1. Efectos directos e indirectos de la invasión de arbustos en los
prados alpinos mediados por las interacciones planta-polinizador
Carlos Lara Romero
UTPL – Loja 2016
3. Alpine tundra occurs at high enough altitude at any latitude.
Map of arctic and antarctic tundraMap of alpine tundra
alpinetundrabiome.weebly.com; www.blueplanetbiomes.org
4. o Alpine tundra vulnerability to global change
Nogues-Bravo, 2007 Glob Env Chang
5. o Alpine tundra vulnerability to global change
Ellis, 2011 Proc Royal Soc A
6. o Regime shift on the roof of the world
Comte et al 2014 Nature communications
7. o Regime shift on the roof of the world
Gottfried et al 2012 Climate change, Paulí et al 2012 Science, Barrio et al 2013 MRD,
http://www.illustrationsof.com/
8. o Regime shift on the roof of the world
http://www.grida.no
9. The three general categories of woody plants increase including
(a) infilling of existing patches, (b) increase in growth and (c) an
advancing shrubline.
Myers-Smith et al. 2001. Environmetnal Research Letters
o Shrub encroachment.
Increase in the density, cover and biomass of native woody plants to the
detriment of herbaceous flowering plants
11. Myers-Smith et al. 2001. Env Reser Let; Wookey et al 2009, Glob Chang Biol
Numerous studies document the effect of shrub encroachment on the structure
of tundra ecosystems
• Soil–atmosphere exchange of water, carbon and nutrients.
• Plant-plant interactions and vegetation composition.
• Energy fluxes
• Regional climate
o Shrub encroachment
12. We lack empirical data showing how shrub encroachment modifies
plant–animal interactions at community scale.
thetechjournal.com
orkin.com
o Shrub encroachment and biotic interactions
13. Difficulties in quantifying changes in interactions compared with
changes in biodiversity
thetechjournal.com
orkin.com
Inouye & Pyke 1988, Tylianakis et al 2008 Ecology Letters, Tylianakis et al 2010 Biological Conservation
o Shrub encroachment and biotic interactions
14. o Shrub encroachment and biotic interactions
Biotic interactions play an important role in the maintenance of biodiversity
and the stability and resistance of ecosystems !!!!!!
Inouye & Pyke 1988; Tylianakis et al 2008 Ecology Letters, Tylianakis et al 2010 Biological Conservation
15. o Shrub encroachment and biotic interactions
Images downloaded from es.dreamstime.com Inouye & Pyke 1988; Kearns & Inouye 1994; Dupont, Hansen & Olesen 2003
The harsh environmental conditions of high-mountain
ecosystems limit pollinator richness and pollination services for plant reproduction
Biotic interactions play an important role in the maintenance of biodiversity
and the stability and resistance of ecosystems !!!!!!
17. o In this context of limited resources, shrub encroachment increases nutritional resources
for pollinators.
o Positive feedback at both trophic levels
Van valen 1965 Amer Nat, Bolnick et al 2007 PNAS, Hegland et al 2009 Ecol Lett, Blüthgen & Klein 2011 Basic Appl Ecol
Diversity
(e.g.plants)
Diversity
(e.g. flower visitors)
Functional Biodiversity Hypothesis
FBH
Niche width
Niche Variation Hypothesis
NHV
o Shrub encroachment and biotic interactions
18. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
o Research questions
o 1. Does higher diversity at the producer trophic level (plants) result in increased
diversity at the consumers (pollinators) trophic level, as predicted by FBH?
o 2. Does shrub encroachment reduce the specific niche breadth of pollinators?
o 3. Do shared pollinators mediate competitive indirect interactions between shrubs
and forbs?
We expected shrub encroachment to increase pollinator species richness and
simultaneously to reduce the niche breadth of each pollinator species, ultimately
affecting plant–plant interactions through competition for shared pollinators.
o Predictions
25. Objetivos Capítulos Conclusiones
Adenocarpus hispanicus Lam (DC)
(Fabaceae)
Cytisus oromediterraneus Rivas Mart. & Al.
