Flower-visiting guild associated with the Caatinga flora: trophic interaction networks formed by social bees and social wasps with plants

We conducted a comparative analysis of bee-plant and wasp-plant interaction networks, aiming at the identification of similarities and differences between networks of flower-visiting groups with direct or indirect mutualism with plants. We measured for each network: number of social bees and social wasps, number of plants visited (P), degree of nestedness, number of observed (I) and possible interactions, connectance (C), and interaction density (D). The network formed by pooling together social bees and social wasps exhibited 25 species (12 bees and 13 wasps) and 49 visited plants, with a connectance of 15.34%. The wasp-plant network had higher connectance (C = 21.24) than the bee-plant network (C = 15.79). Both the social wasp-plant and the social bee-plant network were significantly nested, they presented structure more nested than all randomly generated matrices (n = 1 000). Both interaction networks have similar topologies and are nested, asymmetrical and modular structures.ZusammenfassungWir verglichen ein soziales BienenPflanzen Netzwerk (BPN) mit einem sozialen Wespen-Pflanzen Netzwerk (WPN) unter der Fragestellung, ob verschiedene Arten von Mutualismus mit demselben Partner zu unterschiedlichen Netzwerkstrukturen führen. Hierzu wurden soziale Bienen und Wespen in einem Sammelgebiet mit Caatinga-Vegetation in Bahia bei ihren Blütenbesuchen gefangen. Jedes zweiteilige Netzwerk wurde dann in Form einer R-Nachbarschaftsmatrize beschrieben. Wir beschrieben jedes Netzwerk in Hinblick auf Schachtelung (nestedness NODF und N), Modularität (M) und Bedeutung einzelner Spezies (Ij). Beide Netzwerke erwiesen sich als geschachtelt (Abb. 1). Wir untersuchten weiterhin, inwieweit die beiden Netzwerkmaße (NODF und N) die Schachtelung in entsprechenden Nullmodellmatrizen (mit n = 1000 Zufallswiederholungen) quantifizierten, wobei Präsenzen zufallsverteilt den jeweils einzelnen Zellen der Matrix zugeordnet wurden. Die aus unseren Daten gebildeten Bienen-Pflanzen- und Wespen-Pflanzen-Matrizen wiesen allesamt eine tiefere Schachtelung auf als die Zufallsmatrizen. Das WPN bildete 116 der 546 möglichen Interaktionen ab und zeigte eine Bindungsstärke von C = 21,24, während das BPN 72 der 456 möglichen Interaktionen aufwies, bei einer Konnektivität von C = 15,79. Sieben der blütenbesuchenden Spezies bildeten den Kernbereich des WPN und sechs Arten erwiesen sich als von besonderer Bedeutung für die Struktur des BPN. Die Topologie des BPN war stark von der Gegenwart von Apis mellifera beeinflusst, einer eingeführten Art, die als Generalist Interaktionen mit 33 der 38 Pflanzenarten einging. Das Gesamtnetzwerk (OFPN) wurde aus 25 blütenbesuchenden Arten und 49 besuchten Pflanzen gebildet und hatte eine Konnektivität von 15,34. Insgesamt konnten wir 188 von 1225 möglichen Interaktionen finden, wobei neun Arten für 78,19 % aller Verbindungen verantwortlich waren: Apis mellifera (33 Interaktionen), Polybia ignobilis (18), P. sericea (17), Polistes canadensis (17), P. paulista (15), Brachygastra lecheguana (13), Trigona spinipes (12), P. occidentalis (11) und Protonectarina sylveirae (11). Ein relativ hoher Anteil der Pflanzenarten (63,3 %, N = 31) wurde sowohl von sozialen Bienen als auch sozialen Wespen besucht. Unsere Analysen der Beziehungsnetzwerke zeigten einen klaren Unterschied hinsichtlich der Bedeutung einzelner Pflanzenarten als Nahrungsquelle für die jeweiligen blütenbesuchenden Gruppen (Abb. 2). Die Modularität des Gesamtnetzwerks aus beiden Gruppen war relativ gering (M = 0,07, P = 0,004), was auf eine Überlappung zwischen Bienen und Wespen in den Blütenbesuchen zurückzuführen ist. Wir fanden zudem eine höhere Nischengruppierung innerhalb der Bienen als innerhalb der Wespen. Trotz der Unterschiede im fakultativen Mutualismus zwischen Bienen-Pflanzen (direkter Mutualismus — Bestäubung) und WespenPflanzen (indirekter Mutualismus — Verteidigung) wiesen die beiden Beziehungsnetzwerke ähnliche Topologien auf, mit geschachtelten Mustern und asymmetrischen, modularen Strukturen.