Caracterización de las interacciones planta- herbívoro en un bosque esclerófilo de Chile central: el caso de los lepidópteros constructores de refugios foliares en el PNRC

Abstract

La interacción antagónica que involucra a las plantas y sus insectos herbívoros es un proceso ecológico con un gran impacto sobre la biodiversidad y el funcionamiento de los ecosistemas terrestres. En distintas regiones del planeta, la estructura y composición de la comunidad de herbívoros es espacio-temporalmente variable, y dicha variación parece estar dirigida por la fluctuación de distintos factores bióticos y abióticos que determinan las cualidades foliares de las plantas. Dada la larga historia evolutiva entre plantas y herbívoros, sus patrones de interacción resultan ser altamente selectivos o específicos. Sin embargo, en la naturaleza los herbívoros no solo interactúan directa y exclusivamente con las plantas, sino que pueden establecer interacciones indirectas y no tróficas con otras especies que se desarrollan en la comunidad. Un ejemplo de interacción indirecta positiva involucra a lepidópteros herbívoros inmaduros que mediante la modificación del follaje de sus plantas hospederas construyen refugios, los cuales, al ser abandonados, pueden proveer refugio a distintas especies de artrópodos, influyendo en los patrones locales de diversidad. Hasta el momento, la información sobre los patrones espacio-temporales de las comunidad de herbívoros, y las interacciones tróficas que establecen con las plantas proviene de bosques templados o tropicales, existiendo poco o nulo conocimiento en el bosque esclerófilo chileno. Así mismo, información sobre la historia natural de los herbívoros constructores de refugios foliares, incluyendo su comportamiento de construcción, y el potencial que tiene la interacción indirecta entre herbívoros y artrópodos, en la provisión de refugio está restringido a selvas tropicales mesoamericanas y bosques templados del hemisferio norte. En este trabajo, se estudió la variación espacio-temporal de la estructura y composición de herbívoros constructores y no-constructores de refugios (vida libre), así como los patrones de interacciones tróficas que estos establecen con las plantas del bosque esclerófilo del Parque Nacional Río Clarillo (PNRC). Así mismo, se describe por primera vez la historia natural del proceso de construcción de refugios foliares en la vegetación del bosque esclerófilo, así como el posible rol de los refugios foliares como proveedores de protección a especies secundarias. Los hallazgos de esta investigación muestran que la comunidad de herbívoros estuvo dominada principalmente por lepidópteros inmaduros que en gran proporción fueron herbívoros raros o poco frecuentes. Por otro lado, la estructura y composición del ensamble de herbívoros fue espacio-temporalmente dinámica, evidenciando que la abundancia, riqueza y composición de herbívoros fue distinta en los distintos meses de muestreo y en las distintas laderas de exposición solar del PNRC. Dicha comunidad de herbívoros estableció patrones de interacción altamente selectivos y modulares con las plantas hospederas del bosque esclerófilo. Entre estas interacciones altamente específicas, sobresale una oruga especialista de Lithraea caustica (litre) constructora de refugios caracterizados por ser los más abundantes, complejos y por proveer refugio a una diversidad de artrópodos. Es por esto, que se reconoce al litre como una especie vegetal de gran importancia no solo para insectos herbívoros, si no para distintos artrópodos de distintos órdenes y gremios que forman parte de la comunidad terrestre del PNRC.

The antagonistic interaction involving plants and their herbivorous insects is an ecological process with a high impact on biodiversity and the functioning of terrestrial ecosystems. In different regions of the planet, the structure and composition of the herbivore community is spatio-temporally variable, and this variation seems to be driven by the fluctuation of different biotic and abiotic factors that determine the foliar qualities of the plants. Given the long evolutionary history between plants and herbivores, their interaction patterns turn out to be highly selective or specific. However, in nature herbivores not only interact directly and exclusively with plants but can establish indirect and non-trophic interactions with others species that develop in the community. An example of positive indirect interaction involves immature herbivorous lepidopterans that by modifying the foliage of their host plants build shelters, which, when abandoned, can provide shelter for different arthropod species, influencing local patterns of diversity. Until now, the information on the spatio-temporal patterns of the herbivore community, and the trophic interactions that they establish with plants comes from temperate or tropical forests, with little or no knowledge in the Chilean sclerophyllous forest. Equally, information on the natural history of foliar shelter-building herbivores, including their construction behavior, and the potential that the indirect interaction between herbivores and arthropods has in the provision of shelter is restricted to Mesoamerican tropical forests and temperate forests of the North Hemisphere. In this work, the spatio-temporal variation of the structure and composition of shelter-building and non-building herbivores (free life) was studied, as well as the patterns of trophic interactions that these establish with the plants of the sclerophyllous forest of the Río Clarillo National Park (PNRC). Furthermore, the natural history of the construction process of foliar shelters in the sclerophyllous forest vegetation is described for the first time, as well as the possible role of foliar shelters as shelter providers for secondary species. The findings of this research show that the herbivore community was mainly dominated by immature lepidopterans, which were largely rare or infrequent herbivores. On the other hand, the structure and composition of the herbivore assemblage was spatial-temporally dynamic, showing that the abundance, richness, and composition of herbivores was different in the different months of sampling and on the different slopes of solar exposure of the PNRC. This community of herbivores established highly selective and modular interaction patterns with the host plants of the sclerophyllous forest. Among these highly specific interactions, a specialist shelter-building caterpillar of Lithraea caustica (litre) stands out, characterized by being the most abundant, complex and by providing refuge to a diversity of arthropods. Therefore litre is recognized as a plant species of great importance not only for herbivorous insects, but also for different arthropods of different orders and guilds that are part of the terrestrial community of the PNRC.