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Ecology of beetle assemblages in a Panamanian tropical forest with taxonomic notes on Curculionidae and Histeridae

Beetles (Insecta, Coleoptera) contribute the most to global species richness of multicellular organisms with approximately one-fourth of all described species, the highest proportion of which can be found in tropical regions where many remain to be discovered and described. However, biodiversity in tropical regions is threatened by land use change and conversion of forests for agriculture, pasture and other uses. In this thesis I focus on tropical beetles as their ecological diversity, high richness and abundance, makes them suitable for a variety of studies that can add to our understanding of biodiversity and practical applications in management and conservation. The study was carried out in a natural moist tropical forest in the San Lorenzo Protected Area, next to the community of Achiote, Colón Province, Republic of Panama. Thirty flight intercept traps were placed in six transects at five distances from the forest edge (0, 10, 50, 100, 250 m) to sample beetles at six periods between May 2007 and May 2008. Over 40,000 beetles were collected and identified to the level of family, and two families were selected and further identified to species level (Curculionidae, 2079 individuals from 355 species; Histeridae, 3022 individuals from 112 species).I investigated the influence of distance and adjacent habitat (low or high contrasting habitat) on beetle assemblages along six transects from the edge towards the interior of the forest. I found that the relative abundance of beetles decreased at the edges in comparison to the interior of the forest. The sites adjacent to low contrasting habitats (i.e. coffee plantations) had a higher relative abundance of beetles than sites adjacent to high contrasting habitats (i.e. pastures). The β-diversity of beetle assemblages was found to differ significantly among sites adjacent to either coffee plantations or pastures and at the edges of the forest. The β-diversity within edges was higher for sites adjacent to pastures than those adjacent to coffee plantations. This study highlights the influence of the adjacent habitat with low contrast to the forest in diminishing the harsh effects of edges on biodiversity.I further investigated the seasonal influence of precipitation on beetle assemblages collected between May 2007 and May 2008. The highest relative abundance and species richness of beetles were found early in the wet season. I also found a high turnover (β-diversity) between the early wet and the late wet seasons. I detected, using PerMANOVA, that the turnover of beetle assemblages was correlated significantly with the amount of precipitation. I conclude that the high β-diversity throughout the seasons might be related to different resources available and different assemblages of beetles exploiting those resources. In this thesis, I also provide the first dichotomous key to the subfamilies Curculionidae known from Central America based on the latest classification of the family. This work presents a synthesis of information about each subfamily. In the last chapter three new species belonging to the tribe Nymphistrini of the obligate myrmeco- and termitophilous subfamily Haeteriinae (Coleoptera: Histeridae) are described from Central America: Nymphister rettenmeyeri (Costa Rica and Panama), Trichoreninus carltoni (Belize and Honduras) and T. neo (Costa Rica and Panama). / Les coléoptères (Insecta, Coleoptera) contribuent à la majorité de la richesse globale d'espèce d'organismes multicellulaires, ce qui approxime un quart de toutes les espèces décrites. La plus grande proportion des coléoptères provenant des régions tropicales, où plusieurs restent encore à être découvertes et décrites. Toutefois, la biodiversité des régions tropicales est menacée par le changement d'utilisation des terres et la conversion des forêts pour l'agriculture, les pâturages et autres usages. Dans cette thèse, je me concentre sur les coléoptères tropicaux puisque leur diversité écologique, leur haute richesse en espèce et abondance en fond un groupe de choix pour une variété d'études qui peuvent ajouter à notre compréhension de la biodiversité et aider au développement d'applications pratiques pour la gestion et la conservation. L'étude a été conduite dans une forêt tropicale humide naturelle de la Zone Protégée San Lorenzo, à proximité de la communauté Achiote, Province de Colón, République de Panama. Trente trappes d'interception ont été placées dans six transects à cinq différentes distances de la bordure de la forêt (0, 10, 50, 100, 250 m) pour échantillonner les coléoptères à six reprises entre mai 2007 et 2008. Plus de 40,000 coléoptères ont été collectés et identifiés à la famille et deux familles ont été sélectionnées pour identifier jusqu'à au niveau de l'espèce (Curculionidae: 2079 individus représentant 355 espèces; Histeridae: 3022 individus représentant 112 espèces). J'ai investigué l'influence de la distance et de l'habitat adjacent (contraste d'habitat faible ou élevé) sur la composition des coléoptères à travers six transects à partir de la bordure de la forêt jusqu'à la forêt intérieure. J'ai trouvé que l'abondance relative des coléoptères diminue près de la bordure en comparaison à la forêt intérieure. Les sites adjacents aux habitats faiblement contrastant (i.e. plantation de café) avaient une abondance relative plus élevé de coléoptères que les sites adjacents aux habitats à contraste élevé (i.e. pâturages). La β-diversité de l'assemblage des coléoptères a été trouvée significativement différente parmi les sites adjacents à soit les plantations de café ou les pâturages et à la bordure de la forêt. La β-diversité dans les bordures était plus élevé pour les sites adjacents aux pâturages que ceux adjacents aux plantations de café. Cette étude souligne l'influence d'un habitat adjacent à faible contraste par rapport à la forêt tend à diminuer l'effet négatif de la bordure sur la biodiversité. J'ai investigué plus en profondeur l'influence saisonnier des précipitations sur la composition des coléoptères collectés entre mai 2007 et mai 2008. L'abondance et la richesse les plus élevées pour les coléoptères ont été obtenues dans le début de la saison humide. J'ai aussi trouvé une β-diversité élevée (rotation d'espèces) entre le début et la fin de la saison humide. J'ai remarqué que le renouvellement de la composition des coléoptères était significativement corrélée avec la quantité de précipitation en utilisant le test PerMANOVA. Je conclue que la β-diversité élevée à travers les saisons peut être reliée à la différence des ressources disponibles et aux différents assemblages de coléoptères exploitant ces ressources. Dans cette thèse, je fournis aussi la première clé dichotomique pour les sous-familles des Curculionidae connues pour l'Amérique Centrale, basée sur la plus récente classification de la famille. Ce travail présente une synthèse de l'information pour chacune de ces sous-familles. Dans le dernier chapitre, trois nouvelles espèces appartenant à la tribu Nymphistrini, les myrmeco- et termitophile obligatoire de la sous-famille Haeteriinae (Coleoptera: Histeridae), sont décrites pour l'Amérique Centrale: Nymphister rettenmeyeri (Costa Rica et Panama), Trichoreninus carltoni (Belize et Honduras) et T. neo (Costa Rica et Panama).

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.107635
Date January 2012
CreatorsMercado Cárdenas, Alida
ContributorsChristopher Buddle (Supervisor1), Eliseo Hector Barrios (Supervisor2)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageDoctor of Philosophy (Department of Natural Resource Sciences)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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