Alternative approaches of transforming bimodal into unimodal mutualistic networks. The usefulness of preserving weighted information

Pollination and seed dispersal networks are by definition bimodal, linking two sets of species, plants and animals. Bimodal networks are often analysed after being transformed into unimodal ones, since most attributes in network theory are defined for the latter. Such unimodal projections (e.g. of plants sharing flower visitors or seed dispersers) map potential inter-specific competition or facilitation, and can thus be useful for instance when identifying native species potentially sensitive to aliens in the communities. In this work, we introduce procedures to project unweighted and weighted bimodal networks into unimodals, for animals or plants, and calculate two centrality measures that inform us about the species’ role in the communities. By using 20 empirical weighted networks worldwide, we obtained 160 unimodal networks via four projection methods and evaluated correlations among centrality parameters across the different methodologies to assess how consistent the results are when including different link weights between species. Degree centralities obtained by projecting unweighted and weighted bimodal networks were not significantly correlated, suggesting that the role of the species differs when considering link weights in the original bimodal networks. By contrast, betweenness centralities were highly correlated, indicating the consistent importance of the species as connectors regardless of the projection method used. We conclude that preserving the weighted information when transforming bimodal into unimodal networks may allow us to make more realistic predictions on the potential competitive or facilitative interactions among species of one set (e.g. plants) that share species of the other (e.g. flower visitors or dispersers).

ZusammenfassungPollinations- und Samenausbreitungsnetzwerke sind definitionsgemäß bimodal, indem sie zwei Sätze von Arten, Pflanzen und Tiere, miteinander verbinden. Bimodale Netzwerke werden häufig analysiert, nachdem sie in unimodale Netzwerke umgewandelt wurden, weil die meisten Merkmale in der Netzwerktheorie für unimodale Netzwerke definiert sind. Solche unimodalen Projektionen (beispielsweise von Pflanzen, die Blütenbesucher oder Samenverbreiter teilen) bilden potentielle interspezifische Konkurrenz oder facilitation ab und können deshalb von Nutzen sein, wenn einheimische Arten, die gegen Einwanderer empfindlich sind, in den Gemeinschaften identifiziert werden. In dieser Arbeit stellen wir Methoden vor, mit denen ungewichtete und gewichtete bimodale Netzwerke in unimodale umprojeziert werden (für Tiere oder Pflanzen), und wir berechnen zwei Zentralitätsmaße, die uns über die Rolle der Arten in Gemeinschaften informieren. Indem wir 20 empirische gewichtete Netzwerke aus der ganzen Welt benutzten, erhielten wir 160 unimodale Netzwerke durch vier Projektionsmethoden, und wir werteten die Korrelationen zwischen den Zentralitätsmaßen für die verschiedenen Methoden aus, um abzuschätzen, wie konsistent die Ergebnisse sind, wenn die Verbindungen zwischen den Arten unterschiedlich gewichtet werden. Zentralitätsgrade, die durch die Projektion von ungewichteten und gewichteten bimodalen Netzwerken erhalten wurden, waren nicht signifikant miteinander korreliert, was nahelegt, dass die Rolle von Arten differiert, wenn Verbindungswichtungen in den ursprünglichen Netzwerken berücksichtigt werden. Im Gegensatz dazu waren die betweenness-Zentralitäten der vier Projektionsmethoden stark korreliert, was die konsistente Bedeutung der Arten als Bindeglieder anzeigt. Wir schließen, dass die Wichtungsinformation beizubehalten, wenn bimodale in unimodale Netzwerke überführt werden, uns erlauben sollte, realistischere Vorhersagen zu potentiellen Konkurrenz- oder facilitation-Interaktionen zwischen den Arten eines Satzes (z.B. Pflanzen), die Arten des anderen Satzes teilen (z.B. Blütenbesucher oder Samenverbreiter), zu treffen.