Herbivoría por insectos en especies del bosque templado lluvioso: rol de los rasgos foliares y del ambiente lumínico

Abstract

La herbivoría por insectos es una de las principales causas de mortalidad en plantas. Las plantas han evolucionado respuestas defensivas que reducen el daño de los herbívoros, incluyendo estrategias de defensa como el cambio en la palatabilidad de sus hojas. Este tipo de defensas impiden que las poblaciones vegetales se vean reducidas completamente por efecto de esta interacción antagonista. Dada la condición ectoterma de los insectos y el hecho de que la temperatura ambiental de regiones templadas es generalmente subóptima para éstos, se espera que los insectos prefieran condiciones de sol. Por otro lado, dado que las hojas de sombra son más palatables que las hojas de sol, se espera que los insectos herbívoros prefieran condiciones de sombra obteniendo así una dieta de mejor calidad. El objetivo de este seminario de título es analizar el daño foliar producido por la herbivoría por insectos asociado a condiciones de sol y sombra. Para ello, se cuantificó la herbivoría producida en plántulas de seis especies arbóreas, cinco de ellas nativas del bosque templado lluvioso de Chile (Drimys winteri J.R. Forst. & G. Forst., Nothofagus betuloides (Mirb.) Oerst., Nothofagus nitida (Phil.) Krasser, Nothofagus pumilio (Poepp. & Endl.) Krasser, y Podocarpus nubigenus Lindl.), y una especie exótica, invasora en este mismo tipo de bosque (Acer pseudoplatanus L.). Para esto, se llevó a cabo un experimento en maceta al aire libre en el vivero “El Mallín”, ubicado en Puerto Aysén, sur de Chile (45° 59′′ S, 71° 52′′ O, 30 m sobre el nivel del mar nivel). Se aplicaron dos tratamientos de luz (sombra y sol), luego de dos temporadas de crecimiento se recolectaron todas las hojas de cada planta, analizando el área presente y el área faltante para calcular el porcentaje de daño por planta en cada una de las especies mediante análisis de fotografías con el programa “ImageJ”. Considerando todas las especies juntas, se encontró que no existe una diferencia significativa de la herbivoría entre condiciones lumínicas. Considerando sólo ambas condiciones lumínicas, se observaron menores niveles de herbivoría en P. nubigenus que en las demás especies. Considerando la interacción entre especies y condiciones lumínicas, se observó una tendencia en la preferencia de los herbívoros por la condición de sombra, siendo significativa en N. betuloides y N. nítida. Este resultado muestra el efecto de la luz sobre la calidad y características de las hojas fue un factor decisivo para estas dos especies. Se concluye que a los herbívoros no les fue indiferente el tipo de hojas que consumen ni de qué especie, siendo capaces de discriminar por calidad y prefiriendo las especies caducifolias que las siempreverdes, posiblemente por sus rasgos foliares específicos. Sin embargo, una especie siempreverde presentó niveles de daño similares a los de las especies caducifolias, indicando que factores especie-específicos también influyeron en los resultados de este estudio. Los resultados sugieren que los efectos de la luz sobre la palatabilidad foliar ejercen una mayor influencia en la herbivoría que los efectos de la luz sobre la temperatura de los insectos.

Insect herbivory is one of the main causes of plant mortality. Throughout evolution, plants have developed defensive mechanisms that decrease damage caused by herbivores, including defensive strategies such as changes in the palatability of their leaves. These strategies prevent plant populations from getting completely reduced by the effect of herbivory. Because of the insects' ectotherm condition and since the temperature of temperate regions is generally suboptimal for them, it is expected that they prefer sun conditions. Also, since shade conditions leaves are more palatable than the sunlight ones, it is also expected that insects prefer shade conditions, thus achieving a higher quality diet. The objective of this thesis is to analyze leaf damage produced by insect herbivory associated with sun and shade conditions. For this purpose, the herbivory produced on six young species of trees, five of them native trees of the temperate rainy forest of Chile (Drimys winteri J.R. Forst. & G. Forst., Nothofagus betuloides (Mirb.) Oerst., Nothofagus nitida (Phil.) Krasser, Nothofagus pumilio (Poepp. & Endl.) Krasser, y Podocarpus nubigenus Lindl.) and an exotic one, invasive in this same type of forest (Acer pseudoplatanus L.), was measured. To achieve this, an experiment was carried out in an open-air nursery during two growth seasons in “El Mallín”, located in Puerto Aysén, at the south of Chile (45° 59′′ S, 71° 52′′ W, 30 meters above sea level). Two light treatments were applied: one of severe shade and another at open condition. All the leaves of all species were collected at the end of the second growth season and photographed to analyze the present and absent leaf area. Then, herbivory was evaluated through the analysis of these photos by using the “ImageJ” software. Considering all species together, it was found that there is no significant difference on herbivory between both light conditions. Across only these two light conditions, lower levels of herbivory were observed in P. nubigenus over the rest of the species. Considering the interaction between species and light conditions, it was observed a tendency in the preference for shade condition herbivory which was significant in N. betuloides and N. nitida, showing that the indirect action of the light conditions was a decisive factor for these two species. These results show that the effect of light on the quality and the features of leaves were a key factor for these two species. It is concluded that herbivores were not indifferent to the type of leaves they consume neither the species identity, being capable of discriminating by quality and preferring leaves from deciduous species over the ones from evergreen species, likely due to their specific leaf traits. However, an evergreen species presented high and similar levels of damage to the ones of deciduous species, pointing out that specific-to-species factors also influenced the results of this study. These results suggest that the effects of light on leaf palatability have a higher influence on insect herbivory than the effects of light on the temperature of insects.