Vertical stratification and effect of petiole and dry leaf size on arthropod feeding guilds in Cecropia pachystachya(Urticaceae) / Estratificação vertical e efeito do tamanho de pecíolos e folhas secas de Cecropia pachystachya sobre guildas alimentares de artrópodes (Urticaceae)

AbstractThis study aimed to test for vertical stratification and the effects of dry leaf size on herbivore and predator arthropods and petiole length on insect borers in Cecropia pachystachya. The leaves were sampled in three strata: attached to the plant, suspended on the vegetation and on the ground. We detected vertical stratification only in the guild of predator arthropods associated with dry leaves, with lower richness and abundance in the attached stratum. In addition, larger leaves positively affected the insect herbivore fauna, whereas the richness and abundance of insect borers increased with petiole length. The greater isolation of leaves attached to trees relative to the surrounding vegetation likely creates greater difficulty for dispersal and colonization by non-winged predators such as spiders. Larger dry leaves provide more shelter against predators and climate variations for insect herbivores. Moreover, larger petioles increase the availability of resources and nesting sites for insect borers. These results are consistent with other studies that found a similarity in the structure of feeding guilds across vertical strata and with studies that showed an increase in species richness and abundance of free-feeding insect herbivores with increasing structural complexity of their host.

ResumoOs objetivos do presente trabalho foram testar as hipóteses de que existe estratificação vertical e efeito do tamanho de folhas secas de Cecropia pachystachya sobre artrópodes herbívoros e predadores, e efeito do tamanho dos pecíolos sobre insetos brocadores. As folhas foram amostradas em três estratos: presas à planta, caídas sobre a vegetação e no solo. Foi verificada estratificação vertical apenas para os artrópodes predadores, com menor riqueza e abundância no estrato presa. Além disso, folhas maiores afetam positivamente a fauna de insetos herbívoros, enquanto que a riqueza e abundância de brocadores aumentam com o tamanho do pecíolo. O maior isolamento das folhas presas em relação à vegetação do entorno provavelmente determina maior dificuldade de dispersão e colonização por predadores não alados, como aranhas. Folhas secas maiores oferecem maiores áreas de refúgio e abrigo contra predadores e variações climáticas para insetos herbívoros. Além disso, maiores pecíolos aumentam a disponibilidade de alimento e locais para nidificação dos insetos brocadores. Estes resultados são consistentes com estudos que encontraram uma similaridade na estrutura de guildas alimentares entre estratos verticais. Corroboram também estudos que mostram o aumento da riqueza e abundância de insetos herbívoros de vida livre com o aumento da complexidade estrutural do hospedeiro.

Insect herbivores associated with an evergreen tree Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) in a tropical dry forest / Insetos herbívoros associados a uma árvore sempre verde Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) em uma floresta tropical seca

Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) is a tree species found in Brazilian tropical dry forests that retain their leaves during the dry season. That being, we addressed the following question: i) How do insect diversity (sap-sucking and chewing), leaf herbivory and defensive traits (tannin and leaf sclerophylly) vary on the evergreen tree species G. marginata between seasons? The abundance of sap-sucking insects was higher in the dry season than in the rainy season. However, we did not verify any difference in the species richness and abundance of chewing insects between seasons. Leaf herbivory was higher in the rainy season, whereas leaf sclerophylly was higher in the dry season. However, herbivory was not related to sclerophylly. Insect herbivores likely decrease their folivory activity during the dry season due to life history patterns or changes in behaviour, possibly entering diapause or inactivity during this period. Therefore, G. marginata acts as a likely keystone species, serving as a moist refuge for the insect fauna during the dry season in tropical dry forest, and the presence of this evergreen species is crucial to conservation strategies of this threatened ecosystem.

Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) é uma árvore encontrada em florestas tropicais secas do Brasil que mantém as suas folhas durante a estação seca. Baseado neste fato, nós levantamos a seguinte questão: i) como a diversidade de insetos herbívoros (sugadores e mastigadores), herbivoria foliar e características defensivas (taninos e esclerofilia foliar) variam em G. marginata entre as estações seca e chuvosa. A abundância de insetos sugadores foi maior na estação seca, entretanto, a riqueza e abundância de insetos mastigadores não diferiram entre as estações. A herbivoria foliar foi maior na estação chuvosa, enquanto a esclerofilia foliar foi maior na estação seca. Não foi observado efeito significativo da esclerofilia sobre os níveis de herbivoria foliar. Insetos herbívoros reduzem a sua atividade de consumo foliar durante a estação seca, fato este devido à sua história natural e/ou mudança comportamental, provavelmente, entrando em diapausa durante este período. Nossos resultados demonstram que G. marginata atua como refúgio para fauna de insetos durante a estação seca, e que a presença desta espécie merece relevante destaque em estratégias de conservação deste ameaçado ecossistema.