Cuantificación de artrópodos corticolosos mediante trampas pegajosas

Summary

Describimos un enfoque semicuantitativo de las características de medición de las comunidades cortrópicas (que habitan la corteza). Colocamos trampas adhesivas fabricadas comercialmente en boles de árboles para estimar la abundancia, la longitud total (un sustituto de la biomasa), la riqueza y la diversidad de Shannon para la comparación entre especies de árboles.

Abstract

Los artrópodos terrestres juegan un papel importante en nuestro entorno. La cuantificación de los artrópodos de una manera que permita un índice preciso o una estimación de la densidad requiere un método con alta probabilidad de detección y un área de muestreo consistente. Utilizamos trampas adhesivas fabricadas para comparar la abundancia, la longitud total (un sustituto de la biomasa), la riqueza y la diversidad Shannon de artrópodos corticolosos entre los bolos de 5 especies de árboles. La eficacia de este método fue adecuada para detectar la variación en los artrópodos corticolosos entre las especies arbóreas y proporcionar un error estándar de la media que era <20% de la media para todas las estimaciones con tamaños de muestra de 7 a 15 árboles individuales de cada especie. Nuestros resultados indican, incluso con estos tamaños de muestra moderados, el nivel de precisión de las métricas de la comunidad de artrópodos producidos con este enfoque es adecuado para abordar la mayoría de las cuestiones ecológicas relativas a la variación temporal y espacial en artrópodos corticolosos. Los resultados de este método difieren de otros enfoques cuantitativos como el derribo químico, la inspección visual y las trampas de embudo, ya que proporcionan una indicación de la actividad corticosa de los artrópodos a largo plazo, lo que incluye mejor el bola temporal residentes, artrópodos voladores que aterrizan temporalmente en el bolo de los árboles y artrópodos que se arrastran que utilizan el bolo del árbol como una ruta de viaje desde el suelo hasta el follaje más alto del bosque. Además, creemos que las trampas adhesivas fabricadas comercialmente proporcionan estimaciones más precisas y son logísticamente más sencillas que el método descrito anteriormente de aplicar directamente un material pegajoso a la corteza de árbol o aplicar un material pegajoso a la cinta u otro tipo de respaldo y aplicarlo a la corteza del árbol.

Introduction

Los artrópodos terrestres juegan un papel importante en nuestro entorno. Además de ser de interés científico por derecho propio, los artrópodos pueden ser perjudiciales y beneficiosos para otros niveles tróficos (es decir, cultivos, plantas hortícolas, vegetación autóctona y alimentos para organismos insectívoros^1,2,3,4). Por lo tanto, comprender los factores que influyen en el desarrollo y la abundancia de la comunidad de artrópodos es fundamental para los agricultores⁵, los gestores de control de plagas⁶, los silvicultores⁴, los biólogos de plantas^7,los entomólogos^8,y los ecologistas de vida silvestre y conservación que estudian la dinámica de la comunidad y gestionan los organismos insectívoros^9. Las comunidades de artrópodos varían en la composición y abundancia de especies tanto temporal como espacialmente a través de una variedad de paisajes ecológicos, incluyendo comunidades de plantas, especies de plantas y en varias regiones de plantas individuales. Por ejemplo, los estudios han demostrado diferencias significativas en las métricas de la comunidad de artrópodos entre las raíces, el bolo y los tallos, y el follaje, dentro del mismo árbol individual^10,11. Estos hallazgos no son sorprendentes teniendo en cuenta que diferentes partes de la misma planta, por ejemplo, hojas frente a cortezas de un árbol, proporcionan diferentes recursos para los que los artrópodos se han adaptado para explotar. Por lo tanto, cada parte de la planta puede apoyar una comunidad de artrópodos diferente. Debido a que los artrópodos de viviendas de follaje pueden tener un impacto socioeconómico y ambiental tan grande, se ha realizado un esfuerzo sustancial para medir las métricas de la comunidad utilizando enfoques cualitativos y cuantitativos¹². Alternativamente, se ha invertido mucho menos esfuerzo para desarrollar enfoques de cuantificación de comunidades artrópodas corticolosas( viviendas de corteza).

Al igual que las comunidades de artrópodos que habitan en el follaje, las comunidades corrípodas de artrópodos pueden ser importantes desde el punto de vista socioeconómico y ambiental. Algunas enfermedades forestales causadas o facilitadas por artrópodos corticolosos pueden ser perjudiciales para la cosecha de madera económicamente viable⁴. Además, los artrópodos corticolosos pueden ser un componente importante de la cadena alimentaria en las comunidades forestales^13,14. Por ejemplo, los artrópodos de moradas forestales son la principal fuente de alimento para muchas cortezas insectívoras que recogen aves^{cantora 15,16}. Por lo tanto, comprender los factores que influyen en las comunidades de artrópodos corticolosos es de interés para los silvicultores y los ecologistas básicos y aplicados.

Comprender los factores que influyen en la composición y abundancia de la comunidad de artrópodos a menudo requiere la captura de individuos. Las técnicas de captura generalmente pueden clasificarse en técnicas cualitativas que sólo detectan la presencia de una especie para estimaciones de rango de especies, riqueza y diversidad^17,o técnicas semicuantitativas y cuantitativas que permiten un índice o estimación de abundancia y densidad de individuos dentro de un grupo taxonómico^18,19. Las técnicas semicuantitativas y cuantitativas permiten a los investigadores estimar o al menos de forma consistente muestrear un área de muestra especificada y estimar la probabilidad de detección o asumir que la probabilidad de detección no es direccional y adecuada para no ocultar la capacidad del investigador para detectar la variación espacial o temporal en la abundancia. Las técnicas semicuantitativas y cuantitativas para la cuantificación de artrópodos corticolosos incluyen muestreo de aspiración o vacío de un área específica^20,21,22, conteo sistemático de artrópodos visibles^18,23, trampas pegajosas²⁴, diversos embudos o trampas tipo maceta^8,25, y agujeros de entrada o emergentes^26,27.

