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Keywords:

  • Brazil;
  • centrality;
  • complex networks;
  • community structure;
  • Eltonian niche;
  • keystone species

Abstract

Interactions between oil-collecting bees and oil-producing flowers are a very specialized mutualism, whose natural history is well known at the organism and population levels. In this study, we assessed these interactions at the biome level with a network approach, and hypothesized that widespread bee and plant species would occupy different ecological functional roles (Eltonian niches) in different biomes. Furthermore, we expected the most important functional roles in each network to be occupied more frequently by Byrsonima oil flowers and Centris oil bees, which share the longest coevolutionary history in the Neotropics. By compiling data from 40 articles on oil flower interactions within the Malpighiaceae family, we built six networks for different Brazilian biomes. We assessed the ecological functional role of each species in pollination networks of oil flowers through the metric known as ‘network functional role’. Although 90 percent of the species occupied peripheral roles in each network, some were found to occupy highly central roles. Oil flowers of the genera Byrsonima and Banisteriopsis and oil bees of the genera Centris and Epicharis were the most important species in all networks, as they made a disproportionally high number of interactions (hubs), or helped bind together different modules (connectors). Our findings suggest that functional roles vary geographically and seem to be affected by local conditions in different biomes. Furthermore, coevolutionary history seems to play an important role in determining functional roles in oil flower networks, although other factors are probably also important, especially the degree of specialization in this kind of interaction.

Resumo

Interações entre abelhas coletoras de óleo e flores produtoras de óleo são um mutualismo muito especializado, cuja história natural é bem conhecida nos níveis do organismo e da população. No presente estudo, analisamos essas interações no nível do bioma com uma abordagem de redes, e hipotetizamos que espécies de abelhas e de plantas com ampla distribuição ocupariam papéis funcionais distintos em biomas diferentes. Além disso, esperávamos que os papéis funcionais mais importantes em cada rede fossem ocupados por flores produtoras de óleo do gênero Byrsonima e abelhas coletoras de óleo do gênero Centris, que compartilham uma longa história coevolutiva nos Neotrópicos. Compilando dados de 40 artigos sobre interações de flores de óleo na família Malpighiaceae, construímos seis redes para diferentes biomas brasileiros, da Caatinga à Mata Atlântica. Avaliamos o papel funcional (nicho eltoniano) de cada espécie através da métrica conhecida como ‘papel funcional de rede’. Apesar de 90 porcento das espécies ocuparem papéis periféricos em cada rede, algumas ocuparam papéis muito centrais. Flores dos gêneros Byrsonima e Banisteriopsis, e abelhas dos gêneros Centris e Epicharis foram as espécies mais importantes, pois fizeram um número desproporcionalmente alto de interações (hubs) ou ligaram diferentes módulos (conectores). Nossas descobertas sugerem que os papéis funcionais variam geograficamente e parecem ser influenciados por condições locais em diferentes biomas. Além disso, a história coevolutiva parece desempenhar um papel muito importante na determinação dos papéis funcionais em redes de flores de óleo, sendo que outros fatores também são provavelmente muito importantes, especialmente o grau de especialização nessas interações.