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Myrmecochory, i.e. dispersal of seeds by ants towards and around their nests, plays an important role in temperate forests. Yet hardly any study has examined plant population spread over several years and the underlying joint contribution of a hierarchy of dispersal modes and plant demography. We used a seed-sowing approach with three replicates to examine colonization patterns of Melampyrum pratense, an annual myrmecochorous herb, in a mixed Scots pine forest in northeastern Germany. Using a spatially explicit individualbased (SEIB) model population patterns over 4 years were explained by short-distance transport of seeds by small ant species with high nest densities, resulting in random spread. However, plant distributions in the field after another 4 years were clearly deviating from model predictions. Mean annual spread rate increased from 0.9 m to 5.1 m per year, with a clear inhomogeneous component. Obviously, after a lag-phase of several years, non-random seed dispersal by large red wood ants (Formica rufa) was determining the species’ spread, thus resulting in stratified dispersal due to interactions with different-sized ant species. Hypotheses on stratified dispersal, on dispersal lag, and on non-random dispersal were verified using an extended SEIB model, by comparison of model outputs with field patterns (individual numbers, population areas, and maximum distances). Dispersal towards red wood ant nests together with seed loss during transport and redistribution around nests were essential features of the model extension. The observed lag-phase in the initiation of non-random, medium-distance transport was probably due to a change of ant behaviour towards a new food source of increasing importance, being a meaningful example for a lag-phase in local plant species invasion. The results demonstrate that field studies should check model predictions wherever possible. Future research will show whether or not the M. pratense–ant system is representative for migration patterns of similar animal dispersal systems after having crossed range edges by long-distance dispersal events.

Orientadores: Sergio Furtado dos Reis, Marcus A. M. de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:09:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GuimaraesJunior_PauloRoberto_D.pdf: 2044862 bytes, checksum: c00f35ae5e3827324339e695a7aa0624 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: INTRODUÇÃO: mutualismos são interações entre espécies diferentes que beneficiam os indivíduos envolvidos. Em uma comunidade ecológica, mutualismos tais como interações entre plantas e polinizadores e entre plantas e dispersores de sementes podem ser descritas como uma rede. O estudo dessas redes de interações levou à descrição de duas propriedades estruturais gerais: (1) a probabilidade de se encontrar uma espécie com k interações decai seguindo uma lei de potência com truncamento exponencial e (2) aninhamento. Essas duas propriedades estão, aparentemente, ausentes em interações entre predadores e presas, as chamadas teias tróficas. OBJETIVOS: contribuir para a compreensão dos processos subjacentes aos padrões observados em redes mutualísticas e investigar o grau de generalização desses padrões. PRINCIPAIS RESULTADOS: ¿ A lei de potência truncada que caracteriza a distribuição do grau de redes mutualísticas pode ser explicada por condições iniciais aleatórias e por processos associados à diferença de riqueza entre plantas e animais. ¿ A estrutura aninhada de uma rede mutualística é parcialmente explicada por diferenças entre as abundâncias das espécies. ¿ Problemas de resolução taxonômica característica de estudos sobre teias tróficas, mas pouco comuns no estudo de mutualismos, explicam as diferenças nas distribuições do grau desses dois tipos de redes ecológicas. A ausência de aninhamento, todavia, não é explicada por este problema de resolução. ¿ As redes que descrevem outros dois mutualismos, as interações entre limpadores e clientes em recifes de corais e entre formigas e plantas produtoras de néctar extrafloral, são aninhadas. PRINCIPAIS CONCLUSÕES: a forma da distribuição do grau observada em mutualismos é esperada por processos simples e gerais. O aninhamento é uma propriedade geral de mutualismos em comunidades ricas de espécies / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Ecologia

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-09Bitstream added on 2014-06-13T19:18:47Z : No. of bitstreams: 1 alves_kjf_me_rcla.pdf: 683123 bytes, checksum: 3a72cd41c9c498b519e68ebb52d5ccce (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os dispersores de sementes possuem um papel fundamental na ecologia e evolução das plantas de frutos carnosos, especialmente em ambientes tropicais onde mais de 70% das espécies lenhosas são dispersas por vertebrados. A recente perda destas interações causada pela ação antrópica pode acarretar importantes perdas de biodiversidade. Este trabalho visou identificar quais espécies de aves são potenciais dispersoras de sementes em uma Ilha continental da Mata Atlântica, com um alto grau de perturbação. De dezembro de 2005 a janeiro de 2007, foi realizado um levantamento da avifauna da Ilha Anchieta baseado no método de amostragem por pontos (n= 360), que foram distribuídos em três ambientes, Floresta Densa (FD), Floresta Rala (FR) e Campos Antrópicos (CA). Foram registradas 75 espécies de aves, distribuídas em 27 famílias e 12 categorias