Small-scale patch dynamics after disturbance in litter ant communities

SummaryThe dynamics of re-colonisation of disturbed patches may aid in the understanding of spatial variation of species richness. The present study experimentally tested the hypothesis that the variation of litter ant local species richness and composition is caused by the dynamics of re-colonisation after disturbances. We were particularly interested in whether the re-colonisation was by pre-existent species or species new to the patches, and whether the succession of species evidences the existence of dominance-controlled or founder-controlled communities. Litter patches of a forest remnant in Southeast Brazil were disturbed by removing most animals through litter drying, and litter samples were returned to the same sites from where they were removed. Ant species richness and composition were compared before and 2 months after the disturbance. Dissimilarity among disturbed and non-disturbed samples was compared to infer the succession model occurring after disturbance. Ant species richness did not recover after 2 months, and species composition of the disturbed samples showed more new colonisers than pre-existent species. Dissimilarity among samples in the disturbed plots was smaller than in the control plots, indicating a directional, or dominance-controlled, succession. The changes in species composition observed were caused by a decrease of some species, particularly predators, and an increase of species that are possibly opportunistic. Patches of litter are naturally disturbed in time and space, and evidence from the present paper indicates that succession occurring in these patches would lead to different species richness and compositions. Thus the dynamics of re-colonisation contributes to explaining the diversity of litter-dwelling ant communities at larger spatial and temporal scales. In each patch the succession seems to be directional, with opportunist species re-colonising preferentially empty plots. Therefore, these communities may attain a high diversity due to a small-scale patch dynamics model.

ZusammenfassungDie Dynamik der Wiederbesiedlung von gestörten Bereichen kann helfen die räumliche Variation des Artenreichtums zu verstehen. Die vorliegende Untersuchung testete experimentell die Hypothese, dass die Variation des lokalen Artenreichtums und der Zusammensetzung von Streuameisen durch die Dynamik der Wiederbesiedlung nach einer Störung verursacht wird. Wir interessierten uns besonders dafür, ob die Wiederbesiedlung durch schon vorkommende Arten oder durch Arten, die neu für den Bereich waren, erfolgte und ob die Sukzession der Arten die Existenz von dominanzkontrollierten oder gründerkontrollierten Gemeinschaften belegt. Es wurden Streubereiche eines Waldrestes in Südost-Brasilien gestört, indem die meisten Tiere durch Trocknen der Streu entfernt wurden, und sie dann an dieselben Orte zurückgebracht wurden, von welchen sie entfernt wurden. Der Artenreichtum und die Zusammensetzung der Ameisen wurden vor und zwei Monate nach der Störung miteinander verglichen. Es wurden die Unterschiede zwischen den gestörten und nicht-gestörten Proben verglichen um eine Sukzessionsmodell abzuleiten, das nach einer Störung stattfindet. Der Artenreichtum der Ameisen erholte sich nach zwei Monaten nicht und die Artenzusammensetzung der gestörten Proben wiesen mehr neue Kolonisten als vorher vorhandene Arten auf. Die Unterschiede zwischen den Proben der gestörten Bereiche waren geringer als zwischen den Kontrollbereichen, und wiesen auf eine gerichtete oder dominanzkontrollierte Sukzession hin. Die beobachteten Veränderungen in der Artenzusammensetzung wurden durch die Abnahme einiger Arten verursacht, vor allem von Prädatoren, und durch die Zunahme opportunistischer Arten. Bereiche mit Streu sind natürlicherweise in Zeit und Raum verteilt und die Hinweise aus der vorliegenden Veröffentlichung weisen darauf hin, dass die Sukzession, die in diesen Bereichen stattfindet, zu unterschiedlichen Artenreichtum und –zusammensetzungen führt. Deshalb trägt die Dynamik der Wiederbesiedlung dazu bei, die Diversität der im Streu lebenden Ameisengesellschaften auf größeren räumlichen und zeitlichen Skalen zu erklären. In jedem Bereich scheint die Sukzession gerichtet zu sein, mit opportunistischen Arten, die bevorzugt leere Bereiche wiederbesiedeln. Deshalb können diese Gemeinschaften aufgrund eines Dynamikmodells in Bereichen auf kleiner Skala eine hohe Diversität erlangen.