Diversidad y ecología de las especies de Copestylum Macquart 1846 (Diptera: Syrphidae) asociadas a cactáceas en la Reserva de la Biosfera Barranca de Metztitlán, México

Resumen

El género Copestylum, Macquart 1846 (Diptera, Syrphidae), es endémico del Continente Americano. De él se conocen cerca de 400 especies (Vockeroth & Thompson, 1987), siendo México uno de los países con mayor riqueza de especies de este género de dípteros. Las larvas de muchas especies de este género, se desarrollan en tejidos de cactáceas en descomposición por lo que el estudio del sistema Cactus-Copestylum es interesante para entender diferentes procesos biológicos e interacciones insecto-planta que se dan en los matorrales crasicaules del centro de México. En esta tesis se analiza la diversidad y aspectos ecológicos de los sírfidos de género Copestylum en un matorral crasicaule dentro de la reserva de la biósfera "Barranca de Metztilán" en el centro de México. El primer capítulo es introductorio y en él se hace una exposición global e integradora donde se presentan los principales temas abordados en el transcurso de la presente tesis y su aplicación en estudios de sírfidos saprófagos y cactáceas. En el segundo capítulo, se analizaron los cambios temporales y el impacto del manejo agropecuario en la diversidad de las especies de Copestylum asociadas a cactáceas en descomposición. Se calculó la diversidad alfa, beta y gamma de sírfidos en zonas no manejadas y manejadas con ganado ovino y caprino principalmente. Se utilizaron datos de colecta de un ciclo anual diferenciando estación de lluvias y de secas. Se analizó el grado de solapamiento de nicho de las especies de Copestylum entre las comunidades de secas y lluvias en las diferentes especies de cactáceas. La diversidad ecológica fue mayor en los sitios no manejados en lluvias mientras que los sitios manejados en secas fueron menos diversos. La diversidad beta temporal fue el componente principal para mantener la diversidad alfa y gamma mientras que el manejo agropecuario presentó menos importancia para la diversidad gamma. Se encontró mayor solapamiento de nicho en la época de secas que en la época de lluvias. Los resultados del solapamiento de nicho sugieren que de acuerdo a la estacionalidad, las especies se reparten los recursos de forma diferente. En el tercer capítulo se utiliza el enfoque de redes ecológicas para el análisis de las interacciones Copestylum-Cactáceas. El estudio de las interrelaciones entre especies en una comunidad, recientemente se ha tratado como modelos de redes complejas en los cuales la estructura de una comunidad no presenta una distribución aleatoria, sino más bien encajada. Si la disponibilidad de recursos es predecible durante la temporada de lluvias en ambientes semiáridos, las comunidades saprófagas de sírfidos tendrán una estructura encajada mientras que durante la temporada de sequía cuando los recursos son menos predecibles serán explotados por una comunidad con una topología no encajada. Para demostrar lo anterior, se estimó un índice de encajamiento para las comunidades de cactus-sírfidos de sequía y lluvias. Asimismo, se estimó la importancia de cada especie dentro de la red, tanto de cactáceas como de sírfidos identificando las especies centrales y periféricas. De acuerdo con las hipótesis planteadas, en la época de sequía no se detectó una comunidad encajada mientras que en la época de lluvias si se presentó esta estructura. También, se detectó un alto recambio de especies de centrales a periféricas en las redes de secas y de lluvias. La evidencia sugiere que en sistemas semiáridos, la disponibilidad de los cactus en descomposición de acuerdo a las estaciones y el uso del recurso de las especies de sírfidos (diferentes adaptaciones y requerimientos tróficos) determinan el encajamiento de las redes Cactus-Copestylum en sistemas semiáridos. En el capitulo cuatro estimamos el papel de las especies de Copestylum en la tasa de descomposición de los cactus, y en las proporciones de C/N. Para ello, se seleccionó la especie de cactácea columnar que en los estudios anteriores resultó ser un recurso trófico importante para la comunidad de sírfidos. Se llevó a cabo el experimento de campo durante dos eventos de lluvias, en 2008 y 2009. Para ello se seleccionaron segmentos de igual peso del cactus Isolatocereus dumortieri (Scheidweiler) Backeberg (Cactaceae). Unos fueron colocados en el interior de un recipiente con paredes de malla y otros sin dicha protección con el propósito de permitir o evitar la libre entrada de insectos. En los resultados obtenidos en los fragmentos en descomposición libres de protección, se aprecia una alta abundancia de larvas del género Copestylum en los segmentos en descomposición para ambos años. La tasa de descomposición encontrada para las muestras con presencia de larvas fue significativamente más rápida que sin larvas. Por otra parte, se aprecia que la proporción C/N disminuye significativamente más rápido para las muestras con presencia de larvas. Estos resultados proveen evidencia de la importancia de la acción larvaria de este género de dípteros en el proceso de descomposición de los cactus y su papel en el reciclaje de nutrientes en zonas de matorrales crasicaules del centro de México. En el capitulo cinco se describen las especies de microorganismos presentes en los tractos digestivos de dos especies de larvas (Copestylum limbipenne y Copestylum latum) que se desarrollan en los tejidos de cactáceas en descomposición, pero que presentan diferentes estrategias de alimentación. Además se describen especies de microorganismos del medio nutricio (tejido en descomposición de Isolatocereus dumortieri) donde se desarrollan las especies de larvas C. limbipenne y C. latum). Mediante técnicas moleculares se realizó la obtención de ADN y amplificación por PCR de secuencias del gen 16S rRNA de muestras de tractos digestivos de las larvas y de sus medios nutricios. Los principales hallazgos fueron demostrar que la microbiota entre especies de larvas de Copestylum es más parecida que con su medio nutricio, por lo que la transmisión de la microbiota puede ser de manera vertical desde el momento de la oviposición. Por otra parte, las principales bacterias encontradas en el tracto digestivo son de tipo nitrificantes, pectinolíticas y del ácido láctico, siendo además el grupo más representativo el de Enterobacteraceae y Gammaproteobacterias, mientras que el cactus en descomposición tuvo una microbiota principalmente compuesta por bacterias del ácido láctico degradativas de azúcares. El capitulo seis se dedica a la discusión general de los temas abordados a lo largo de la presente tesis doctoral y las conclusiones derivadas de la misma.