Se cree que una serie de factores espaciales y temporales conducen a la variación en las comunidades artrópodas corticolosas^11,14,28,29. Por ejemplo, se cree que la textura de la corteza de árbol influye en la estructura comunitaria de los artrópodos que habitan en los árboles^14. Debido a la superficie más diversa de los troncos de los árboles con corteza más surcada, se cree que los árboles con corteza más surcada apoyan una mayor diversidad y abundancia de artrópodos^14.

Con este artículo informamos de un nuevo enfoque semicuantitativo de la enumeración de artrópodos corticolosos que podrían utilizarse para describir y probar hipótesis relativas a la variación en las comunidades de artrópodos corticolosos a través del tiempo y el espacio con la precisión adecuada para detectar diferencias entre las especies de árboles. Utilizando trampas pegajosas unidas a los troncos de los árboles, comparamos la abundancia, longitud total (un sustituto de la masa corporal), riqueza y diversidad de la comunidad artrópoda en el bole de roble blanco (Quercus alba), pignut hickory (Carya glabra), arce de azúcar (Acer saccharum), haya americana (Fagus grandifolia), y tulipán álaro (Liriodendron tulipifera) árboles, árboles que varían en corteza.

Este estudio se llevó a cabo en las secciones ecológicas de Ozark y Shawnee Hills del Shawnee National Forest (SNF) en el suroeste de Illinois. Durante julio de 2015, identificamos 18 (9 dominados por roble/hickory y 9 dominados por haya/maple) con el mapa de portada del stand USFS para el SNF (allveg2008.shp) en ArcGIS 10.1.1. En los sitios xeric, las especies dominantes eran la nogal y el roble blanco y el roble blanco y en los sitios mesicos, las especies dominantes eran haya americana, arce azucarado y álamo de tulipán. Para comparar la comunidad de artrópodos de bole entre especies de árboles, en cada sitio de recolección de datos, identificamos los tres (roble blanco, nogal de cacahuete, arce azucarado, haya americana y álamo de tulipán) árboles de especies focales >17 cm de diámetro a la altura del pecho (d.b.h.) más cercanos al centro de un círculo radial de 10 m. Si había menos de tres árboles apropiados, el círculo se expandió y se seleccionó el árbol más cercano a los criterios. Para cada árbol elegido, instalamos cuatro trampas pegajosas a la altura del pecho, una orientada en cada dirección cardinal: norte, sur, este y oeste.

Recopilamos datos de artrópodos de los bolos de 54 árboles individuales (12 hickories de cacahuetes, 15 robles blancos, 8 abejas americanas, 12 arces azucarados y 7 álamos de tulipán) entre los 18 sitios. Agrupamos artrópodos según una clasificación de hermandad simplificada por características morfológicas diagnósticas indicativas de órdenes estrechamente relacionadas de los registros filogenéticos actuales, similares a las de las “unidades taxonómicas operativas”^30,31 (Apéndice A). Basándonos en esta clasificación, capturamos representantes de 26 gremios en nuestras trampas que estuvieron en su lugar durante 9 días(Apéndice A). Debido a que nuestro estudio se centró en las interacciones tróficas entre especies de árboles, artrópodos corticolosos y aves que recogen la corteza, eliminamos todos los artrópodos menores de 3 mm del análisis porque su importancia como recurso alimentario es mínima para las aves que recogen la corteza. Utilizamos un modelo mixto que incluía la longitud del artrópodo (surrogado a la masa corporal), la abundancia, la diversidad de Shannon y, la riqueza como la variable dependiente, las especies de árboles y el esfuerzo (proporción de árboles cubiertos de trampas) como variables fijas, y el sitio como una variable aleatoria. Debido a que todas las trampas de un solo árbol se combinaron como una muestra, los árboles individuales no se incluyeron como una variable aleatoria.

Protocol

1. Colocación de una trampa en el árbol Mida el diámetro de un árbol a la altura del pecho. A la altura del pecho en cada dirección cardinal, para un área del tamaño de la trampa pegajosa prefabricada (tablero de pegamento), use una afeitadora de corteza para quitar la corteza hasta que un área del tamaño de la trampa pegajosa sea lo suficientemente lisa como para grapar la trampa pegajosa en el árbol de modo que no haya espacio para que los artrópodos se arrastren bajo la trampa. Etiquete la parte p…

Representative Results

Sobre la base de los resultados del modelo mixto, el modelo que incluía las especies arbóreas explicaba mejor la variación en la longitud total de los artrópodos, la abundancia y la diversidad, ninguna de las variables independientes explicaba la variación sustancial de la riqueza, aunque los modelos que incluían el esfuerzo de captura de especies arbóreas eran competitivos con el modelo nulo(Tabla 1). Además, la proporción del árbol atrapado parece no tener nin…

Discussion

Aunque se han utilizado técnicas alternativas como redes de succión o barrido, la mayoría de los intentos publicados anteriormente por cuantificar artrópodos en los bolos de los árboles utilizaron alguna versión de cuantificación de artrópodos mediante la inspección visual de los hilos de los árboles en el campo, utilizando pesticidas químicos para matar los artrópodos en un área especificada y luego cuantificar los artrópodos recuperados,^</sup…

Materials

Straight Draw Bark Shaver, 8"	Timber Tuff	TMB-08DS
PRO SERIES Bulk Mouse & Insect Glue Boards	Catchmaster	#60m
Staple gun	Stanley	TR45D