TY - JOUR

T1 - Contrasting patterns of insect herbivory and predation pressure across a tropical rainfall gradient

AU - Weissflog, Anita

AU - Markesteijn, Lars

AU - Lewis, Owen T.

AU - Comita, Liza S.

AU - Engelbrecht, Bettina M. J.

PY - 2018/3

Y1 - 2018/3

N2 - One explanation for the extraordinarily high tree diversity of tropical lowland forests is that it is maintained by specialized natural enemies such as insect herbivores, which cause distance- and density-dependent mortality. Insect herbivory could also explain the positive correlation between tree species richness and rainfall if herbivory increases with rainfall, is higher on locally abundant versus rare species, and is not limited by predation pressure at wet sites. To test these predictions, insect herbivory and predation pressure on insect herbivores were quantified across a neotropical rainfall and tree species richness gradient, and herbivory was investigated in relation to local tree abundances. Insect herbivory on leaves (folivory) decreased strongly and significantly with rainfall, while predation pressure was significantly higher at the wetter site. Herbivores were more likely to attack abundant tree species, but herbivore damage levels were not related to tree species abundance. Insect folivores might contribute to local tree species coexistence in our system, but seem unlikely to drive the positive correlation between tree species richness and rainfall. The unexpected and contrasting patterns of herbivory and predation we observed support the need for a multi-trophic perspective to understand fully the processes contributing to diversity and ecosystem functioning.Una explicación para la extraordinaria elevada diversidad de los árboles en los bosques tropicales de tierras bajas es que esta mantenida por enemigos naturales especializados como insectos herbívoros, los cuales causan mortalidad dependiente a la densidad y a la distancia. La herbivoría de los insectos podría explicar también la correlación positiva entre la riqueza de especies arbóreas y la precipitación, si la herbivoría se incrementa con la precipitación, es mayor en especies con alta abundancia local versus las especies poco comunes, y no está limitado por la presión de la predación en lugares húmedos. Para comprobar estas predicciones, la herbívora por insectos y la presión de la predación en insectos herbívoros fueron cuantificadas, a lo largo de un gradiente de precipitación neotropical y de riqueza de especies, y a su vez herbivoría fue relacionada con las abundancias locales de 42 especies arbóreas de enfoque. La herbivoría de insectos en las hojas (folivoria) decrece considerable y significantemente con la precipitación, mientras que la presión por predación fue significativamente mayor en el sitio más húmedo. Con una mayor probabilidad los herbívoros atacaron las especies más abundantes, pero el nivel de daño por herbivoría no estaba relacionado con la abundancia de las especies arbóreas. En nuestro sistema, los insectos folívoros podrían contribuir a la coexistencia de las especies de árboles locales, pero parece improbable llevar a la correlación positiva entre la riqueza de especies y la precipitación. Los patrones inesperados y opuestos que se observaron de la herbivoría y la predación apoyan la necesidad de un punto de vista multitrófico para entender completamente el proceso que contribuye a la diversidad y funcionamiento del ecosistema.

AB - One explanation for the extraordinarily high tree diversity of tropical lowland forests is that it is maintained by specialized natural enemies such as insect herbivores, which cause distance- and density-dependent mortality. Insect herbivory could also explain the positive correlation between tree species richness and rainfall if herbivory increases with rainfall, is higher on locally abundant versus rare species, and is not limited by predation pressure at wet sites. To test these predictions, insect herbivory and predation pressure on insect herbivores were quantified across a neotropical rainfall and tree species richness gradient, and herbivory was investigated in relation to local tree abundances. Insect herbivory on leaves (folivory) decreased strongly and significantly with rainfall, while predation pressure was significantly higher at the wetter site. Herbivores were more likely to attack abundant tree species, but herbivore damage levels were not related to tree species abundance. Insect folivores might contribute to local tree species coexistence in our system, but seem unlikely to drive the positive correlation between tree species richness and rainfall. The unexpected and contrasting patterns of herbivory and predation we observed support the need for a multi-trophic perspective to understand fully the processes contributing to diversity and ecosystem functioning.Una explicación para la extraordinaria elevada diversidad de los árboles en los bosques tropicales de tierras bajas es que esta mantenida por enemigos naturales especializados como insectos herbívoros, los cuales causan mortalidad dependiente a la densidad y a la distancia. La herbivoría de los insectos podría explicar también la correlación positiva entre la riqueza de especies arbóreas y la precipitación, si la herbivoría se incrementa con la precipitación, es mayor en especies con alta abundancia local versus las especies poco comunes, y no está limitado por la presión de la predación en lugares húmedos. Para comprobar estas predicciones, la herbívora por insectos y la presión de la predación en insectos herbívoros fueron cuantificadas, a lo largo de un gradiente de precipitación neotropical y de riqueza de especies, y a su vez herbivoría fue relacionada con las abundancias locales de 42 especies arbóreas de enfoque. La herbivoría de insectos en las hojas (folivoria) decrece considerable y significantemente con la precipitación, mientras que la presión por predación fue significativamente mayor en el sitio más húmedo. Con una mayor probabilidad los herbívoros atacaron las especies más abundantes, pero el nivel de daño por herbivoría no estaba relacionado con la abundancia de las especies arbóreas. En nuestro sistema, los insectos folívoros podrían contribuir a la coexistencia de las especies de árboles locales, pero parece improbable llevar a la correlación positiva entre la riqueza de especies y la precipitación. Los patrones inesperados y opuestos que se observaron de la herbivoría y la predación apoyan la necesidad de un punto de vista multitrófico para entender completamente el proceso que contribuye a la diversidad y funcionamiento del ecosistema.

KW - community compensatory trend; Janzen-Connell; Panama; precipitation; species coexistence

U2 - 10.1111/btp.12513

DO - 10.1111/btp.12513

M3 - Article

VL - 50

SP - 302

EP - 311

JO - Biotropica

JF - Biotropica

SN - 0006-3606

IS - 2

ER -