Successional and phenological effects on plant‐floral visitor interaction networks of a tropical dry forest

Abstract

• Plant‐pollinator interactions are fundamental to ecosystem functioning; however, the role that succession and phenology have on these interactions is poorly understood, particularly in endangered tropical ecosystems. In highly diverse ecosystems such as tropical dry forests (TDF), variation in water and food availability determines the life cycles of animal pollinators. Therefore, understanding patterns of flowering phenology and plant‐pollinator interactions across seasons in successional environments is key to maintaining and restoring TDF.

• We analysed the functional dynamics of plant‐floral visitor interactions at the community level across a successional gradient in a Mexican TDF. We evaluated changes in the diversity of blooming plant species and floral visitors, phenological patterns, interaction network metrics and beta diversity among early, intermediate and late successional stages, between dry and rainy seasons.

• We found a higher diversity of blooming plant species and a higher richness of animal species in the intermediate and late successional stages. Peak abundance of floral visitors overlapped with flowering peaks in the late successional stages, but this was not consistently the case in the early and intermediate stages. Plant‐floral visitors networks differed in structure according to successional stage and season, but specialisation metrics were higher in late successional stages. Interaction networks were more dissimilar between dry and rainy seasons within successional stages than within seasons between successional stages, suggesting connectivity across successional sites during each season. In addition, closely related plant species do not share the same pollination systems in any successional stage.

• Synthesis. Our results showed that plant‐floral visitor interactions are dynamic and vary with flowering phenology and with successional changes in plant and animal diversity. Plant‐floral visitor interactions were more diverse and specialised in the late successional stages. In the rainy season, differences in network structure among successional stages are due to interaction rewiring, while in the dry season, it is caused by species turnover. Our results demonstrate that seasonality plays a key role in community diversity and network structure and highlight the importance of conserving mature forests to ensure the maintenance of critical pollination interactions across all successional stages.

Resumen

• Las interacciones planta‐polinizador son fundamentales para el funcionamiento del ecosistema; sin embargo, el papel que tienen la sucesión y la fenología en estas interacciones es poco conocido, particularmente en los ecosistemas tropicales. En ecosistemas amenazados y muy diversos, como los bosques tropicales secos (TDF), la variación en la disponibilidad de agua y recursos determina los ciclos de vida de los animales polinizadores. Por lo tanto, comprender los patrones de la fenología de floración y las interacciones planta‐polinizador en ambientes sucesionales a lo largo del año es clave para mantener y restaurar el TDF.

• En este estudio, analizamos la dinámica funcional de las interacciones planta‐visitante floral a nivel de comunidad a través de un gradiente sucesional en un TDF mexicano. Evaluamos los cambios temporales en la abundancia y diversidad de las plantas en floración y los visitantes florales, así como los patrones fenológicos y las métricas de redes de interacción, y la diversidad beta entre etapas de sucesión tempranas, intermedias y tardías.

• Encontramos una mayor diversidad de especies de plantas en floración y una mayor riqueza de especies animales en las etapas de sucesión intermedias y tardías. Los picos de floración y la abundancia de los visitantes florales traslapan en los estadíos tardíos de sucesión, pero no en los tempranos e intermedios. Las redes de interacción plantas‐visitante floral difieren en estructura de acuerdo con la etapa de sucesión y la estación del año, pero la especialización es más alta en los estadíos sucesionales tardíos. Las redes de interacción difieren más entre las estaciones seca y lluviosa dentro de cada estadío de sucesión, que entre estadíos sucesionales en cada estación, lo que sugiere conectividad entre los sitios sucesionales. También encontramos que en todas las etapas de sucesión, las especies de plantas estrechamente relacionadas no comparten los mismos sistemas de polinización.

• Síntesis. Nuestros resultados muestran que las interacciones planta‐visitante floral son dinámicas y varían con la fenología de la floración y con los cambios sucesionales en la diversidad de plantas y animales. Las interacciones entre plantas y visitantes fueron más diversas y especializadas en las etapas tardías de sucesión. En la estación lluviosa, las diferencias en la estructura de la red entre las etapas sucesionales se deben predominantemente al recableado en las interacciones, mientras que en la estación seca se deben al recambio de especies. Nuestros resultados demuestran que la estacionalidad juega un papel clave en la determinación de la diversidad de la comunidad y la estructura de las redes, y destaca la importancia de conservar los bosques maduros para asegurar el mantenimiento de las interacciones de polinización durante la sucesión ecológica.