(Fabaceae)
o Study System: Mediterranean alpine communities of Iberian Peninsula
Sanz-Elorza et al 2003 Annals of Botany; Garcia-Romero et al 2010 Climatic Change
27. 11 census days for each sampling site (PA & EP)
o 10 Linear transects at each site.
o Number flowering plant of each species
o Identity and number of contacts between plants and flower
visitors
o Sites simultaneously surveyed
Animal
Planta
A B C D
A 7 2 12 2
B 0 8 34 8
C 4 9 4 0
D 2 0 23 0
Quantitative bipartite networks for full-season
data for each habitat type.
o Sampling design and field survey
Jordano 1987 Amer Nat
28. Metrics
Effect of shrubs on
metrics
Network-level metrics
Number of plants (P)
Number of animals (A)
Number of interactions (I)
Number of visits (V)
Connectance (C)
Weighted Linkage (lw)
Modularity (Q)
Species-level metrics
Linkage (L)
Species Specialization (d’)
Species strength (S)
29. Metrics
Effect of shrubs on
metrics
Network-level metrics
Number of plants (P) +
Number of animals (A) +
Number of interactions (I) +
Number of visits (V) +
Connectance (C) -
Weighted Linkage (lw) -
Modularity (Q) +
Species-level metrics
Linkage (L) -
Species Specialization (d’) +
Species strength (S) +
30. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
o Results & discussion: species assemblages and visitation patterns
31. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
o Results & discussion: species assemblages and visitation patterns
Blüthgen & Klein 2011 Basic Appl Ecol
o Flower visitor richness was higher in EP than in PA in all functional groups of pollinators
o Result confirmed by sample-based rarefied estimates
32. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
o Results & discussion: species assemblages and visitation patterns
Blüthgen & Klein 2011 Basic Appl Ecol
Mixed lineal models (LMMs) fitted for flower visitors
Number of
interactions
Number of visits
F value Pr(>|F|) F value Pr(>|F|)
Intercept 1109.51 <0.001 773.74 <0.001
Habitat type 20.75 <0.001 14.16 <0.001
Functional group 34.96 <0.001 25.40 <0.001
Plants abundance 0.07 0.78 0.10 0.76
Habitat type: F. group 1.42 0.17 1.34 0.21
Increased number of interactions and visits for each functional
group of flower visitors
33. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
o Results & discussion: species assemblages and visitation patterns
Diversity
(e.g.plants)
Diversity
(e.g. flower visitors)
FBH
Blüthgen & Klein 2011 Basic Appl Ecol
The integration of shrubs into the network increased richness and visitation
rates of all functional groups of flower visitors.
34. Flower visitors did not vary their niche breadth (d’a , La, Lwa)
Niche width
Increased generalization
at EP (H’2)
Bolnick et al 2007 PNAS, Blüthgen & Klein 2011 Basic Appl Ecol, Seifan et al 2014, J Ecol
Both habitat types displayed a
similar modular structure (Q)
o Results & discussion: specific niche breadth of pollinators
35. Number of
interactions
Number of visits
Visits per flowering
plant
F value Pr(>|F|) F value Pr(>|F|) F value Pr(>|F|)
a) Species that occurred at encroached pastures
Intercept 356.87 <0.001 423.69 <0.001 140.69 <0.001
Life form 3.91 0.05 1.12 0.29 12.26 <0.001
Plants abundance 10.88 <0.01 19.46 <0.001 53.28 < 0.001
b) Species that occurred at both habitat types
Intercept 580.23 <0.001 645.22 <0.001 359.16 <0.001
Habitat type 0.019 0.89 0.12 0.73 25.40 <0.001
Plant species 4.64 <0.001 4.70 <0.001 22.00 <0.001
Plants abundance 26.98 <0.001 37.84 <0.001 47.71 <0.001
H. Type:P. Species 0.52 0.87 0.45 0.92 2.36 0.01
o Results & discussion: plant-plant interactions mediated by shared pollinators
LMMs fitted for plants
o Shrubs had more interactions with flower visitors and recevied more visits per plant than
forb species.
o Forb species received fewer visits per plant in EP than in PA
36. Capítulo I Capítulo II Capítulo III Capítulo IV
Shrub encroachment increased plant linkage (Lp y Lwp) while reducing the number
of visits per plant of forb species without affecting their specialization (d’p).
