Interaction generalisation and demographic feedbacks drive the resilience of plant-insect networks to extinctions.

RESUMO

Compreender os processos que governam a resiliência dos sistemas ecológicos, i.e. o quanto sistemas ecológicos conservam sua estrutura enquanto absorvem perturbações, é um desafio central para ecólogos teóricos e aplicados. Comunidades de insetos e plantas são bons modelos para o estudo da resiliência ecológica pois são ricos em espécies, representando uma grande diversidade de interações ecológicas que correspondem a serviços ecossistêmicos essenciais. Os mecanismos que afetam a resposta de comunidades ecológicas a perturbações dependem tanto da história natural quanto da estrutura das interações ecológicas. A história natural de interações interespecíficas, e.g. se a interação é mutualística ou antagonística, pode afetar a resiliência do sistema ao controlar as retroalimentações demográficas que governam a dinâmica ecológica no nível da comunidade. Generalismo nas interações também pode afetar resiliência ao definir as oportunidades de rewiring de interações, i.e. o quanto espécies são capazes de mudar interações em ambientes instáveis. Atributos da história natural das interações podem também interagir com a estrutura de redes ecológicas de forma a influenciar a resiliência de sistemas ecológicos. Usando modelos de redes adaptativas, investigamos a resiliência de redes polinizador-planta e herbívoro-planta à perda de espécies. Especificamente, investigamos como diferenças fundamentais na história natural dos dois sistemas, isto é, as consequências demográficas da interação e seu grau de generalização - que mediam as oportunidades de rewiring - afetam a resiliência de redes ecológicas dinâmicas a extinções. Também criamos um referencial teórico e abrangente para o efeito da estrutura das redes em sua resiliência, simulando extinções em redes teóricas com estruturas controladas. Quando a estrutura das redes foi considerada estática, redes de polinização foram menos resilientes do que redes de herbivoria; o que está associado aos maiores níveis de aninhamento e aos efeitos demográficos positivos e recíprocos que definem mutualismos, aumentando a probabilidade e o comprimento das cascatas de extinção em redes polinizador-planta. Ao incorporar rewiring de interações, a alta generalização e a estrutura das redes de polinização impulsionou sua resiliência a extinções, que se aproximou da resiliência de redes de herbivoria. Os resultados das simulações com redes teóricas sugerem que estrutura de redes de herbivoria protegem esses sistemas do colapso. Compreender quais processos ecológicos e evolutivos governam o rewiring de interações é chave se queremos prever a resiliência de sistemas inseto-planta. Para incorporar rewiring de interações, será necessário combinar conhecimento sobre história natural com modelos de rede que incorporem a retroalimentação entre abundâncias, atributos e interações das espécies envolvidas. Essa combinação elucidará como perturbações se propagam no nível de comunidades ecológicas, reconfigurando a estrutura da biodiversidade e suas funções ecossistêmicas.