Interacciones biológicas y patrones espaciales de diversidad: plantas, artrópodos herbívoros y herbivoría en gradientes altitudinales

Abstract

En esta tesis nos propusimos contribuir a la comprensión de los mecanismos que mantienen patrones espaciales de diversidad y de interacciones biológicas. Se analizaron cambios en la riqueza y composición de especies de ortópteros y plantas, y la forma y congruencia de sus patrones altitudinales, y se contrastaron los principales factores propuestos para explicar dichos patrones. Se evaluaron las hipótesis de la heterogeneidad ambiental y la energía para explicar cambios en la riqueza de especies, y el rol de procesos relacionados a la deriva ecológica y los requerimientos de nicho para evaluar cambios en la composición taxonómica. Además, se analizó el patrón altitudinal de herbivoría por artrópodos en la comunidad de plantas y los posibles factores ambientales relacionados. El estudio se realizó en las Sierras Grandes de Córdoba. La riqueza decreció y la disimilitud en la composición de especies aumentó con la altitud. Ambos patrones se asociaron a la temperatura y los cambios en la temperatura respectivamente. La congruencia entre los patrones de diversidad de ambos taxones dio evidencias de reflejar una respuesta común a la temperatura. La intensidad de la herbivoría disminuyó con la altitud, asociándose a la productividad primaria. Los cambios en la riqueza estarían modelados por restricciones fisiológicas de las especies. La respuesta de la composición taxonómica a la temperatura sugiere que el patrón se encuentra asociado a los requerimientos de nicho de las especies. Finalmente, la herbivoría mostro indicios de estar regulada desde abajo por la disponibilidad de recursos. En conclusión, la energía parece estar jugando un rol clave en el mantenimiento de los patrones de diversidad y de las interacciones biológicas.

This thesis investigates the underlying mechanisms causing altitudinal patterns of diversity and biological interactions. We study the main factors driving altitudinal patterns of plants and orthopteran diversity and their cross-taxon congruence. Factors related to environmental heterogeneity and energy availability were evaluated to explain these patterns. Also, we study the altitudinal pattern of herbivory by arthropods in the plant community and evaluate the potential environmental factors driving the pattern. The study was conducted at the Sierras Grandes de Córdoba, Argentina. Species richness of both plants and orthopteran decreased with increasing elevation. Taxonomic dissimilarity increased with elevation. Temperature and temperature dissimilarity were the primary factors explaining the altitudinal patterns of richness and taxonomic dissimilarity respectively. The cross-taxon congruence pattern gave evidence to reflect a common response to temperature. Herbivory by arthropods declined with increasing elevation, and primary productivity was the main factor explaining the pattern. Our findings suggest that richness patterns were driven by physiological constraints and dissimilarity patterns were related with environmental niche-based processes. Finally, herbivory was accounted by resource availability. Summarizing energy appear to be playing a key role in maintaining patterns of diversity and of biological interactions