Bolnick et al 2007 PNAS, Morales & Traveset 2009 Ecol Lett, Seifan et al 2014, J Ecol
o Results & discussion: plant-plant interactions mediated by shared pollinators
Niche width
These findings suggest the
existence of competition among
plant species mediated by
pollinator sharing
37. o Research questions and conclusions
o 1. Does higher diversity at the producer trophic level (plants) result in increased
diversity at the consumers (pollinators) trophic level, as predicted by FBH?
o 2. Does shrub encroachment reduce the specific niche breadth of pollinators?
o 3. Do shared pollinators mediate competitive indirect interactions between shrubs
and forbs?
Las comunidades vegetales de alta montaña se encuentran entre los organismos más vulnerables al cambio global y particularmente a uno de sus motores más notables, el cambio climático. Pese a su escasa superficie, estos ecosistemas tiene un valor desproporcionado en términos de diversidad biológica y de servicios ecosistémicos y es por ello que constituyen una prioridad de investigación.
La mayor parte de los modelos predictivos de clima pronostican que los cambios de temperatura y precipitación más intensos van a tener lugar en las montañas de clima mediterráneo de Europa. Esto puede significar que las respuestas al cambio climático tengan que ser más intensas y rápidas que en otros sistemas montañosos situados en regiones más septentrionales.
Las comunidades vegetales de alta montaña se encuentran entre los organismos más vulnerables al cambio global y particularmente a uno de sus motores más notables, el cambio climático. Pese a su escasa superficie, estos ecosistemas tiene un valor desproporcionado en términos de diversidad biológica y de servicios ecosistémicos y es por ello que constituyen una prioridad de investigación.
La mayor parte de los modelos predictivos de clima pronostican que los cambios de temperatura y precipitación más intensos van a tener lugar en las montañas de clima mediterráneo de Europa. Esto puede significar que las respuestas al cambio climático tengan que ser más intensas y rápidas que en otros sistemas montañosos situados en regiones más septentrionales.
Las comunidades vegetales de alta montaña se encuentran entre los organismos más vulnerables al cambio global y particularmente a uno de sus motores más notables, el cambio climático. Pese a su escasa superficie, estos ecosistemas tiene un valor desproporcionado en términos de diversidad biológica y de servicios ecosistémicos y es por ello que constituyen una prioridad de investigación.
La mayor parte de los modelos predictivos de clima pronostican que los cambios de temperatura y precipitación más intensos van a tener lugar en las montañas de clima mediterráneo de Europa. Esto puede significar que las respuestas al cambio climático tengan que ser más intensas y rápidas que en otros sistemas montañosos situados en regiones más septentrionales.
Las comunidades vegetales de alta montaña se encuentran entre los organismos más vulnerables al cambio global y particularmente a uno de sus motores más notables, el cambio climático. Pese a su escasa superficie, estos ecosistemas tiene un valor desproporcionado en términos de diversidad biológica y de servicios ecosistémicos y es por ello que constituyen una prioridad de investigación.
La mayor parte de los modelos predictivos de clima pronostican que los cambios de temperatura y precipitación más intensos van a tener lugar en las montañas de clima mediterráneo de Europa. Esto puede significar que las respuestas al cambio climático tengan que ser más intensas y rápidas que en otros sistemas montañosos situados en regiones más septentrionales.
Las comunidades vegetales de alta montaña se encuentran entre los organismos más vulnerables al cambio global y particularmente a uno de sus motores más notables, el cambio climático. Pese a su escasa superficie, estos ecosistemas tiene un valor desproporcionado en términos de diversidad biológica y de servicios ecosistémicos y es por ello que constituyen una prioridad de investigación.
La mayor parte de los modelos predictivos de clima pronostican que los cambios de temperatura y precipitación más intensos van a tener lugar en las montañas de clima mediterráneo de Europa. Esto puede significar que las respuestas al cambio climático tengan que ser más intensas y rápidas que en otros sistemas montañosos situados en regiones más septentrionales.
