Estrutura da meta-rede e o papel das espécies do gênero Lonomia (Saturniidae lepidoptera) nas interações tróficas herbívoro-planta da região neotropical

Abstract

Resumo: As redes ecológicas são uma ferramenta que permite compreender as interações dentro de uma comunidade, como as relações tróficas entre plantas e insetos, que podem ser cooperativas ou antagônicas. Essas interações representam uma parte significativa da biodiversidade terrestre global, concentrando-se em regiões tropicais. A coexistência espacial e temporal das espécies, suas adaptações, limitações e, em alguns casos, sua abundância determinam a dinâmicas destas interações. As lagartas do gênero Lonomia são conhecidas por serem herbívoras generalistas que se alimentam de uma grande variedade de plantas, sendo a ecologia das suas interações antagônicas pouco entendidas. Este estudo analisa as interações tróficas entre plantas e lagartas do gênero Lonomia (Lepidoptera: Saturniidae) na região neotropical. Foi realizada uma revisão sistemática da literatura disponível em plataformas digitais e uma análise de meta-rede para avaliar essas interações tróficas. Foram criadas matrizes binárias de presença/ausência e a aplicação de métricas de rede e atributos funcionais das plantas hospedeiras, com o objetivo de conhecer se existe relação entre os atributos funcionais e as escolhas das espécies de Lonomia. Como resultado foram compilados 31 registros bibliográficos, documentando a interação de 15 espécies de Lonomia alimentando-se de 145 espécies de plantas pertences a 39 famílias vegetais. A representação gráfica dessas interações como uma metacomunidade corresponde a uma meta-rede bipartita com uma topologia modular. Os resultados confirmam que as espécies de Lonomia são herbívoras generalistas, caracterizadas por um alto número de ligações tróficas, especializadas em consumir tecidos vegetativos de plantas de hábito arbóreo e nativas da região neotropical, incluindo algumas interações com plantas exóticas. As espécies com o maior número de interações conhecidas foram Lonomia obliqua (41), Lonomia concordia (20) e Lonomia electra (20), ocupando posições centrais dentro da rede, com assembleias significativas de plantas alimentícias compartilhadas com outras espécies de Lonomia. Entre as espécies de plantas, Hampea appendiculata e Hevea brasiliensis são as mais registradas como parte da dieta das lagartas, assim como as que mais parceiros herbívoros reuniram. Por outro lado, algumas espécies de lagarta como Lonomia casanarensis e Lonomia orientacordillera, apresentaram dados restritos, dificultando uma categorização definitiva em relação à sua dieta. Essas lagartas ocuparam posições periféricas na rede, com um baixo número de conexões. Este estudo fornece uma base de dados sobre os recursos alimentares das lagartas de Lonomia, essencial para trabalhos futuros sobre o manejo e a conservação dessas espécies. Também, representa a primeira revisão abrangente das relações tróficas do gênero Lonomia, destacando seu papel como herbívoro generalista na região neotropical. Adicionalmente, as informações coletadas podem ser utilizadas e adaptadas para o manejo dessas lagartas em condições de laboratório. Nossos resultados apontam limitações de informações contrastantes para algumas espécies de Lonomia, o que influencia na montagem da estrutura da rede entre tipos de interação e conjuntos de espécies interagentes. Por último, há uma limitação nos dados disponíveis sobre atributos funcionais das espécies de plantas predadas pelas lagartas de Lonomia, o que pode ter influenciado a ausência de uma relação significativa entre as métricas de rede e dispersão funcional.

Abstract: Ecological networks serve as a tool for understanding interactions within a community, such as trophic relationships between plants and insects, which can be cooperative or antagonistic. These interactions constitute a significant part of global terrestrial biodiversity, particularly concentrated in tropical regions. The spatial and temporal coexistence of species, their adaptations, constraints, and in some cases, their abundance, determine the dynamics of these interactions. Caterpillars of the genus Lonomia are known as generalist herbivores that feed on a wide variety of plants, yet the ecology of their antagonistic interactions remains poorly understood. This study examines trophic interactions between plants and Lonomia caterpillars (Lepidoptera: Saturniidae) in the neotropical region. A systematic literature review was conducted using digital platforms, and a meta-network analysis was performed to evaluate these trophic interactions. Binary matrices of presence/absence were created, and network metrics and functional traits of host plants were applied to explore whether there is a relationship between functional traits and Lonomia species preferences. A total of 31 bibliographic records were compiled, documenting interactions of 15 Lonomia species feeding on 145 plant species belonging to 39 plant families. Graphical representation of these interactions as a metacommunity corresponds to a bipartite meta-network with a modular topology. The results confirm that Lonomia species are generalist herbivores characterized by a high number of trophic links, specializing in consuming vegetative tissues of arboreal and native neotropical plants, including some interactions with exotic plants. The species with the highest number of know interactions were Lonomia obliqua (41), Lonomia concordia (20), and Lonomia electra (20), occupying central positions within the network with significant assemblies of shared food plants among other Lonomia species. Among plant species, Hampea appendiculata and Hevea brasiliensis are the most recorded as part of the caterpillars' diet, as well as those that have gathered the most herbivore partners. Conversely, some caterpillar species such as Lonomia casanarensis and Lonomia orientacordillera have limited data, complicating definitive categorization regarding their diet. These caterpillars occupied peripheral positions in the network, with a low number of connections. This study provides a database on the food resources of Lonomia caterpillars, essential for future work on the management and conservation of these species. It also represents the first comprehensive review of trophic relationships within the genus Lonomia, highlighting their role as generalist herbivores in the neotropical region. Additionally, the gathered information can be utilized and adapted for the management of these caterpillars under laboratory conditions. Our results indicate limitations in contrasting information for some Lonomia species, influencing the assembly of network structure between interaction types and sets of interacting species. Lastly, there is a limitation in available data on functional traits of plant species preyed upon by Lonomia caterpillars, which may have influenced the absence of a significant relationship between network metrics and functional dispersion.