The hawkmoth (Lepidoptera, Sphingidae) and hawkmoth-flower plant community in a Cerrado area of southeastern Brazil: biogeography and mutualistic associations

Hawkmoths (Lepidoptera, Sphingidae) are among the major pollinators in tropical communities. However, in the Cerrado biome little is known about their distribution, species composition, diversity, as well as, their relationships with hawkmoth-flower plant flora. This study aim to describe the hawkmoth fauna and hawkmoth-pollinated plant flora of a Cerrado area in the Southeast of Brazil. We analyzed the biogeography pattern of species distribution in the Cerrado region and Neotropical area, evaluated its associations with sphingophilous plants testing the hypothesis of ecological fitting, and based on pollinic data, we described the mutualistic network pattern between hawkmoths and hawkmoth-pollinated plants. A total of 61 hawkmoth species was recorded for the study region, what represents more than a fifth of South America hawkmoth fauna. The species distribution was markedly seasonal. The Cerrado s hawkmoth fauna showed higher similarity with faunas from forest ecosystems in the Neotropics. The expected species richness for Cerrado region was comparable or even higher than those values expected for highly diverse regions as Atlantic forest areas. The match among hawkmoth proboscis lengths and corolla tube depth of hawkmoth-pollinated plants in a community level indicates an ecological fitting between these groups. The appearance of the hawkmoths with longest proboscis showed a phenological synchronization with flowering period of the most specialized hawkmoth-flower plants (those with the deepest corolla tubes). This suggests that there is also a phenological fitting between these interacting organisms. The mutualistic network among hawkmoths and their visited plants revealed a pattern highly nested. The Cerrado possess very high hawkmoth species richness and its composition is possibly influenced as much by historical factors, like species interchange among adjacent ecosystems occurred during the climatic-vegetational fluctuations in the Quaternary period, as for the occurrence of a constant species migration dynamic between different habitats. These processes possibly have strong implications on the ecological fitting between hawkmoths and plants. These mutualisms in conjunction to other selective pressures, such as the competition among hawkmoths for nectar, have allowed the evolution and establishment of interesting ecological patterns, like the phenological fitting between hawkmoth-plants and their pollinators.Mestre em Ecologia e Conservação de Recursos NaturaisAs mariposas da família Sphingidae estão entre os principais polinizadores em comunidades tropicais. Porém, no bioma Cerrado pouco se conhece sobre a sua distribuição, composição, diversidade, assim como, suas relações com a esfingófila da região. Neste estudo nós descrevemos a fauna de esfingídeos e a flora de plantas esfingófilas para uma área de Cerrado no sudeste do Brasil, analisamos o padrão biogeográfico de distribuição das espécies de esfingídeos no Cerrado e na região Neotropical, avaliamos suas associações com as plantas esfingófilas testando a hipótese de ajustamento ecológico, e baseado em análises polínicas, nós descrevemos o padrão da rede de interações mutualísticas entre ambos os grupos. Foi encontrado um total de 61 espécies de esfingídeos para a região analisada, o que correspondeu mais de um quinto da fauna registrada para toda América do Sul. A distribuição de espécies foi marcadamente sazonal. A fauna de esfingídeo do Cerrado apresentou maior similaridade com as faunas presentes em ecossistemas florestais nos Neotrópicos. A riqueza de espécies estimada para a área é comparável sugerindo e ocorrência de ajustamento ecológico entre esses grupos. Houve um sincronismo fenológico entre a ocorrência dos esfingídeos de probóscides mais longas e a floração das espécies esfingófilas mais especializadas (com longos tubos florais), o que sugere que também há um ajustamento fenológico entre ambos os grupos. A rede de interações mutualísticas apresentou um padrão altamente aninhado. O Cerrado possui uma riqueza excepcionalmente alta de esfingídeos e sua composição possivelmente é influenciada tanto por fatores históricos, como o intercâmbio de espécies com os ecossistemas adjacentes durante as flutuações climático-vegetacionais do Quaternário, quanto pela ocorrência de uma dinâmica constante de migração de espécies entre habitats distintos. Estes processos têm profundas implicações sobre o ajustamento ecológico de esfingídeos e plantas esfingófilas. As interações mutualísticas entre ambos os grupos, aliadas a outras pressões seletivas como a competição de esfingídeos por néctar, permitiram a evolução e o estabelecimento de padrões ecológicos importantes, como ajustamento na fenologia deste grupo de plantas e de seus polinizadores