae) en la parcela de 50ha de la Isla de Barro Colorado, en Panamá. Análisis de autocorrelación espacial no mostraron heterogeneidad en la herbivoría de estas especies, y la densidad local de con-específicos, congéneres o confamiliares no se correlacionó con la herbivoría de las plantas estudiadas. Solo una de las especies de estudio sufrió mortalidad densidad-dependiente en 20 años de censos. Aunque muchos estudios han demostrado que los efectos densidad-dependientes en la mortalidad de las plantas son comunes en bosques tropicales, nuestro entendimiento de los mecanismos que causan esos efectos es aún limitado, y la suposición de que estos resultan de heterogeneidad espacial en el ataque de herbívoros merece más escrutinio.
Subject(s)
Animals , Fabaceae/classification , Herbivory , Plant Leaves , Trees/growth & development , Models, Biological , Panama , Population Density , Tropical ClimateABSTRACT
Juvenile freshwater dourados (Salminus brasiliensis Cuvier) were stocked in two batches of different size (61 and 133 individuals) with a time lag of 41 days in the headwaters of the Sinos River. A subsample of 25 fish was radio-tagged. Released juveniles displayed a density dependent dispersal pattern. During the first ten days mean covered distance of tagged batch 1 individuals (low density) was approximately 24 m d-1, while batch 2 individuals (high density) moved 296 m d-1. Activity of batch 1 fish increased after the release of batch 2 and remained high (459 m d-1) until 90 days. Activity of batch 2 fish during this period was in same range. After this period, activity levels of both batches decreased to about 60 m d-1. Increased movements in higher density condition are seen as a result of interspecific competition. The mean covered distances per day remained high until stocked individuals become established in their new habitat.
Dois lotes de 61 e 133 dourados (Salminus brasiliensis Cuvier) juvenis foram introduzidos nas cabeceiras do rio dos Sinos. O intervalo entre as solturas foi de 41 dias. Uma subamostra de 25 peixes foi marcada com radiotransmissores. A dispersão dos indivíduos após soltura mostrou um padrão dependente da densidade. Durante os primeiros dez dias a distância média dos indivíduos do lote 1 (densidade baixa) foi de 24 m d-1, enquanto os indivíduos do lote 2 (densidade alta) percorreram em média 296 m d-1. A atividade dos peixes do lote 1 aumentou depois da soltura do lote 2 e permaneceu alta (459 m d-1) durante 90 dias. A atividade dos indivíduos do lote 2 ficou no mesmo nível durante este período. Depois os movimentos de ambos os lotes diminuíram até uma média de 60 m d-1. O nível alto de movimentos na situação de maior densidade é visto como resultado da competição intraespecífica. As médias das distâncias percorridas por dia permanecem altas até os indivíduos introduzidos estabelecerem-se nos seus habitats novos.
Subject(s)
Animals , Characiformes/growth & development , Animal Distribution/physiology , Population DensityABSTRACT
Life history and recruitment information of tropical trees in natural populations is scarce even for important commercial species. This study focused on a widely exploited Neotropical canopy species, Pachiraquinata (Malvaceae), at the southernmost, wettest limit of its natural distribution, in the Colombian Amazonia. We studied phenological patterns, seed production and natural densities; assessed the importance of seed dispersal and density-dependent effects on recruitment, using field experiments. At this seasonal forest P. quinata was overrepresented by large adult trees and had very low recruitment caused by the combination of low fruit production, high seed predation and very high seedling mortality under continuous canopies mostly due to damping off pathogens. There was no evidence of negative distance or density effects on recruitment, but a clear requirement of canopy gaps for seedling survival and growth, where pathogen incidence was drastically reduced. In spite of the strong dependence on light for survival of seedlings, seeds germinated readily in the dark. At the study site, the population of P. quinata appeared to be declining, likely because recruitment depended on the rare combination of large gap formation with the presence of reproductive trees nearby. The recruitment biology of this species makes it very vulnerable to any type of logging in natural populations. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 921-933. Epub 2011 June 01.
