Impact of habitat disturbance in pollination services of Jasione maritima var. sabularia (Cout.) Sales & Hedge

Abstract

Jasione maritima var. sabularia (Cout.) Sales & Hedge é uma espécie ameaçada, endémica da costa noroeste da Península Ibérica, estando confinada a sistemas dunares costeiros. Esta espécie está ameaçada pela perda e fragmentação do sistema dunar, devido, principalmente, à urbanização e disseminação de espécies exóticas invasoras. A perda e fragmentação do habitat constituem a principal ameaça à biodiversidade global, sendo consideradas uma das principais ameaças das populações de polinizadores. A extrema dependência de J. maritima nas populações de polinizadores, não só por ser uma espécie auto-incompatível, mas também por estes serem essenciais para desencadear a sua receptividade estigmática, sugere que esta espécie é particularmente vulnerável à perturbação do habitat. Assim, os objectivos do presente trabalho são: 1) avaliar como a perturbação do habitat afecta as populações de J. maritima e dos seus polinizadores, 2) perceber se a perturbação do habitat reduz o fitness de J. maritima, devido a um aumento dos níveis de limitação de pólen, e 3) compreender se a perturbação do habitat afecta a estrutura das suas redes de polinização. A perturbação do habitat foi classificada de acordo com percentagem de área disponível para o crescimento de J. maritima: 1) perturbação elevada (0 a 40% de área disponível), perturbação média (41 a 70% de área disponível) e perturbação baixa (71 a 100% de área disponível). De maneira geral, os resultados revelaram que J. maritima apresenta um sistema de polinização generalizado, maioritariamente composto por himenópteros e dípteros. J. maritima é o principal recurso para os polinizadores durante o seu período de floração, sendo importante para a manutenção das populações de polinizadores. A perturbação do habitat teve um efeito negativo nos serviços de polinização fornecidos pelos insectos de J. maritima. Habitats com níveis baixos de perturbação apresentaram uma maior densidade de J. maritima e de recursos florais (inflorescências abertas), tornando-os mais atractivos para os polinizadores, o que se reflectiu numa maior comunidade de polinizadores. Surpreendentemente, a frequência de interacção foi semelhante em habitats com alto e e baixo nível de perturbação, sendo mais baixa no nível de perturbação médio. Contudo, nos habitats com perturbação elevada, o sucesso reproductivo foi menor e os níveis de limitação de pólen foram mais elevados. Este resultado pode ser a consequência de um comportamento diferencial da comunidade de polinizadores em resposta à disponibilidade de recursos de J. maritima, o que pode levar a uma deposição excessiva de pólen conspecífico, de baixa qualidade, nos sítios perturbados. Além disso, habitats com nível de perturbação elevado apresentaram redes de interacção mais conectadas e generalizadas, o que pode estar associado a uma simplificação do sistema. Este estudo permitiu mostrar como é que a perturbação e a perda de habitat podem prejudicar os serviços de polinização fornecidos pelos insectos a uma espécie de planta, exigindo, assim, medidas eficazes de conservação e restauração que possam preservar ambos os grupos envolvidos nesta relação fortemente interligada.

Jasione maritima var. sabularia (Cout.) Sales & Hedge is an endangered endemic species from the north-west coast of the Iberian Peninsula, being confined to coastal sand dunes. This species is threatened by the loss and fragmentation of the dune system, mainly due to urbanization and spreading of invasive alien species. Habitat loss and fragmentation are the paramount threat to biodiversity worldwide, being considered the main threat to pollinators. The extreme dependence of J. maritima on pollinators, not only because it is a self-incompatible plant, but also because pollinators are essential to trigger the stigmatic receptivity, suggest that this species might be particularly vulnerable to habitat disturbance. Therefore, the aims of this work were: 1) to evaluate how habitat disturbance affects the populations of J. maritima and of its pollinators, 2) to assess if habitat disturbance reduces the fitness of J. maritima due to increased pollen limitation levels, and 3) to understand how habitat disturbance affects the structure of its pollination networks. Habitat disturbance was classified as the amount of suitable area for the growth of J. maritima: high disturbance (0 to 40% of available area), medium disturbance (41 to 70% of available area) and low disturbance (71 to 100% of available area). Overall, the results revealed that J. maritima presents a generalized pollination system, mainly composed by Hymenoptera and Diptera, and that this plant species represents the main resource for pollinators during its flowering period, being important for the maintenance of pollinator populations. The habitat disturbance had a negative effect on the pollination services provided by insects to J. maritima. Habitats with low levels of disturbance had a higher density of J. maritima and of floral resources (open inflorescences), which makes them more attractive to pollinators, being reflected in a richer pollinator community. Surprisingly, the frequency of interaction was similar at habitats with high and low disturbance, being the lowest at the intermediate level of disturbance. However, at habitats with higher disturbance, the reproductive success was lower and the levels of pollen limitation were higher. This may be the consequence of a differential behaviour by the pollinator community in response to the availability of resources of J. maritima, which may result in an excessive deposition of conspecific, poor-quality pollen at disturbed locations. Furthermore, high disturbance level habitats presented more connected and more generalised interaction networks, with a more homogeneous distribution of the interactions, which is associated to a simplification of the system. This study showed, how disturbance and loss of suitable habitat may impair the pollination services provided by insects to a plant species, thus demanding for effective conservation and restoration measures that can preserve both groups involved in this tightly intertwined relationship.