Directional changes over time in the species composition of tropical vascular epiphyte assemblages. (15th December 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Mendieta‐Leiva, Glenda; Buckley, Hannah L.; Zotz, Gerhard
• Is Part Of: Journal of ecology. Volume 110:Number 3(2022)
• Page Start: 553
• Page End: 568
• Publication Date: 2021-12-15
• Subjects: community dynamics -- directional changes -- determinism -- environmental filtering -- host species -- host structure -- temporal changes -- long‐term changes; Plant ecology -- Periodicals; 577.05
• DOI: 10.1111/1365-2745.13817
• Languages: English
• ISSNs: 0022-0477

Abstract

Abstract: Understanding the degree to which deterministic and stochastic processes drive community assembly is an ongoing focus of research in community ecology. This effort is strongly biased towards ground‐rooted plants, resulting in a limited understanding of communities of other life‐forms, such as structurally dependent plants. Vascular epiphytes are sessile organisms growing non‐parasitically on three‐dimensional dynamic patches, their host plants. Since negative biotic interactions are thought to play a minor role in vascular epiphyte assembly, in some forests, epiphytes are fascinating model organisms to understand the prevalence of environmental filtering in shaping community assembly. We assessed the contribution of deterministic processes on the temporal dynamics of vascular epiphyte assemblages by tracking the direction of changes in composition, species richness and abundance in time at different ecological and spatial scales. We made use of a globally unique dataset from a lowland forest in Panama. We predict that if niche‐based mechanisms dominate, (a) temporal changes will be directional and (b) differences in the species composition of epiphyte assemblages will be primarily related to host plant characteristics and, to a lesser degree, to the distance between host trees. We show that temporal changes in vascular epiphyte assemblages were directional at different ecological scales, such as the forest patch, host species or individual tree assemblages. Epiphyte assemblages on host trees became more similar in their composition over time than expected by chance, and these changes were not due to homogenisation. While host characteristics were related to these directional changes, host structure rather than host identity was more strongly related to variation in assemblage dissimilarity, while spatial distance among trees was of minor importance. The observed directionality was primarily due to environmental filtering. This study provides the first evidence that niche‐based mechanisms dominate the dynamics of vascular epiphyte assemblages. Analysing temporal patterns of vascular epiphyte assemblages is a first important step towards understanding the relative importance of deterministic processes for diversity maintenance of one of the most diverse plant groups in the tropics. Synthesis . Directionality in the temporal changes of epiphyte assemblages suggests that niche‐based mechanisms dominate these temporal changes. Host size over host identity is the most important environmental filter for epiphyte assemblages establishment. Abstract : Directionality in the temporal changes of epiphyte assemblages suggests that niche‐based mechanisms dominate these temporal changes. Host size over host identity is the most important environmental filter for epiphyte assemblages establishment. Tree Vectors Pack by Pixeden.com (https://www.freevector.com/trees‐illustrations ). Resumen: Comprender en qué grado los procesos deterministas y estocásticos afectan la formación de las comunidades es un objetivo continuo de investigación en la ecología de comunidades. Este esfuerzo ha estado principalmente enfocado en las plantas terrestres, lo que resulta en una comprensión parcial de las comunidades vegetales que conforman formas de vida distintas, como las plantas estructuralmente dependientes. Las epífitas vasculares son organismos sésiles que crecen en un substrato dinámico tridimensional sin parasitarlo: la planta hospedera. Dado que, se supone que las interacciones bióticas negativas desempeñan un papel limitado en la formación de ensamblajes de las epífitas vasculares, en muchos bosques, éstas son organismos modelos fascinantes para entender la prevalencia de los filtros ambientales en la formación de comunidades vegetales. Se evaluó la influencia de los procesos deterministas en la dinámica temporal de los ensamblajes de epífitas vasculares en base a la dirección de los cambios en el tiempo de la composición, riqueza de especies y abundancia, a diferentes escalas ecológicas y espaciales. Para ello, se analizó un conjunto de datos únicos en el mundo, procedente de un bosque de tierras bajas de Panamá. Predecimos que, si existe una dominancia de los mecanismos basados en el nicho ecológico, en el ensamblaje de epífitas vasculares, entonces, (1) los cambios temporales serán direccionales, y (2) las diferencias en la composición de especies en los ensamblajes de epífitas estarán principalmente relacionadas con las características de la planta huésped y, en menor grado, con la distancia espacial entre los árboles hospederos. Se demostró que los cambios temporales en los ensamblajes de epífitas vasculares fueron direccionales a diferentes escalas ecológicas, como para un parche de bosque, la especie huésped o los ensamblajes de epífitas vasculares en árboles individuales. Los conjuntos de epífitas en los árboles hospederos se han vuelto más similares en su composición a lo largo del tiempo, a diferencia de lo que se esperaba por coincidencia; sin embargo, estos cambios no se debieron a homogeneización alguna. Aunque las características de los hospederos están relacionadas con la direccionalidad en estos cambios, la estructura más que la identidad del mismo, está fuertemente relacionada con la variación en la similaridad de la composición, mientras que, la distancia espacial entre los árboles es de poca importancia. La direccionalidad observada se debió principalmente a filtros ambientales. Este estudio proporciona la primera evidencia de que los mecanismos de nicho ecológico dominan la dinámica de ensamblajes de epífitas vasculares. El análisis de los patrones temporales de los ensamblajes de epífitas es un paso importante para poder comprender la importancia relativa de los procesos deterministas en el mantenimiento de la diversidad de uno de los grupos de plantas más diversos de los trópicos. Síntesis . La direccionalidad en los cambios temporales de los ensamblajes de epífitas vasculares sugiere que los mecanismos basados en el nicho ecológico dominan estos cambios temporales. El tamaño del hospedero, en vez que la identidad del mismo, es el filtro ambiental más importante para el establecimiento de los ensamblajes de epífitas.