The role of dispersal in the functioning of metapopulation of two species of Maculinea butterflies

Proces dyspersji jest jednym z głównych czynników odpowiedzialnych zarówno za prawidłowe funkcjonowanie jak i trwanie metapopulacji. W badaniach nad dynamiką metapopulacji jako gatunki modelowe wykorzystywane są m.in. motyle, co związane jest z tym, iż występują one w strukturze metapopulacji, tworząc małe, często izolowane populacje. Celem pracy było zbadanie jaką rolę odgrywa dyspersja w funkcjonowaniu metapopulacji dwóch gatunków motyli z rodzaju Maculinea: modraszka telejusa (Maculinea teleius) oraz modraszka nausitousa (Maculinea nausithous). Przeprowadzone badania pozwoliły ukazać efekt poszczególnych składowych elementów dyspersji (emigracji, przemieszczania się i imigracji) w sposób ilościowy. Badane gatunki charakteryzują się odmiennymi preferencjami względem siedliska, mrówek gospodarzy oraz zdolnościami dyspersyjnymi.Badania terenowe przeprowadzone zostały w 2012 roku w południowo-zachodniej części Krakowa, na terenie kompleksu łąk związanego z doliną Wisły. W celu oszacowania liczebności motyli lokalnych populacji przeprowadzone zostały dwudniowe odłowy na 52 płatach siedliska, przy pomocy metody odłowów-znakowania-ponownych odłowów (MRR). Na 20 płatach przeprowadzono intensywne badania mające na celu zebranie danych do oszacowania parametrów dyspersji, przy wykorzystaniu modelu Virtual Migration oraz programu VM2. Uzyskane w ten sposób dane posłużyły do wykonania symulacji dyspersji motyli w badanych metapopulacjach. Wykonane analizy umożliwiły wskazanie tych płatów, gdzie występuje ponad 50 % procent emigracji, imigracji, nieudanych dyspersji oraz zmiany netto lokalnej populacji. Przeprowadzone symulacje umożliwiły także wykazanie płatów gdzie dociera mniej niż 2 imigrantów na rok. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, iż kluczową rolę w funkcjonowaniu metapopulacji badanych gatunków motyli odgrywa imigracja. Imigranci nie docierają przede wszystkim do płatów o najmniejszej powierzchni oraz odznaczających się wysokim stopniem izolacji. Także znaczny procent nieudanych dyspersji dotyczy przede wszystkim płatów o małej powierzchni oraz znacznej izolacji względem innych płatów. Modraszek nausitous imigruje do płatów o znacznej powierzchni, co potwierdza pozytywną zależność między wielkością płatu a poziomem imigracji. Natomiast modraszek telejus znacznie częściej imigruje do płatów o małej powierzchni. Uzyskane wyniki badań dają możliwość wskazania płatów najbardziej narażonych na ekstynkcję, zatem mogą zostać wykorzystane w praktyce zarówno ochrony siedlisk jak i poprawy łączności między nimi.Dispersal is one of the main factors responsible both for the proper functioning of metapopulations as well as their persistence. Studies on metapopulation dynamics often use butterflies as a model species, which is related to the fact that they typically from metapopulation structures, occurring in small, often isolated populations. The aim of this study was to investigate the role played by dispersal in the functioning of metapopulation of two species of the large blue butterflies: Maculinea teleius and Maculinea nausithous. The resarch helped to show the effect the various components of dispersal (emigration, movement, immigration) in a quantitative manner. The species are characterized by different preferences regarding habitat selection, ant host and dispersal capabilities. Field studies were conducted in 2012 in the south-western part of Kraków, at meadows located in the Vistula river valley. In order to estimate the number of local populations of butterflies two-day surveys have been carried out for 52 habitat patches, using the mark-release-recapture method (MRR). At 20 patches more intensive sampling conducted in order to collect the data for the estimation of dispersal parameters using the Virtual Migration model and program VM2. Then the data were used to simulate the dispersal of butterflies in the metapopulations. The analyses allowed identifying the patches, for which more than 50 % of the emigration, imigration, failed dispersal and net change of local population happened. Simulation were also used to detect patches reached by less than two imigrants per year. Based on the results obtained, it can be stated that the key process in the functioning of the matapopulations of the investigated species is immigration. Immigrants do not reach the patches of with small area and a high degree of isolation. Similarly, a significant percentage of failed dispersal primarily concerns small and highly isolated patches. Maculinea nausithous tends to immigrate to the patches with a large area, which confirms the positive correlation between the size of a patch and the level of immigration. In turn, Maculinea teleius more often immigrates to patches of a relatively small area. The results provide an indication of the habitat patch, which are the most endangered with extinctions of their local populations. Therefore they can be used in practice for improving boht habitat management at such patches as well as connectivity between them