L’ambient local com a determinant en la diversitat taxonòmica i funcional de formigues (Ecologia mediterrània, 04/2021)

La beta-diversitat (β-diversitat) es defineix com la diferència en la composició d’espècies entre diferents comunitats situades al llarg de gradients climàtics. Dins de la β-diversitat hom distingiria un component de canvis qualitatius (és a dir de substitució d’espècies d’una comunitat per les d’una altra comunitat, βrepl, per “replacement”) i un component de canvis quantitatius (és a dir de riquesa en nombre d’espècies, βrich). Aquesta β-diversitat es pot valorar en termes taxonòmics, és a dir dels gèneres i espècies que hom troba en cada comunitat, o en termes funcionals, és a dir dels nínxols ecològics ocupats en cada comunitat. El grup d’ecologia del canvi ambiental de Cristina Branquinho, professora associada de la Universitat de Lisboa, ha realitzat una estudi sobre la influències de variables ambientals locals (abiòtiques i espacials) sobre la β-diversitat de formigues en terres de secà de clima mediterrani. El treball, encapçalat per Clara Frasconi Wendt, que hi ha fet la tesi doctoral, apareix ara publicat a Scientific Reports. Troben que la β-diversitat total (βtot) depèn fonamentalment del component βrepl. Les variables ambientals locals expliquen principalment el 16,8% de la βtot (el 12,9% de la βrepl i el 21,6% de la βrich. Les variables ambientals locals actuarien com a filtres sobre espècies i sobre nínxols ecològics, i és a través d’aquests darrers que donarien forma a la β-diversitat.

Obreres de diverses castes de “Messor barbarus”

Una mesura de diversitat biològica

Els experiments realitzats foren concebuts i dissenyats per Wendt, Ana Ceia-Hasse, Mário Boieiro i Branquinho. Wendt i Ceia-Hasse treballen al cE3c-Centre d’Ecologia, Evolució i Canvis Ambientals, de la Facultat de Ciències de la Universitat de Lisboa. Boieiro i Branquinho ho fan al cE3c de la Universitat de les Açores, a Angra do Heroísmo. Wendt, per la seva banda, també és membre del Departament de Biologia de la Universitat de Florència, a Sesto Fiorentino. Ceia-Hasse també treballa a l’Institut d’Higiene i Medicina Tropical de la NOVA Universitat de Lisboa. El treball de camp i la recol·lecció de dades el van fer Wendt i Alice Nunes (del cE3c de Lisboa), i tenen paraules d’agraïment per Maartje Buijs, Zulema Varela, Ana Cláudia Pereira de Oliveira i Adriana Silva pel seu ajut. Wendt i Ceia-Hasse analitzaren les dades. Ceia-Hasse preparà els gràfics, amb l’ajut de Cristiana Aleixo amb ArcGIS. En la interpretació de les dades participaren Wendt, Ceia-Hasse, Nunes, Giacomo Santini (professor associat de la Universitat de Florència), Boieiro i Branquinho. Els autors agraeixen a Xavier Espadaler l’ajut en la identificació d’espècies. Wendt i Ceia-Hasse feren el primer esborrany de l’article que després seria revisat per Nunes, Robin Verble (del Department of Biological Sciences de la Missouri University of Science and Technology, a Rolla), Santini, Boieiro i Branquinho. La recerca fou finançada amb projectes de la Fundação para a Ciência e a Tecnologia. Branquinho fou l’autora corresponsal: l’article fou tramès el 28 de setembre, i acceptat el 12 de gener.

En les terres de secà, les formigues juguen un paper essencial d’“enginyeria ecosistèmica”, a través de funcions ecològiques com l’enfortiment de propietats del sòl o la dispersió de llavors. En estudis de biodiversitat també són interessant pel fet d’ésser abundants i diverses. La composició de les comunitats de formigues és influïda tant per factors locals (composició i estructura de la vegetació, característiques del sòl, productivitat de l’ecosistema) com per variables climàtiques de caràcter regional (règim de temperatura i precipitació), així com per les interaccions entre les mateixes espècies de formigues i altres espècies.

Un factor ben rellevant en aquests ecosistemes és el nivell d’aridesa. El canvi global, en termes generals, promou un augment de l’aridesa a la regió mediterrània. Entendre, doncs, com un gradient d’aridesa afecta la β-diversitat de comunitats de formigues és un dels objectius de l’estudi de Wendt et al.

Un estudi realitzat al montado

L’estudi es realitzà al llarg d’un gradient d’aridesa en el “montado” del sud-oest de la Penínsila Ibèrica. El “montado” és un paisatge d’alzinar esclarissat, amb presència arbustiva (Cistus, Lavandula).

