Padrões espaço-temporais de distribuição e diversidade de borboletas frugívoras em habitats transicionais

Orientadores: Sérvio Pontes Ribeiro; André Victor Lucci FreitasTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Em florestas tropicais, a distribuição dos insetos no espaço e no tempo é determinada por fatores que variam ao longo das dimensões horizontal (habitats), vertical (estratos) e temporal (tempo), sendo influenciada pela fragmentação dessas florestas. A expansão de interfaces entre florestas fragmentadas e habitats não-florestais (plantações, pastagens, estradas e áreas urbanas) cria transições antrópicas (bordas) que diferem drasticamente da cobertura original da floresta e em condições microclimáticas, podendo comprometer a sincronia conhecida entre a emergência de insetos e as condições favoráveis para sua emergência. Por outro lado, as transições naturais (ecótonos) são distintas das bordas antrópicas. Enquanto as bordas antrópicas usualmente têm um contorno bem definido associado a perturbações, com mudanças abruptas nas condições microclimáticas, os ecótonos naturais mesmo quando abruptos são compostos por uma fisionomia vegetal complexa, onde as árvores crescem inclinadas para o habitat aberto, tornando o habitat mais sombreado e úmido. Assim, a tese integra as ideias expostas acima em três capítulos: 1) o primeiro capítulo investiga se as assembleias de borboletas frugívoras em ecótonos naturais se assemelham mais ao interior da floresta do que às bordas antrópicas, demonstrando as diferenças e similaridades na abundância, riqueza, diversidade e composição de borboletas frugívoras observadas entre os habitats e estratos; 2) o segundo capítulo investiga a distribuição temporal de borboletas frugívoras entre os meses durante um ano, verificando como as diferenças e similaridades observadas em cada habitat no capítulo 1 variam ao longo dos meses; e 3) o terceiro capítulo descreve a movimentação e algumas características populacionais de seis espécies de borboletas frugívoras que apresentaram mais de 3% sucesso de recaptura. Amostramos as borboletas mensalmente durante um ano no Parque Estadual do Rio Doce, Sudeste do Brasil, seguindo um desenho padronizado utilizando armadilhas atrativas, instaladas no sub-bosque e dossel de três habitats distintos (interior da floresta, ecótono e borda). Capturamos 11.594 indivíduos de 98 espécies de borboletas frugívoras, sendo 411 indivíduos (3,5%) recapturados ao menos uma vez. Os resultados mostram que a riqueza e diversidade de espécies de borboletas foram maiores nas áreas de transição. Porém, o ecótono reúne uma combinação de borboletas do interior da floresta e da borda antrópica, ainda que no ecótono, a composição e dominância de espécies sejam similares ao observado no interior da floresta nos dois estratos. Desse modo, os resultados demonstram que o ecótono apresenta condições únicas e distintas de bordas antrópicas. Ao analisarmos as variações mensais das comunidades de borboletas frugívoras notamos uma distribuição não uniforme em todos os habitats estudados com maior abundância, riqueza e beta diversidade na estação quente. A abundância de borboletas frugívoras aumenta com elevação da temperatura em todos os habitats. Para riqueza de borboletas, no entanto, esse efeito da temperatura só pode ser observado no interior da floresta. Embora a beta diversidade de borboletas frugívoras varie ao longo do ano, sobrepondo-se com as mudanças sazonais em todos os habitats, em geral as transições (ecótono e borda) foram mais ricas e abundantes do que o interior da floresta durante todo o ano. Entretanto, os resultados mostram que as transições são mais variáveis do que o interior da floresta ao longo do ano. Logo, a manutenção das populações nos habitats de transição tende a ser mais difícil. Portanto, conhecer como as taxas de turnover variam ao longo do tempo em diferentes habitats pode nos ajudar a entender a sensibilidade dos sistemas ecológicos as mudanças ambientais. Ao analisar os dados de recaptura encontramos razão sexual desviada para machos em todos os meses e estrutura etária com sutil aumento no recrutamento no final da estação seca. Durante a estação chuvosa notamos o gradual envelhecimento das populações, porém a estrutura etária foi relativamente constante durante todo o ano. A movimentação das espécies na paisagem mostra que poucos indivíduos percorreram longas distâncias, a maioria foi recapturado no mesmo local ou a poucos metros de onde foi capturado pela primeira vez. As recapturas foram mais frequentes no ecótono, o que demonstra que possivelmente as condições ecofisiológicas do ecótono favorecem a permanência dos indivíduos. Todos os resultados obtidos nos três capítulos demonstram que os ecótonos são habitats