Análisis de la relación entre nicho térmico y el grado de especialización de plantas y polinizadores en una red de polinización altoandina en Chile Central

Abstract

La interacción planta-polinizador constituye una de las interacciones mutualistas más importantes, ya que establece la base para el funcionamiento de diversos ecosistemas. En ecosistemas andinos, las interacciones entre plantas y polinizadores son, por regla general, generalistas, mientras que las interacciones especialistas son raras. Además, se ven enfrentados a condiciones térmicas fluctuantes tanto diarias como estacionales. En plantas, la alta variación térmica diaria favorece a las especies de plantas con nichos térmicos amplios. Mientras que, en ectotermos, el nicho térmico está determinado por los patrones de temperatura ambiental y en gran medida, por la temperatura máxima que pueden tolerar. En este estudio, se analizó la relación entre el nicho térmico de actividad (NTA) de los polinizadores y el nicho térmico reproductivo (NTR) de las plantas con el grado de especialización de estos basado en el número de interacciones que llevan a cabo entre ellos, para lo cual, se plantearon las siguientes preguntas: (1) ¿Cuán generalistas son las especies de plantas y polinizadores en una red de polinización en el piso altoandino de la Cordillera de Chile central? (2) ¿Bajo qué temperaturas se encuentran activos los polinizadores y ocurre la floración de las plantas? (3) ¿Está relacionada la tolerancia térmica de los polinizadores y el rango térmico que abarca la floración de las plantas con su grado de especialización? Se esperaba que los polinizadores con una amplitud mayor de tolerancia térmica y plantas con rangos térmicos más amplios de floración tuvieran un mayor número de especies interactuantes. Se registraron las interacciones planta-polinizador en un área local a 3.050 m.s.n.m, en Valle Nevado entre las 10-17 hrs en un periodo de 19 semanas. Se determinó el NTA considerando los valores de temperatura sólo cuando hubo interacción con plantas, mientras que para el NTR se consideraron los valores de temperatura cada 20 minutos entre las 10-17 hrs. Finalmente, se comparó el nicho térmico con el grado de especialización en ambos grupos mediante correlación de Spearman. Tanto plantas como polinizadores fueron, mayormente, generalistas y tuvieron en promedio NTA de 10,2 °C (rango: 1,2 - 20,6 °C) y NTR de 27,1 °C (rango: 22,4 - 35,2 °C). Para los polinizadores, no se encontró una relación significativa entre el NTA y el número de especies de plantas polinizadas. Por el contrario, en plantas, sí hubo una relación positiva entre el NTR y el número de especies visitantes. Mecanismos fisiológicos de termorregulación, periodos de actividad de los polinizadores y la liberación de condiciones abióticas hostiles a mitad de la temporada de floración podrían explicar estos resultados. Este estudio aporta nuevos conocimientos sobre cómo las variables abióticas pueden mediar la cantidad de interacciones entre plantas y polinizadores en los ecosistemas.

The plant-pollinator interaction is one of the most important mutualistic interactions, forming the basis for the functioning of diverse ecosystems. In Andean ecosystems, plant-pollinator interactions tend to be predominantly generalists, while specialist interactions are rare. In addition, these organisms face fluctuating thermal conditions, both on a daily and seasonal scale. In plants, high daily thermal variation favors plant species with broad thermal niches. In contrast, in ectotherms, the thermal niche is determined by ambient temperature patterns and mostly by the maximum temperature they can tolerate. This study intended to analyze the relationship between the activity thermal niche (ATN) of pollinators and the reproductive thermal niche (RTN) of plants concerning their degree of specialization, based on the number of interactions they engage in, for which the following questions were adressed: (1) How generalist are plant and pollinators species in a pollination network in the high Andean region of the Cordillera of central Chile? (2) What temperatures conducive to the activity of pollinators and the plant flowering? (3) Is the thermal tolerance of pollinators and the thermal range encompassed by plant flowering associated with their degree of specialization? We expected that pollinators with broader thermal tolerance and plants with wider thermal ranges of flowering would have a greater number of interacting species. Plant-pollinator interactions were recorded in a local area at 3,050 m.a.s.l., in Valle Nevado between 10-17 hr over a period of 19 weeks. The ATN was determined considering temperature values only during interactions with plants, while for the RTN, was determined considering temperature values every 20 minutes between 10-17 hrs. Finally, Spearman correlation was employed to compare the thermal niche with the degree of specialization in both groups. Both plants and pollinators were predominantly generalists and had on average ATN of 10.2 °C (range: 1.2-20.6 °C) and RTN of 27.1 °C (range: 22.4-35.2 °C). For pollinators, no significant relationship was found between ATN and the number of plant species pollinated. Conversely, in plants, there was a positive relationship between the RTN and the number of visiting species. Physiological mechanisms of thermoregulation, periods of pollinator activity and the release of hostile abiotic conditions in the middle of the flowering season could explain these results. This study contributes new insights into how abiotic variables mediate the quantity of interactions between plant and pollinators within ecosystems.