alimentares. Tyrannidae e Thraupidae foram as famílias melhor representadas, com 17 e 8 espécies, respectivamente. Os ambientes não apresentaram diferenças significativas em relação ao número de indivíduos, mas diferiram quanto ao número de espécies frugívoras, com 26, 24 e 29 espécies para FD, FR e CA, respectivamente. Frugívoros especialistas foram considerados raros. Com o registro das interações entre aves frugívoras e plantas em frutificação foi obtido um total de 1341 visitas completas em 303,6 h de observações a 16 espécies arbóreas. Vinte e cinco espécies de aves se alimentaram de frutos que variaram entre 4,0 e 19,8 mm de comprimento e entre 3,3 e 14,7 mm de largura. Os principais potenciais dispersores foram Turdus leucomelas, Saltator similis, Tachyphonus coronatus, Thraupis sayaca e Turdus albicollis. Assim, os frugívoros generalistas destacam-se como importantes dispersores na Ilha, pois levam sementes de espécies pioneiras para as áreas alteradas, acelerando a sucessão vegetacional, tendo um papel fundamental na recuperação de áreas degradadas. / Seed dispersers play a key role in the ecology and evolution of fleshy-fruited plants; especially in tropical forests where from 70% to 90% of all woody species are dispersed by vertebrates. The recent disruption of these interactions caused by human activities may bring about a considerable loss of biodiversity. The aim of this study was to identify wich species are potencial seed dispersers in a highly perturbed continental Island of the Atlantic Forest. From December 2005 to January 2006, a survey using point-counts was carried out at the Anchieta Island to record the avifauna in 360 points-counts stations distributed in three successional stages: old fields (CA), early secondary forest (FR), old growth forest (FD). A total of 75 birds species was recorded, distributed over a range of 27 families and 12 diet categories. Tyrannidae and Thraupidae were the most abundant families, with 17 and 8 species, respectively. The three successional stages were not significantly different in bird abundance, but differed in number of frugivorous species, where 29 species were recorded at CA, 24 at FR, and 26 at FD. Specialized frugivorous were rare. To identify the frugivorous birds and their potential role as seed dispersers in the three successional stages, focal-individual observations were performed on fruiting plants. Sixteen plant species were observed during 303.6 plant-hours. Twenty-five bird species were observed consuming fruits in a total of 1341 visits to fruiting plants. Fruits averaged 4.0 e 19.8 mm length, and 3.3 e 14.7 mm width. The main potential seed dispersers were Turdus leucomelas, Saltator similis, Tachyphonus coronatus, Thraupis sayaca and Turdus albicollis. Thus, generalist frugivorous birds were considered main potential seed dispersers, which may play a important role in accelerating the plant regeneration process at Anchieta Island.

The effect of shared enemies between invasive and native species has been argued to facilitate biological invasions (i.e., the apparent competition hypothesis or ACH). This study investigated a previously untested possibility: whether granivorous small mammals facilitate cheatgrass (Bromus tectorum) invasion by driving food-mediated apparent competition between cheatgrass and native grasses. Specifically, we tested three predictions that must be true if such apparent competition occurs. First, cheatgrass invasion augments total seeds available to granivorous small mammals. Second, density of granivorous small mammals increases in response to increased seed availability (simulated with experimental additions of cheatgrass seeds). Third, granivorous small mammals prefer seeds from native grasses over cheatgrass seeds. We tested these predictions in the Great Basin Desert of Utah, USA. Cheatgrass invasion augmented total yearly seed production. Granivorous small mammals preferred native seeds over cheatgrass seeds. However, neither abundance, richness, nor diversity of granivorous small mammals increased in response to experimental additions of cheatgrass seed. We therefore conclude that granivorous small mammals did not drive food-mediated apparent competition during the study period. The lack of support for the ACH in this study may suggest that the role of small mammal-driven apparent competition is either unimportant in the Great Basin, or that the appropriate indirect interactions between small mammals, cheatgrass, and native grasses have yet to be evaluated. Testing the third prediction required the separation of seeds from the soil matrix. We employed a chemical flotation methodology to recover target seeds from soil, and developed a novel method of decanting target material from the flotation solution. We compared the utility of the novel method to that of a traditional decantation method. Specifically, we compared effectiveness (the proportion of seeds recovered from a known sample), rapidity (the time required to decant that sample), efficiency (the number of seeds decanted per second), and recovery bias (the effect of relative density on seed recovery) between methods. Our proposed method was more effective, more rapid, more efficient, and less biased than the traditional method. Therefore, any future work relying on flotation to analyze seed banks should clearly describe how samples are decanted and should consider the proposed method as a potential means of enhancing the efficiency of chemical flotation.