únicos capazes de acomodar espécies adaptadas a condições ecológicas distintas, apresentando características ecofisiológicas que o fazem um habitat chave em termos de diversidade e estrutura da comunidadeAbstract: In tropical forests, insect distribution in space and time are determined by factors that vary along the horizontal (habitats), vertical (strata) and temporal (time) dimensions, being influenced by the fragmentation of those forests. The expansion of interfaces between fragmented forests and non-forest habitats (e.g., croplands, pasture, roads and urban areas) creates human-made edges that are dramatically different from the original forest cover and microclimatic conditions, which may jeopardize the known synchrony between insect emergence and favorable conditions for their development. In the other hand, natural transition habitats (ecotones) are distinct from human-made forest edges, while the human made are usually sharp associated with disturbances, with abrupt changes in microclimatic conditions, the ecotones, even when abrupt, are composed of a complex vegetation physiognomy, where the trees grow leaning toward the open habitat, creating the habitat more shaded and humid. Thus, the thesis integrates the ideas presented above into three chapters: 1) the first chapter investigates whether the fruit-feeding butterfly assemblages are more similar between ecotone and forest interior than to anthropogenic edges, showing the differences and similarities in abundance, species richness, diversity and composition of fruit-feeding butterflies observed among habitats; 2) the second chapter investigates the fruit-feeding butterfly distribution among months during a year in each habitat, verifying how the differences and similarities observed in chapter 1 vary over the months; and 3) the third chapter describes the movement and some population characteristics of six fruit-feeding butterfly species that presented more than 3% recapture success. We sampled butterflies monthly over one year in the Rio Doce State Park, Southeastern Brazil, following a standardized design using bait traps, settled up in the canopy and understory of three distinct habitats (forest interior, ecotone and edge). We captured 11,594 individuals from 98 fruit-feeding butterfly species, 411 individuals (3.5%) of which recaptured at least once. The results showed that the butterfly richness and species diversity were higher in transition areas. However, the ecotone showed a combination of butterflies from the forest interior and from anthropogenic edges, although in the ecotone, species composition and dominance were similar to the forest interior in both vertical strata. Therefore, the results demonstrate that the ecotone presents unique and distinct conditions of anthropogenic edges. When analyzing the monthly variations of the fruit-feeding butterfly communities we noticed a nonuniform distribution in all studied habitats, with greater abundance, richness and beta diversity in the wet season. Butterfly abundance increased with high temperatures in all habitats. For species richness, however, this effect was only detected in the forest interior. Although the beta diversity varies through the year, overlapping in all habitats with the seasonal changes, the transition habitats (ecotone and edge) were generally richer and with a greater abundance compared with the forest interior all year round. However, the results also show that the transition habitats were more variable than the forest interior throughout the year. Hence, maintaining populations in transitional habitats tends to be more difficult. Therefore, knowing how rates of species turnover vary over time in different habitats can help in understanding the sensitivity of ecological systems to environmental changes. When analyzing the recapture data, we found the sex ratio male biased in all months and the age structure with subtle increase in recruitment at the end of the dry season. During the wet season we noticed the gradual aging of the population, but the age structure was relatively constant during the year. The species movement in the landscape shows that few individuals travel long distances, most were recaptured in the same site or a few meters away from where it was first captured. Recaptures were more frequent in the ecotone, possibly the eco-physiological conditions favor the individual permanence. All the results obtained in the three chapters demonstrate that ecotones are unique habitats capable of accommodating species adapted to distinct ecological conditions, presenting eco-physiological characteristics that make it a key habitat in terms of diversity and community structureDoutoradoEcologiaDoutora em Ecologia155895/1-201488881.133074/2016-01CNPQCAPE