El concepto de cambio global incluye todos aquellos impactos originados por actividades antrópicas que modifican la composición y funcionamiento de los ecosistemas (Vitousek, 1992). Existen considerables evidencias sobre su efecto directo en alteraciones del rango geográfi
Historical lack of research into global change effects on biotic interactions
Ene ste contexto de limitación de recursos la matorralización podría implicar un aumento del recurso trófico desde el PV de los polinizadores
La pendiente de la función que describe la relación entre ambas reiquezas estará relacionada con la complementarierdad funcional de las epsecies de la comunidad
when multiple species are specialised
and differ in their niche (niche complementarity), interspecific competition is reduced, facilitating their co-existencee transmitter of the function
(d) increased population but not individual niche widths, via increased among-individual variation (niche variation hypothesis).
increased individual and population niche widths (parallel release);
Fig. 1. Illustration of two alternative patterns of population niche expansion. A population that uses a narrow range of prey sizes can increase its population niche breadth (bold lines) in two ways. (a) All individual niche breadths (thin lines) can expand resulting in no increased niche variation among individuals. (b) Individual niche breadths can remain limited, whereas individuals diverge from each other to increase among-individual variation
Basandonos en NHV y NBH nos preguntamo si
El escenario elegido para esta tesis son los pastos piscor de alta montaña del SC,una de las más importantes del Sistema Central.
La citada comunidad vegetal constituye la vegetación potencial de las cumbres del SC por encima de los 2000 metros. La comunidad está dominada por la gramínea Festuca curvifolia que tiende a aparecer con escasa cobertura debido a los procesos de crioturbación y las condiciones extremas reinantes.
Junto a la graminea aparecen un un importante número de nanocaméfitos almohadillados o pulviformes muchos de ellos endémicos del SC o la PI (Figura 3 y 4).
Dos de estos nanocaméfitos son las princpales especies de estudio de la tesis doctoral
El escenario elegido para esta tesis son los pastos piscor de alta montaña del SC,una de las más importantes del Sistema Central.
La citada comunidad vegetal constituye la vegetación potencial de las cumbres del SC por encima de los 2000 metros. La comunidad está dominada por la gramínea Festuca curvifolia que tiende a aparecer con escasa cobertura debido a los procesos de crioturbación y las condiciones extremas reinantes.
Junto a la graminea aparecen un un importante número de nanocaméfitos almohadillados o pulviformes muchos de ellos endémicos del SC o la PI (Figura 3 y 4).
Dos de estos nanocaméfitos son las princpales especies de estudio de la tesis doctoral
La comunidad convive intercalada en una matriz arbustiva más o menos densa caracterizada por Cytisus oromediterraneus Rivas Mart. et al., Adenocarpus hispanicus (Lam. DC.) y Juniperus communis subsp. alpina (Suter) Celak.
Como hemos comentado anterioremente el ascenso y ocupación de los pastos por parte de este estrato arbustivo está afectando de manera significativa a la comunidad.
El escenario elegido para esta tesis son los pastos piscor de alta montaña del SC,una de las más importantes del Sistema Central.
La citada comunidad vegetal constituye la vegetación potencial de las cumbres del SC por encima de los 2000 metros. La comunidad está dominada por la gramínea Festuca curvifolia que tiende a aparecer con escasa cobertura debido a los procesos de crioturbación y las condiciones extremas reinantes.
Junto a la graminea aparecen un un importante número de nanocaméfitos almohadillados o pulviformes muchos de ellos endémicos del SC o la PI (Figura 3 y 4).
Dos de estos nanocaméfitos son las princpales especies de estudio de la tesis doctoral
Resultado coherente con lo predicho por la Hipótesis de la diversidad funcional
Resultado coherente con lo predicho por la Hipótesis de la diversidad funcional
Resultado coherente con lo predicho por la Hipótesis de la diversidad funcional
Resultado coherente con lo predicho por la Hipótesis de la diversidad funcional
mientras redujo el número de visitas por planta
Esta última situación podría reducir el éxito reproductivo en alguna de las especies de la comunidad