Información acerca de la historia de vida y reclutamiento de poblaciones naturales de árboles tropicales es escasa, incluso para especies de alto interés comercial. Este estudio se centró en una especie de dosel altamente explotada, Pachira quinata (Malvaceae), en la zona más húmeda de su distribución geográfica, en la Amazoní a colombiana. Estudiamos sus patrones fenológicos, producción de semillas y densidades naturales, además de la importancia de la dispersión de semillas y efectos denso-dependientes en el reclutamiento natural, todo lo anterior se logró con el uso de experimentos y observaciones en el campo. En este bosque estacional, la población de P. quinata estaba dominada por grandes árboles adultos y el reclutamiento era extremadamente bajo, como consecuencia de la baja producción de frutos, alta depredación de semillas y muy alta mortalidad de plántulas bajo el bosque por infección de patógenos. No encontramos evidencia de efectos de distancia al árbol parental o densidad de semillas en el reclutamiento, pero si hallamos un evidente requerimiento de claros de luz para la supervivencia y el crecimiento de plántulas, donde la mortalidad por patógenos se reduce drásticamente. Sin embargo, a pesar de la dependencia de la luz para la supervivencia, las semillas germinan en la oscuridad. En la zona de estudio, la población de P. quinata parece estar en claro declive, probablemente porque el reclutamiento depende de la coincidencia de la formación de grandes claros con la presencia cercana de árboles reproductivos. Los requerimientos de reclutamiento de esta especie la hacen muy vulnerable a cualquier actividad extractiva de árboles adultos en poblaciones naturales.
Subject(s)
Bombacaceae/growth & development , Seed Dispersal/physiology , Seedlings/physiology , Bombacaceae/classification , Colombia , SeasonsABSTRACT
Alpha diversity patterns in three fragmented forests of Northern Andes, Colombia. Diversity studies in forests are useful for conservation management. We analyzed the patterns of alpha diversity in three protected forests along an altitudinal gradient in the Northern part of the Central Mountain Range, Colombia. The study was based on six permanent plots of 1ha (two per area). According to plant size, two main categories were used: canopy (diameter at breast height>10cm) and understory (1cm
En el presente trabajo se analizaron los patrones de diversidad alfa en tres áreas protegidas de bosque con base en información florística proveniente de seis parcelas permanentes de 1ha -dos en cada área protegida-. Las regiones de estudio están localizadas a lo largo de un gradiente altitudinal, en la parte norte de la cordillera central de los Andes, Colombia. Para los análisis, se generaron dos categorías de acuerdo al tamaño de los árboles: dosel (diámetro a la altura del pecho mayor o igual a 10cm) y sotobosque (diámetro a la altura del pecho mayor o igual a un cm y menor a 10cm). Las curvas especies-área mostraron diferencias en riqueza para las dos categorías de tamaño en las tres regiones. Las curvas especies-individuos, en cambio, fueron independientes con respecto al tamaño de los individuos, excepto en la región de Belmira. La diversidad, medida con el índice alfa de Fisher, mostró una fuerte tendencia a la estabilización en muestras mayores a 1 000 individuos. Ni las curvas de especies-área ni las de especies-individuos fueron asintóticas; sin embargo, la tasa de acumulación de especies (z) en Belmira alcanzó valores muy bajos (0.05) en comparación con Anorí y Angelópolis (0.25 en cada caso). El índice alfa de Fisher permitió además entender la magnitud de las diferencias relativas en diversidad entre regiones o tipos de bosque en gradientes altitudinales, aun cuando el tamaño de la muestra fue relativamente pequeño. Los resultados de este estudio soportan la limitación en dispersión como el principal mecanismo en estructurar las comunidades de especies a escalas muy finas, y un incremento continuo de procesos denso-dependientes en determinar la estructura de la comunidad en escalas espaciales más grandes. Igualmente, los resultados de este estudio proponen que la denso-dependencia tiende a aumentar positivamente con la altitud.