Abiotic influences on the behaviour of rodents, ants, and plants affect an ant-seed mutualism

Deserts are open environments characterized by striking shifts in temperature and light regimes. We hypothesized that the abiotic environment mediates the interaction between an ant-dispersed plant, Datura wrightii (Solanaceae), ant mutualists, and rodent seed predators in the Sonoran Desert. Field experiments contrasting diurnal and nocturnal seed collection rates in the presence of ants only, vertebrates only, and in the presence of both groups indicated that 85% of seed collection by mammalian seed predators occurred at night (between 1900 and 0700). Seed collection by ants, in contrast, was similar between day and night, although seed collection decreased during very hot days and very bright nights. The total number of seeds collected by both groups foraging separately exceeded the number removed when both groups shared access to seed depots, suggesting that ants and rodents compete for seeds. However, D. wrightii plants dehisced 86% of their fruits between 0700 and 1900, increasing the likelihood of seed collection by ant mutualists rather than rodent seed predators. Dehiscence was sensitive to environmental cues: greenhouse plants kept at constant temperature and humidity dehisced 47% of their fruits between 0700 and 1900. Additional field experiments demonstrated that seed-collecting ants transported seeds considerable distances to their nests, microsites that can be rich in nutrients. The mean (± SE) seed dispersal distance was 6.1 ± 0.5 m, the longest mean dispersal distance yet reported for an ant-dispersed seed. Keywords: competition, desert, dispersal, foraging, harvester ant, moon, myrmecochory, seed predation, temperature. Resume : Les deserts sont des environnements ouverts caracterises par des changements drastiques des regimes de temperature et de lumiere. Nous avons emis l'hypothese que l'environnement abiotique agit comme mediateur au niveau de l'interaction entre une plante dont les graines sont disseminees par les fourmis, le Datura wrightii (Solanaceae), des fourmis mutualistes et des rongeurs granivores dans le desert Sonoran. Les experiences menees sur le terrain et mettant en contraste des taux diurnes et nocturnes de prelevement de graines en presence des fourmis seules, des vertebres seuls et des deux groupes d'animaux indiquent que 85 % des prelevements de graines par les mammiferes se produisent pendant la nuit (entre 19 h et 7 h). Pour leur part, les prelevements de graines par les fourmis ne different pas entre le jour et la nuit, bien qu'ils diminuent pendant les journees tres chaudes et les nuits tres lumineuses. Le nombre total de graines prelevees par les deux groupes lorsqu'ils recherchent leur nourriture separement depasse le nombre obtenu lorsque les deux groupes se partagent l'acces aux reserves de graines, ce qui suggere que les fourmis et les rongeurs entrent en competition pour s'accaparer les graines. Les plants de D. wrightii ouvrent neanmoins 86 % de leurs fruits entre 7 h et 19 h, ce qui favorise les fourmis aux depens des rongeurs. La dehiscence des fruits est toutefois sensible aux facteurs environnementaux : 47 % des fruits des plants conserves dans des serres a une temperature et un taux d'humidite constants s'ouvrent entre 7 h et 19 h. D'autres experiences menees sur le terrain montrent que les fourmis qui recoltent des graines les transportent a des distances considerables de leurs nids. La distance moyenne ( ± ET) de dissemination des graines est de 6,1 ± 0,5 m. Il s'agit de la plus longue distance moyenne de dissemination de graines rapportee pour des fourmis. Mots-cles : competition, desert, dissemination, fourmi, lune, myrmecochorie, predation de graines, recherche de nourriture, temperature. Nomenclature: Kearney & Peebles, 1960; Cole, 1968.