Efectos Allee en una avispa social invasora establecida en la Patagonia Argentina: determinación de umbrales para el control de poblaciones locales

Abstract

En ecología de poblaciones, el crecimiento poblacional de algunos organismos se describe típicamente por una curva de denso-dependencia negativa donde la tasa de crecimiento per cápita decrece solo cuando se supera la capacidad de carga del ambiente. Sin embargo, en algunas especies sus poblaciones decrecen cuando la densidad poblacional es baja. Los efectos Allee se definen como la relación positiva entre el tamaño poblacional y la tasa de crecimiento. Este fenómeno se puede diferenciar en dos tipos: efectos Allee “demográficos” y “componentes”. Los efectos Allee demográficos se refieren a la relación positiva entre el tamaño de un grupo o población y la tasa de crecimiento, mientras que los componentes del efecto Allee se refieren a la relación entre el tamaño de un grupo o población y el éxito reproductivo (o fitness) de sus individuos. Los efectos Allee se basan en la existencia de interacciones intraespecíficas mutuamente beneficiosas que hacen que el éxito reproductivo individual o la tasa de crecimiento per cápita aumenten con el número de individuos. Las especies de animales sociales se caracterizan por las interacciones cooperativas que ocurren entre individuos de un mismo grupo o colonia. Debido a esto es que se ha postulado que cualquier aumento en la sociabilidad en los animales, puede trasladarse a un aumento en la susceptibilidad a los efectos Allee. Específicamente los insectos eusociales son un ejemplo extremo de cooperación entre conespecíficos debido a su compleja organización social y su división de tareas. Las colonias de insectos eusociales están conformadas por cientos de individuos emparentados que se caracterizan por una marcada división de trabajo entre la casta reproductiva y la casta no reproductiva u obrera. Las obreras- hembras suprimidas reproductivamente- ayudan activamente en todas las tareas necesarias para que los individuos reproductivos puedan generar descendencia. A su vez, los congéneres son esenciales para realizar con éxito las diferentes tareas, que incluyen la búsqueda de alimento, la defensa de la colonia y el cuidado de la cría. Este alto grado de cooperación observado en insectos eusociales sugiere que deberían ser susceptibles a los efectos Allee. En consonancia, los comportamientos sociales como la búsqueda y adquisición de alimento, la defensa de la colonia, y el cuidado de la cría, han sido postulados como mecanismos que podrían conducir a efectos Allee. Estos comportamientos son una de las razones por las cuales hormigas, termitas, abejas y avispas se han vuelto especies dominantes en muchos hábitats y están relacionados con el éxito de una colonia. El objetivo general de la tesis fue evaluar la existencia de componentes del efecto Allee y sus posibles mecanismos a nivel de colonia en la avispa eusocial invasora, Vespula germanica con el fin último de mejorar las estrategias de control actuales.

In population ecology, the population growth of some organisms is typically described by a negative density-dependence curve, wherein the per capita growth rate decreases only when the carrying capacity of the environment is exceeded. However, in some species, their populations decrease when population density is low. Allee effects can be defined as the positive relationship between population size and growth rate. This phenomenon can be differentiated into two types: “demographic” and “component” Allee effects. Demographic Allee effects refer to a positive relationship between the per capita population growth rate and population or group size, while the components of the Allee effect refer to a relationship between population or group size and individual fitness. Allee effects are based on the existence of mutually beneficial intraspecific interactions among individuals. In social species these cooperative interactions may occur among individuals of the same group or colony. From the standpoint of cooperation, any increase in sociability could be translated into an increase in susceptibility to Allee effects. Specifically, eusocial insects are an emblematic example of cooperation between conspecifics that reaches division of labour between individuals that may lead to morphological variation among them. Colonies of eusocial insects are made up of hundreds of related individuals that are characterized by a marked identification between the reproductive caste and the non-reproductive or worker caste. Workers - reproductively suppressed females - actively help in all the tasks necessary so that reproductive individuals can generate offspring. Conspecifics are essential to successfully carry out different tasks, which include searching for food, defending the colony, and caring for the offspring. This high degree of cooperation observed in eusocial insects suggests that they should be susceptible to Allee effects. Accordingly, social behaviors such as foraging and acquiring food, colony defence, and brood care have been postulated as mechanisms that could lead to Allee effects. These behaviors are one of the reasons why ants, termites, bees, and wasps have become dominant species in many habitats and are related to the success of a colony. The main objective of the thesis was to evaluate the existence of components of the Allee effect and its possible mechanisms at the colony level in the invasive eusocial wasp, Vespula germanica with the purpose of improving current control strategies.