Orientador: Marco Aurélio Pizo Ferreira / Banca: Wesley Rorigues da Silva / Banca: Claudio José Von Zuben / Resumo: Os dispersores de sementes possuem um papel fundamental na ecologia e evolução das plantas de frutos carnosos, especialmente em ambientes tropicais onde mais de 70% das espécies lenhosas são dispersas por vertebrados. A recente perda destas interações causada pela ação antrópica pode acarretar importantes perdas de biodiversidade. Este trabalho visou identificar quais espécies de aves são potenciais dispersoras de sementes em uma Ilha continental da Mata Atlântica, com um alto grau de perturbação. De dezembro de 2005 a janeiro de 2007, foi realizado um levantamento da avifauna da Ilha Anchieta baseado no método de amostragem por pontos (n= 360), que foram distribuídos em três ambientes, Floresta Densa (FD), Floresta Rala (FR) e Campos Antrópicos (CA). Foram registradas 75 espécies de aves, distribuídas em 27 famílias e 12 categorias alimentares. Tyrannidae e Thraupidae foram as famílias melhor representadas, com 17 e 8 espécies, respectivamente. Os ambientes não apresentaram diferenças significativas em relação ao número de indivíduos, mas diferiram quanto ao número de espécies frugívoras, com 26, 24 e 29 espécies para FD, FR e CA, respectivamente. Frugívoros especialistas foram considerados raros. Com o registro das interações entre aves frugívoras e plantas em frutificação foi obtido um total de 1341 visitas completas em 303,6 h de observações a 16 espécies arbóreas. Vinte e cinco espécies de aves se alimentaram de frutos que variaram entre 4,0 e 19,8 mm de comprimento e entre 3,3 e 14,7 mm de largura. Os principais potenciais dispersores foram Turdus leucomelas, Saltator similis, Tachyphonus coronatus, Thraupis sayaca e Turdus albicollis. Assim, os frugívoros generalistas destacam-se como importantes dispersores na Ilha, pois levam sementes de espécies pioneiras para as áreas alteradas, acelerando a sucessão vegetacional, tendo um papel fundamental na recuperação de áreas degradadas. / Abstract: Seed dispersers play a key role in the ecology and evolution of fleshy-fruited plants; especially in tropical forests where from 70% to 90% of all woody species are dispersed by vertebrates. The recent disruption of these interactions caused by human activities may bring about a considerable loss of biodiversity. The aim of this study was to identify wich species are potencial seed dispersers in a highly perturbed continental Island of the Atlantic Forest. From December 2005 to January 2006, a survey using point-counts was carried out at the Anchieta Island to record the avifauna in 360 points-counts stations distributed in three successional stages: old fields (CA), early secondary forest (FR), old growth forest (FD). A total of 75 birds species was recorded, distributed over a range of 27 families and 12 diet categories. Tyrannidae and Thraupidae were the most abundant families, with 17 and 8 species, respectively. The three successional stages were not significantly different in bird abundance, but differed in number of frugivorous species, where 29 species were recorded at CA, 24 at FR, and 26 at FD. Specialized frugivorous were rare. To identify the frugivorous birds and their potential role as seed dispersers in the three successional stages, focal-individual observations were performed on fruiting plants. Sixteen plant species were observed during 303.6 plant-hours. Twenty-five bird species were observed consuming fruits in a total of 1341 visits to fruiting plants. Fruits averaged 4.0 e 19.8 mm length, and 3.3 e 14.7 mm width. The main potential seed dispersers were Turdus leucomelas, Saltator similis, Tachyphonus coronatus, Thraupis sayaca and Turdus albicollis. Thus, generalist frugivorous birds were considered main potential seed dispersers, which may play a important role in accelerating the plant regeneration process at Anchieta Island. / Mestre