SEARCH

SEARCH BY CITATION

Keywords:

  • Biological control;
  • black fire ants;
  • climate;
  • geographical distribution;
  • parasitoids;
  • phytogeography;
  • Pseudacteon;
  • Rapoport's rule;
  • red fire ants;
  • species richness
  • Clima control biológico;
  • distribución geográfica;
  • fitogeografía;
  • hormigas de fuego negras;
  • hormigas de fuego rojas;
  • parastoides;
  • Pseudacteon;
  • regla de Rapoport;
  • riqueza

Abstract

Aim  Saevissima group fire ants, Solenopsis richteri and S. invicta, have become serious pests when introduced from Argentina and Brazil to other continents. In South America, Solenopsis are distributed across a great variety of habitats and climates. In North America, S. invicta, introduced free of phorids, now ranges from coast to coast in the south. Success in introducing particular Pseudacteon as agents for the biological control of fire ants has varied across climatic zones. We aimed at assembling all the information about fire ant phorids from Argentina and Brazil, to estimate their richness and geographical ranges, to perform a climatic analysis for these distributions, to define groups and climate-based communities, and to test and elucidate Rapoport's biogeographical rule.

Location  Argentina and Brazil (South America).

Methods  From field and museum collections and historical records, we developed a database of fire ant-specific phorids throughout their known geographical range. A total of 123 sites with values for 15 climatic variables were mapped between 10° and 38° SL and between 35° and 65° C WL for the presence/absence of phorids. We calculated species richness across all sites combined, and for each phytogeographical region, using rarefaction curves, and ICE and Mmean estimators. We calculated mid-latitudinal points, geographical ranges and areas for each species. The correlation between mid-latitudinal point and ranges/areas was tested against a null model generated from the randomization of the raw distributional data. We used several types of multivariate analyses to distinguish groups of phorids by phytogeographical regions, hosts and climate, to find gradients of climate throughout the studied area, to define phorid communities in terms of their relationships with gradients of climate, and to test a mechanism for Rapoport's rule.

Results  Richness estimations using ICE and Mmean estimators were similar or higher than the observed values depending on the phytogeographical region. Cluster multivariate analyses based on climatic, phytogeographic and host data revealed distinct groupings of Pseudacton. The ‘cerrado’ group was confined to tropical savanna areas. A more ‘widespread’ group included ‘Chaco’ and ‘Maritime’ subgroups defined by their respective association with extreme temperatures or precipitation. Ordination multivariate analyses showed (1) two climatic gradients throughout the study area: one of temperature and the other of precipitation, and (2) that climatic variables significantly explained the observed assemblages of phorids. Positive and negative signs of the eigenvalues from the main axes of a canonical correspondence analysis allowed us to define eight communities whose geographical distribution resembled that of phytogeographical regions. We found a significant and positive correlation between geographical areas and mid latitudinal points, and furthermore, the Mantel test based on climatic variables suggested a mechanism for Rapoport's rule applying in the case of Pseudacteon.

Main conclusions Pseudacteon species with greater mid-latitudinal points occupy broader geographical areas and confront more stressful environmental conditions. Because the composition of Pseudacteon communities is largely determined by climatic variables, the correspondence between climates at sites of origin vs. sites of release should be an important consideration in choosing specific phorids for biocontrol efforts.

Resumen

Metas Solenopsis richteri y S. invicta, dos miembros de las hormigas de fuego del grupo Saevissima, se han tornado serias plagas después de ser introducidas desde Argentina/Brasil a otros continentes. En Sud América, estas especies, así como otras Solenopsis, se encuentran distribuidas a lo largo de una gran variedad de habitats y zonas climáticas. En Norte América, S. invicta, que fue introducida sin su fauna parasitoide, ahora se distribuye de costa a costa en el Sur de ese país. El éxito de la introducción de los fóridos Pseudacteon como una estrategia de control biológico ha variado dependiendo de las zonas climáticas. Nuestro objetivo fue juntar toda la información sobre los fóridos parasitoides de las hormigas de fuego de Argentina y Brasil, para estimar su riqueza y rangos geográficos, para realizar análisis climáticos de sus distribuciones, para definir grupos y comunidades climáticas, y para poner a prueba la regla de Rapoport y un mecanismo que la explique.

Ubicación  Argentina y Brasil (América del Sur).

Métodos  Construimos una base de datos de los parasitoides específicos de las hormigas de fuego a lo largo del rango geográfico conocido, a partir de datos de colectas de campo, de colecciones de museos, y de registros históricos. Ubicamos en un mapa entre los 10° y 38° LS y entre los 35° y 65° LO, los 123 sitios donde se registraron los parasitoides; en ellos además asignamos los valores correspondientes de 15 variables ambientales. Calculamos la riqueza para toda la región así como para cada provincia fitogeográfica, usando curvas de rarefacción con los estimadores ICE y Mmean. Calculamos los puntos latitudinales medios, los rangos geográficos, y las áreas de cada especie. La correlación entre el punto latitudinal medio y los rangos/áreas fue puesta a prueba con la generación de un modelo nulo producto de la aleatorización de las especies. Usamos distintos tipos de análisis multivariados para distinguir grupos de fóridos por regiones fitogeográficas, huésped y clima, para encontrar gradientes de clima a lo largo del área estudiada, para definir comunidades de fóridos en relación al clima, y para poner a prueba un mecanismo para la regla de Rapoport.

Resultados  Las estimaciones de riqueza, usando ambos estimadores, fue similar o más alta a la observada dependiendo de las provincias fitogeográficas. Los análisis de clasificación multivariados basados en provincias fitogeográficas, huéspedes y clima, revelaron distintos agrupamientos de Pseudacteon. El grupo del ‘Cerrado’ estuvo confinado a ambientes de savanas. El grupo de ‘Amplia Distribución’ incluyó al sub-grupo del ‘Chaco’ y al ‘Marítimo’ debido a su respectiva asociación con la temperatura y precipitación. Los análisis multivariados de ordenamiento mostraron (1) dos gradientes climáticos en el área de estudio, uno de temperatura y otro de precipitación, (2) que las variables climáticas explicaron significativamente el ensamble de fóridos observado. Los signos, positivos y negativos, de los autovalores de los tres ejes principales del análisis de correspondencia canónica nos permitió definir ocho comunidades cuya distribución geográfica se parecía a la de las provincias fitogeográficas. Encontramos una correlación positiva y significativa entre las áreas geográficas y los puntos latitudinales medios, es más, el Test de Mantel basado en las variables climáticas permitió identificar un mecanismo para este ensamble de Pseudacteon.

Conclusiones principales  Las especies de Pseudacteon con puntos latitudinales medios mayores ocupan áreas geográficas más grandes y confrontan condiciones de stress climático mayores. Dado que la composición de las comunidades de Pseudacteon está en su mayor parte determinada por variables climáticas, la correspondencia climática entre el sitio de origen y el sitio de liberación de los parasitoides debería ser una consideración importante para la selección de especies de fóridos para el control biológico.