Integration and impacts of invasive plants on plant-pollination networks (Integración e impactos de las plantas invasoras sobre las redes de plantas y polinizadores)

Abstract

Nota: el text d'aquesta tesi és en anglès i castellà<br/><br/>Las especies invasoras son aquellas que transportadas e introducidas por el ser humano en lugares fuera de su área de distribución natural, han conseguido establecerse y dispersarse en la región de destino. Las especies invasoras pueden producir cambios en las poblaciones de las especies nativas e incluso conducir a su extinción local. Las comunidades invadidas por plantas exóticas pueden sufrir diversos impactos, siendo la competencia por los recursos ambientales, los cambios en las propiedades del suelo o en el régimen de perturbaciones los más estudiados. Sin embargo, los efectos sobre otros niveles tróficos han recibido menos atención, aunque cada vez hay más estudios referentes al efecto sobre los herbívoros y los mutualismos. La mayoría de estudios sobre el impacto de las plantas invasoras en las interacciones de polinización han considerado interacciones entre pares de especies. Dado que las plantas suelen interactuar con varios polinizadores y los polinizadores visitar varias especies de plantas, las especies invasoras tienen el potencial de perturbar, no sólo interacciones puntuales, sino toda la red de interacciones. No obstante, se ha realizado poca investigación sobre las repercusiones de las invasiones a nivel de toda la comunidad de polinizadores y plantas. Esta tesis estudia la forma en que los sistemas de plantas y polinizadores se ven afectados por especies de plantas invasoras. Hemos estudiado tres especies de plantas invasoras, Carpobrotus aff acinaciformis, Opuntia stricta e Impatiens glandulifera para caracterizar su integración e impactos sobre la red de interacciones nativa. Los polinizadores nativos, sobre todo aquellos con un espectro de visitas generalistas, proporcionan una vía de integración para las plantas invasoras. Tanto C. acinaciformis como O. stricta dependen de los polinizadores para la reproducción sexual en el área de introducción, aunque C. acinaciformis se ve levemente limitado por el polen. La competencia por los polinizador con las plantas nativas depende de la especie estudiada, así, encontramos competencia con O. stricta, facilitación con C. acinaciformis y no encontramos un efecto en I. glandulifera. En el caso de existir facilitación por las visitas, hemos visto que el polen invasor tiene muy pocas posibilidades de interferir en la reproducción de las plantas nativas al depositarse en muy baja frecuencia en los estigmas de las especies nativas. Finalmente, cuando evaluamos la importancia del paisaje en I. glandulifera, los efectos producidos por la invasión resultan ser independientes del los efectos del paisaje. Las redes planta-polinizador son complejas e involucran una gran cantidad de interacciones, por eso es difícil predecir el impacto de las especies invasoras. Sin embargo, el hecho de que las tres plantas estudiadas estén causando importantes cambios sobre las redes invadidas indica lo importante que es tener en cuenta sus efectos tanto para comprender para la biología de las interacciones mutualistas, como para futuras estrategias de conservación.

Invasive species are species transported and introduced by humans outside their natural range. This species are established and dispersed in the new habitats. Invasive species can produce changes in native species populations and even lead to its local extinction. Invaded communities can suffer different impacts, like competition for environmental resources, changes in soil properties or in the disturbance regime. However, the effects on other trophic levels have received less attention. Most studies on the impact of invasive plants and its interactions with pollinators have only considered interactions between pairs of species. Since plants tend to interact with several pollinators and the pollinators visit several species of plants, invasive species have the potential to disrupt not only particular interactions, but the entire network of interactions. However, there has been little research on the impact of invasions in the community of pollinators and plants. This thesis explores how the systems of plants and pollinators are affected by invasive plant species. We studied three invasive species, Carpobrotus aff acinaciformis, Opuntia stricta and Impatiens glandulifera to characterize their integration and impacts on the network of native interactions. The native pollinators, especially generalists, provide an integration way for invasive plants. Both C. acinaciformis and O. stricta depend on pollinators for sexual reproduction in the introduced area. However, C. acinaciformis is slightly limited by pollen. The competition for pollinators with native plants depends on the context, thus, we found competition processes with O. stricta, facilitation with C. acinaciformis and we did not find any effects on I. glandulifera. In the case of C. acinaciformis that facilitated visits to natives, we saw that the invasive pollen has very little chance of interfering with the reproduction of native plants and is deposited in very low frequency in the stigmas of native species. Finally, when we evaluate the importance of the landscape context in I. glandulifera, the impact of the invasion appear to be independent from the effects of the landscape. Plant-pollinator networks are complex and involve large numbers of interactions, so it is difficult to predict the impact of invasive species. However, the fact that the three studied plants produce major changes in the networks is very significant.

Les espècies invasores són aquelles que transportades i introduïdes per l'ésser humà en llocs fora de la seva àrea de distribució natural, han aconseguit establir-se i dispersar-se en la regió de destinació. Les espècies invasores poden produir canvis en les poblacions de les espècies nadives i fins i tot conduir a la seva extinció local. Les comunitats envaïdes per plantes exòtiques poden sofrir diversos impactes, sent la competència pels recursos ambientals, els canvis en les propietats del sòl o en el règim de pertorbacions els més estudiats. No obstant això, els efectes sobre altres nivells trófics han rebut menys atenció, encara que cada vegada hi ha més estudis referents a aquest efecte sobre els herbívors i els mutualismes. La majoria d'estudis sobre l'impacte de les plantes invasores en les interaccions amb els polinitzadors han considerat interaccions entre parells d'espècies. Atès que les plantes solen interactuar amb diversos polinizadors i els polinizadors visitar diverses espècies de plantes, les espècies invasores tenen el potencial de pertorbar, no només interaccions puntuals, sinó tota la xarxa d'interaccions. No obstant això, s'ha realitzat poca investigació sobre les repercussions de les invasions a nivell de tota la comunitat de polinizadors i plantes. Aquesta tesi estudia la forma que els sistemes de plantes i polinizadores es veuen afectats per espècies de plantes invasores. Hem estudiat tres espècies invasores, Carpobrotus aff acinaciformis, Opuntia stricta i Impatiens glandulifera per caracteritzar la seva integració i impactes sobre la xarxa d'interaccions nadiva. Els polinizadors nadius, sobretot aquells amb un espectre de visites generalistes, proporcionen una via d'integració per a les plantes invasores. Tant C. acinaciformis com O. stricta depenen dels polinizadors per a la reproducció sexual en l'àrea d'introducció, encara que C. acinaciformis es veu lleument limitat pel pol·len. La competència pels polinizadors amb les plantes nadives depèn de l'espècie estudiada, així, vam trobar competència amb O. stricta, facilitacio amb C. acinaciformis i no trobem un efecte en I. glandulifera. En el cas d'existir facilitació per les visites, hem vist que el pol·len invasor té molt poques possibilitats d'interferir en la reproducció de les plantes nadives al dipositar- se en molt baixa freqüència en els estigmes de les espècies nadives. Finalment, quan vam avaluar la importància del paisatge sobre comunitats envaïdes per I. glandulifera, els efectes produïts per la invasió resulten ser independents de l'els efectes del paisatge. Les xarxes planta-polinizador són complexes i involucren una gran quantitat d'interaccions, per això és dificil predir l'impacte de les espècies invasores. De tota manera, el fet que les tres plantes estudiades produeixin importants canvis en aquestes xarxes és molt significatiu.