Michael Castaño

Biodiversity Graduate Student Research Enhancement Grant

Graduate Advisor: Patrick Kelley

Department of Zoology and Physiology

Biotic interactions play an important role in the maintenance of biodiversity and stability of ecosystem services. However, species and Key interactors (KI) are going extinct at alarming rates owing to Global Environmental Drivers (GED), such as climate change and habitat fragmentation. Changes in interactions between KI and other species may result in changes in ecosystem function, even without species loss (e.g., species become functionally extinct or change roles in the community). For this reason, it is urgent to investigate how GEDs are affecting biotic interactions in order to carry out appropriate conservation strategies. A commonly observed and highly charismatic interaction in the Neotropics is that of army-ant-following bird flocks. Army ants are voracious nomadic insects of the Neotropical lowland forests that form large raids in search of food. When foraging, ants drive away invertebrates and small vertebrates from the leaf litter, providing a profitable resource that can attract multiple individuals of different bird species. Recent found that some species are eavesdropping on obligate species calls as they provide an honest signal about the availability of the resource suggesting that there may be an information cascade that is recruiting different species of birds. However, it is not clear what role these species play in the formation of this kind of Mixed Species Aggregation (MSA). Given this, we propose that the behaviors of the species that make up the MSAG will play a critical role in the probability that other species will join them. Some species may be primarily "providers" of information, positively impacting other species by increasing the recruitment of new individuals. Other species may be "antagonists" that reduce the recruitment of other individuals or reduce the net benefits to other species, for example, by chasing and displacing other individuals, thus increasing competition between species. Most species will be “user” species, which have more neutral effects on other members of the group, compared to providers or antagonists. Given that GEDs may interact with each other in additive, antagonistic, or synergistic ways and because most species experience more than one GED, it is necessary to study these threats in conjunction with biotic factors that result in a better understanding of the mechanisms of biodiversity loss.

Versión en español

Las interacciones bióticas juegan un papel importante en el mantenimiento de la biodiversidad y la estabilidad de los servicios ecosistémicos. Sin embargo, las especies y los interactuantes claves (KI) se están extinguiendo a un ritmo alarmante debido a factores ambientales globales (GED), como el cambio climático y la fragmentación del hábitat. Los cambios en las interacciones entre KI y otras especies pueden resultar en cambios en la función del ecosistema, incluso sin pérdida de especies (por ejemplo, las especies se extinguen funcionalmente o cambian sus roles en la comunidad). Por esta razón, es urgente investigar cómo los GED están afectando las interacciones bióticas para poder llevar a cabo estrategias de conservación adecuadas. Una interacción comúnmente observada y altamente carismática en el Neotrópico es la de las bandadas de aves que siguen a las hormigas guerreras. Las hormigas guerreras son insectos nómadas voraces de los bosques de tierras bajas neotropicales que forman grandes incursiones en busca de alimento. Cuando se alimentan, las hormigas ahuyentan a los invertebrados y pequeños vertebrados de la hojarasca, proporcionando un recurso rentable que puede atraer a múltiples individuos de diferentes especies de aves. Recientemente se descubrió que algunas especies están escuchando a escondidas las llamadas de las especies más dependientes a las hormigas, ya que proporcionan una señal honesta sobre la disponibilidad del recurso, lo que sugiere que puede haber una cascada de información que está reclutando diferentes especies de aves. Sin embargo, no está claro qué papel juegan estas especies en la formación de este tipo de Agregación de especies mixtas (MSA). Dado lo anterior, proponemos que los comportamientos de las especies que componen el MSAG jugarán un papel crítico en la probabilidad de que otras especies se unan a ellos. Algunas especies pueden ser principalmente "proveedores" de información, lo que impacta positivamente en otras especies al aumentar el reclutamiento de nuevos individuos. Otras especies pueden ser "antagonistas" que reducen el reclutamiento de otros individuos o reducen los beneficios netos para otras especies, por ejemplo, persiguiendo y desplazando a otros individuos, aumentando así la competencia entre especies. La mayoría de las especies serán especies “usuarias”, que tienen efectos más neutrales sobre otros miembros del grupo, en comparación con los proveedores o los antagonistas. Dado que los GED pueden interactuar entre sí de manera aditiva, antagónica o sinérgica y debido a que la mayoría de las especies experimentan más de un GED, es necesario estudiar estas amenazas junto con factores bióticos que resulten en una mejor comprensión de los mecanismos que conllevan a la pérdida de la biodiversidad.