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Caterpillar communities on shrubs in the montane forest zone of southern Ecuador
Florian Bodner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Konrad Fiedler
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.15967
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29510.38139.321464-6
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Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Die Raupengemeinschaften auf 16 Straucharten aus der Familie Asteraceae und der Gattung Piper (Piperaceae) im Bergregenwald in den Anden Südecuadors wurden untersucht. Die angewandte Sammelmethode erwies sich im Zuge einer Evaluierung als gut geeignet für das Sammeln von Raupen auf Sträuchern, insbesondere im Hinblick auf zeitliche Replikation der Aufnahmen an denselben Strauchindividuen. Im Rahmen von 11 standardisierten Aufnahmezyklen zwischen August 2007 und Juni 2009 wurden 18890 präimaginale Schmetterlingsindividuen erfasst. Insgesamt wurden die erhobenen Daten stark von gregären Jungraupen und Eigelegen einer Tagfalterart, Altinote dicaeus albofasciata (Nymphalidae), auf der Asteraceae Erato polymnioides dominiert. Diese und alle weiteren Raupengruppen und Eigelege wurden für die Analysen herabgewichtet und durch ihre dritte Wurzel ersetzt, da sie im Verhältnis zum Gesamtdatensatz stark überrepräsentiert waren. Die trophische Beziehung zur Wirtspflanze wurde durch Fraßexperimente überprüft. Hierbei stellte sich heraus, dass sich ein beträchtlicher Anteil von über 22% der Individuen (und bis zu 80% auf einzelnen Straucharten) nicht von der lebenden Biomasse des Strauches ernährt, auf dem die Raupe gefunden wurde, sondern von Totlaub, Flechten und Epiphyllen („Nicht-Herbivore“). Die Abundanz von Nicht-Herbivoren unterschied sich stark zwischen den Strauchfamilien, war jedoch auf Sträuchern unterschiedlicher Arten innerhalb der Familien weitestgehend konstant. Die Abundanz von herbivoren Lepidopteren waren dagegen im Mittel auf beiden Strauchfamilien sehr ähnlich, wies aber starke Unterschiede zwischen den einzelnen Straucharten auf. Herbivore Raupen waren zum weit überwiegenden Teil ektophage Folivore, während Florivore (2,3%) und semi-endophage Folivore (in Blattrollen, -tüten oder Gespinsten; 6,0%) selten waren. Der Gesamtartenreichtum herbivorer Lepidopteren war mit 191 Arten auf 16 untersuchten Straucharten hoch, variierte aber zwischen einzelnen Straucharten bis zu 40fach. Nach Anwendung einer Rarefaction-Analyse verringerten sich diese Unterschiede erheblich, die Differenz der Artenzahl zwischen artenreichster und artenärmster Gemeinschaft lag jedoch immer noch beim 15fachen. Charakteristisch für Artengemeinschaften auf Piper waren eine niedrige effektive Artenzahl (gemessen als exponentielle Shannon-Entropie) und hohe Dominanz durch Arten der Geometridengattung Eois. Bei den Asteraceenarten wies die Raupengemeinschaft auf E. polymnioides mit A. dicaeus albofasciata als dominanter Art eine ähnliche Struktur auf, wohingegen die Gemeinschaften auf den übrigen beiden Asteraceenarten (Ageratina dendroides und Baccharis latifolia) von hoher effektiver Artenzahl und niedrigen Dominanzwerten geprägt waren. Daraus lässt sich ableiten, dass Raupengemeinschaften auf Piper-Arten und E. polymnioides von einem kleinen, vorhersagbaren Set an Kernarten definiert werden, während solche Kerngemeinschaften auf den verbleibenden beiden Asteraceenarten fehlen. Gemeinschaften auf Piper wiesen außerdem mit 62,8% als monophag eingestuften Schmetterlingsarten einen höheren Grad an Spezialisierung auf als auf Asteraceen mit 11,6% monophagen Schmetterlingsarten. Die beobachteten Diversitätsmuster deuten am ehesten auf einen formenden Einfluss durch (chemische) Herbivorenabwehr hin, während Größe des Verbreitungsgebiets und lokale Häufigkeit der Pflanzenarten eher eine untergeordnete Rolle für die assoziierten Raupengemeinschaften zu spielen scheint.
