Spatial Variation in the Strength of a Trophic Cascade Involving Ruellia nudiflora (Acanthaceae), an Insect Seed Predator and Associated Parasitoid Fauna in Mexico

Authors

  • Luis Abdala-Roberts,

    1. Departamento de Ecología Tropical, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, Apartado Postal 4-116, Itzimná, 97000, Mérida, Yucatán, México and
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  • Víctor Parra-Tabla,

    1. Departamento de Ecología Tropical, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, Apartado Postal 4-116, Itzimná, 97000, Mérida, Yucatán, México and
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  • Luis Salinas-Peba,

    1. Departamento de Ecología Tropical, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, Apartado Postal 4-116, Itzimná, 97000, Mérida, Yucatán, México and
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  • Cecilia Díaz-Castelazo,

    1. Departamento de Ecología Tropical, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, Apartado Postal 4-116, Itzimná, 97000, Mérida, Yucatán, México and
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  • Hugo Delfín-González

    1. Departamento de Zoología, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad Autónoma de Yucatán, Apartado Postal 4-116, Itzimná, 97000, Mérida, Yucatán, México
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ABSTRACT

Spatial variation in the strength of herbivore top-down control represents an important source of variation in plant fitness measures and community structure and function. By measuring seed predator (larvae of a Noctuid moth) and parasitoid impacts on Ruellia nudiflora across a broad spatial scale in Yucatan (Mexico), this study addressed the following: (1) to what extent does seed predator and parasitoid attack intensity associated with R. nudiflora vary spatially? (2) Does parasitoid attack result in a positive indirect effect on the plant, and does the intensity of this effect vary spatially? During the peak of fruit production (late June–early July) of 2005, we collected fruits from 21 R. nudiflora populations and grouped them into four regions: center, east, north and south. For each fruit we recorded: observed seed number, number of seeds eaten, seed predator presence, parasitoid presence and number of seeds ‘saved’ by parasitoids. Seed predators attacked ca 30 percent of fruits/plant on average, while parasitoids were found in 24 percent of seed predator-attacked fruits. Results indicated spatial variation in seed predator and parasitoid attack levels; interestingly, a contrasting spatial gradient of attack intensity was observed: populations/regions with greatest parasitoid attack levels usually had the lowest seed predator attack levels and vice versa, suggesting top-down control of parasitoids on seed predators. We observed a weak overall indirect impact of parasitoids on R. nudiflora (4% seeds ‘saved’ on average), which nonetheless varied strongly across populations (e.g., close to 14% seeds saved at one population). Findings indicate a geographical structuring of interaction strengths across populations, as well as spatial variation in the strength of parasitoid cascading effects on plant reproduction.

RESUMEN

El presente estudio es un esfuerzo por cuantificar la intensidad de efectos de un depredador de semillas (DS) y sus parasitoides sobre la hierba Ruellia nudiflora a una escala espacial amplia en Yucatán (México). Los objetivos fueron: (1) Determinar si existe variación espacial en la intensidad de efecto del DS y los parasitoides sobre R. nudiflora, y (2) Determinar si existe un efecto indirecto positivo de los parasitoides sobre R. nudiflora, y si la intensidad de este efecto varía espacialmente. De finales de junio a principios de julio del 2005 se realizó una colecta de frutos de 21 poblaciones de R. nudiflora agrupadas en cuatro regiones (norte, centro, este, sur). Para cada fruto se registró: número observado de semillas, número de semillas depredadas, presencia del DS y/o el parasitoide, y número de semillas salvadas por parasitoides. El DS atacó en promedio el 30% de los frutos por planta, mientras que los parasitoides estuvieron presentes en el 24% de los frutos atacados por el DS. Se observó un alto nivel de variación espacial en los niveles de ataque por el segundo y tercer nivel trófico; sin embargo, la intensidad de ataque de cada uno se ordenó espacialmente de manera opuesta: las poblaciones/regiones con mayor incidencia del parasitoide fueron generalmente las menos atacadas por el DS y viceversa (sugiriendo un control de los parasitoides sobre el herbívoro). Aunque en general se observó un efecto indirecto débil de los parasitoides sobre la planta (4% de las semillas producidas por planta fueron salvadas por parasitoides), éste varió fuertemente entre poblaciones (e.g., hasta 14% de semillas salvadas en una de las poblaciones). Los resultados indicaron una marcada estructuración espacial en la intensidad de las interacciones del sistema tritrófico bajo estudio, en particular del efecto de cascada trófica de los parasitoides sobre la planta.

Ancillary