Paisatge típic de montado. La ramaderia extensiva i l’extracció de suro són dues activitats econòmiques pròpies d’aquest territori.

Wendt et al. comptaren amb un total de 30 llocs de mostreig, estratificats per l’índex d’aridesa (AI). L’AI és la ratio entre la precipitació anual mitjana i l’evapotranspiració potencial anual, i és l’índex que fa servir el CGIARCSI. En les localitzats mostrejades, l’AI anava de 0,42 a 0,54.

Els mostreigs es realitzaren entre el maig i el juny del 2017, és a dir en un dels pics anuals de l’activitat de les formigues. En cada localitat es col·locaren 10 trampes disposades en un cercle de 10 metres de diàmetre. Cinc dies després de col·locar-les, es recuperaren per recollir-les i dur-les al laboratori.

Els espècimens eren identificats sota una estereomicroscopi. S’hi mesuraven trets continus (longitud del mesosoma, longitud del cap, longitud del fèmur). Les informacions categòriques sobre cada espècie (comportament, color, morfologia del niu, estratègia alimentària) eren recollides de GlobalAnts.

Entre els factors ambientals locals considerats hi havia l’altura mitjana de plantes, la biomassa herbàcia seca, el contingut de nitrogen del sòl, la riquesa d’espècies vegetals i el grau de cobertura d’espècies llenyoses.

Un total de 36 espècies de formigues

En les trampes es recuperaren espècimens corresponents a 36 espècies diferents de formigues. Aquestes 36 espècies es corresponent a tres subfamílies, Dolichoderinae, Formicinae i Myrmicinae. La subfamília Myrmicinae és la més ben representada, amb 20 de les 36 espècies, seguida de Formicinae (amb 12). El gènere més ben representat és Temnothorax (de la subfamília Myrmicinae), amb 6 espècies, seguit de Camponotus (Formicinae), amb 4; després van Aphaenogaster, Messor i Tapinoma, amb 3. Les cinc espècies més difoses a l’àrea d’estudi eren Aphaenogaster senilis, Cataglyphis hispànica, Formica subrufa, Messor barbarus i Temnothorax nylanderi.

Entre les associacions entre trets d’espècie i variables ambientals, Wendt troben una forta associació negativa entre les espècies que fan nius epigeics i la temperatura mitjana anual. Més lleugera és l’associació negativa entre la longitud del cap i el nivell d’aridesa. Hi havia una relació negativa entre l’activitat nocturna i el nivell de cobertura d’espècies vegetals llenyoses.

Pel que fa a la β-diversitat taxonòmica (Tβtot), li troben un valor de 0,616±0,128, del qual el component més rellevant és Tβrepl (0,427±0,197). En el cas de la β-diversitat funcional (Fβtot) el valor és inferior, de 0,488±0,118, però també domina el component de substitució (Fβrepl és de 0,317±0,169).

Diferents paràmetres de diversitat poden explicar-se per factors locals, espaials i climàtics

Tant la Tβtot com la Fβtot s’expliquen per la substitució, respectivament, d’espècies i de trets per a les diferents localitats. A mesura que les diferències ambientals entre dues localitats són més grans, major són les substitucions d’unes espècies per unes altres. Tant si hom considera l’aspecte taxonòmic com l’aspecte funcional, destaca particular la influència de variables locals com l’estructura de vegetació, la productivitat i l’aridesa. En l’estructuració de la diversitat de les formigues de la devesa o montano dominen processos basats en els nínxols ecològics.

Variables ambientals locals actuen com a filtres abiòtics bé per a espècies de formigues o per a trets funcionals d’aquestes espècies. Per exemple, que una localitat tingui una altura superior en la coberta vegetal facilitat la presència de formigues que s’alimenten principalment de llavors. O que en una localitat hi hagi més biomassa herbàcia afavoreix la presència de formigues que fan nius epigeics. O que en localitats amb més presència arbustiva, hi hagi més abundància d’espècies de formigues més petites.

La intenció dels autors és incloure en futurs estudis la consideració de factors biòtics, com ara l’exclusió competitiva d’espècies, i quines sinergies s’estableixen entre aquests factors biòtics i els factors abiòtics evidenciats en aquest estudi.

Lligams:

Local environmental variables are key drivers of ant taxonomic and functional beta-diversity in a Mediterranean dryland. Clara Frasconi Wendt, Ana Ceia-Hasse, Alice Nunes, Robin Verble, Giacomo Santini, Mário Boieiro, Cristina Branquinho. Sci. Rep. 11: 2292 (2021).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: