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Previous issue date: 2015-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The intensification of land use due to human activities in natural environments has led to various
consequences to biodiversity, ranging from local extinction of native species and colonization of by
exotic and invasive ones to the complete conversion of ecosystems in to anthropic landscapes. Among
the different biodiversity components that can be influenced by human habitat modification are the
ecological interactions between insect herbivores and their host plants, which together represent 75%
of the known diversity of terrestrial species. In this context, the objective of my thesis was to
investigate global patterns in the structure and fragility of plant-herbivore networks. Specifically, I
sought to answer as the intensification of land use and the dominance of exotic host plant species
influence the structure and fragility of interaction networks of insect herbivores and host plants, and
also I investigate whether there latitudinal gradient in the structuration of these interactions. I
compiled 90 local plant-herbivore networks distributed worldwide, spanning different taxonomic
groups of plants and insects and several feed guilds of herbivores. The main results of my analyses
show that land use intensification and the dominance of exotic host plant species influence different
aspects of plant-herbivore networks, such as species richness and taxonomic distinctness (a proxy to
phylogenetic diversity) of herbivore species and the structure and fragility of interactions. Another
recurrent result was that, when networks composed exclusively of endophagous herbivores were
analyzed separately from those composed exclusively by exophages, only the networks of endophages
had consistent effects of the land use intensity and proportion of exotic host plant species. Altogether,
land use intensification surprisingly increases network specialization by decreasing connectance and
nestedness, and increases modularity; while the increase in the proportion of exotic hosts had opposite
effects. Possibly these changes in the network structure are due to loss proportionally higher of
species with many interactions (i.e., generalists) in relation to species with few interactions (i.e.,
specialists). As a consequence of these changes in the network connectivity, land use intensification
decreases the robustness of plant-herbivore networks, while the proportion of exotic host plant species
increases. Therefore, networks located in habitats with higher land use intensity tend to be less robust
that networks in more pristine habitats, which is a very intriguing result that goes in the opposite
direction of most of the literature on ecological networks. Controling the antropic effects that can act
on the networks, my results show that plant–herbivore networks are structured independently of
latitude, suggesting that the factors that influence the interactions between host plants and insect
herbivores are latitudinally invariant. The results and patterns found emphasize the important
contribution of this thesis to the understanding of plant-herbivore networks in the context of human
disturbances in natural habitats. / A intensificação do uso do solo devido às atividades humanas nos ambientes naturais tem promovido
uma série de consequências à biodiversidade, que vão desde a extinção local de espécies nativas,
passando pela colonização de espécies exóticas e invasoras, até a completa conversão de ecossistemas
em paisagens antropizadas. Dentre os vários componentes da biodiversidade que podem ser
influenciados pela alteração antrópica dos habitats estão às interações ecológicas entre insetos
herbívoros e suas plantas hospedeiras, que juntos representam quase dois terços da diversidade de
espécies terrestres conhecidas. Nesse contexto, o objetivo da minha tese foi avaliar padrões globais na
estrutura e fragilidade das redes planta-herbívoro. Especificamente avaliei como a intensificação do
uso do solo e a dominância de plantas hospedeiras exóticas influenciam a estrutura e fragilidade de
redes de interação envolvendo insetos herbívoros e plantas hospedeiras, e também avaliei se existe
gradiente latitudinal na estruturação dessas interações. Para isso eu compilei 90 redes locais,
mundialmente distribuídas, constituídas por diferentes grupos taxonômicos de insetos e plantas e por
várias guildas alimentares de herbívoros. Os meus principais resultados mostram que a intensificação
do uso do solo e a dominância de plantas hospedeiras exóticas influenciam diferentes aspectos das
redes planta-herbívoro, tais como, riqueza de espécies e distinção taxonômica (um substituto para
diversidade filogenética) de herbívoros e estrutura e fragilidade das interações. Outro resultado
constante no meu estudo foi que quando as redes compostas exclusivamente por herbívoros endófagos
foram analisadas separadamente daquelas compostas exclusivamente por herbívoros exófagos, foi
encontrado que apenas as redes de endófagos mostraram uma mudança consistente em resposta à
intensidade de uso do solo e à proporção de plantas hospedeiras exóticas. De modo geral, a
intensificação do uso do solo surpreendentemente aumenta a especialização das redes, por diminuir a
conectância e o aninhamento, e aumentar a modularidade; enquanto que o aumento na proporção de
hospedeiras exóticas tem efeitos opostos. Possivelmente essas mudanças na estrutura das redes se
devem à perda proporcionalmente maior de espécies com muitas interações (i.e., generalistas) em
relação às com poucas interações (i.e., especialistas). Como consequência dessas mudanças na
conectividade das redes, a intensificação do uso do solo diminui a robustez das redes plantaherbívoro,
enquanto o incremento na proporção de plantas hospedeiras exóticas aumenta. Portanto,
redes localizadas em habitats com maior intensificação do uso do solo foram menos robustas do que
as redes de habitats que tendem a naturais, o que é um resultado contrário à maioria da literatura de
redes ecológicas. Controlando os efeitos antrópicos que podem atuar sobre as redes, meus resultados
mostram que as redes planta-herbívoro são estruturadas independentemente da latitude, sugerindo que
os fatores que influenciam as interações entre plantas e insetos são latitudinalmente invariantes. Os
resultados e padrões encontrados enfatizam a contribuição importante da tese para a compreensão das
redes planta-herbívoro em um contexto de modificações antrópicas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/4737 |
| Date | 20 March 2015 |
| Creators | Araujo, Walter Santos de |
| Contributors | Almeida Neto, Mario |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Ecologia e Evolução (ICB), UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -5361682850774351271, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, 4714165126587508770, 2075167498588264571 |
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