Abstract
(Englisch)
Caterpillar communities were studied on 16 shrub species from the family Asteraceae and the genus Piper (Piperaceae) in the Andean montane rainforest zone of southern Ecuador. The applied sampling methodology was evaluated and found well suited for sampling of caterpillars, especially with focus on resampling. During standardized sampling, a total of 18890 specimens were collected in 11 field surveys between August 2007 and June 2009. Overall, samples were dominated by gregarious early instars and egg clutches of Altinote dicaeus albofasciata (Nymphalidae) on Erato polymnioides (Asteraceae). Those and all other such groups and egg clutches were down-weighted for analyses to their cubic root to balance against their overrepresentation in the data set. Trophic associations of caterpillars were confirmed by feeding trials. A substantial fraction of more than 22% of the encountered caterpillars (and up to 80% on individual shrub species) was found not to be trophically linked to the living biomass of the shrubs themselves (“non-herbivores”), but rather feed on dead leaves and epiphylls. Abundance of non-herbivores differed strongly between the two studied plant families, but was very similar on different shrub species within these families. Abundance of herbivorous caterpillars, to the contrary, differed hardly between plant families, but varied strongly between individual plant species. Herbivores were almost entirely comprised of ectophagous folivores, while florivores (2.3%) and semi-endophagous folivores (leaf rollers and tiers; 6.0%) were unexpectedly rare. Absolute species richness of herbivorous caterpillars was high, with a total of 191 Lepidoptera species on the studied 16 shrub species, but varied up to 40fold between individual plant species. Rarefied species numbers were more similar among plant species, but still showed a 15fold difference between the most species rich and most species poor community. Communities on Piper species were characterized by low effective species numbers (measured as exponential Shannon entropy) and high dominance of one or two species of the Geometridae genus Eois. E. polymnioides featured a similar structure dominated by A. dicaeus albofasciata. Communities on the other two Asteraceae (Ageratina dendroides and Baccharis latifolia), to the contrary, were found to have high effective species numbers and low dominance. In conclusion, while Piper species and E. polymnioides feature caterpillar communities defined by small, predictable sets of core herbivores, these defining sets do not exist for the other two of the studied Asteraceae species. Communities on Piper were also more specialized, with 62.8% of the caterpillar species considered monophagous at plant species level, than on Asteraceae with only 11.6% monophagous species. The observed diversity patterns point mainly to shaping by (chemical) plant-herbivore-defense, while geographic range and local abundance of host plants appear to have only limited and varying influence on the associated caterpillar communities.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
abundance Asteraceae diversity Eois feeding guilds herbivorous Insects host plant specificity Lepidoptera Piperaceae Piper sampling methodology species richness specificity tropical rain forest
Schlagwörter
(Deutsch)
Abundanz Artenreichtum Asteraceae Diversität Eois herbivore Insekten Lepidoptera Nahrungsgilden Piperaceae Piper Raupen Sammelmethodik Schmetterlinge Spezifität tropischer Bergregenwald Wirtspflanzen
Autor*innen
Florian Bodner
Haupttitel (Englisch)
Caterpillar communities on shrubs in the montane forest zone of southern Ecuador
Paralleltitel (Deutsch)
Raupengemeinschaften auf Sträuchern im Bergwald Südecuadors
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
104 S.: Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Konrad Fiedler
Klassifikationen
42 Biologie > 42.65 Tiergeographie, Tierökologie ,
42 Biologie > 42.75 Insecta ,
42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie
AC Nummer
AC08834943
Utheses ID
14326
Studienkennzahl
UA | 091 | 444 | |
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