Amazonian ant–plant interactions and the nesting space limitation hypothesis

Abstract

ABSTRACT: Throughout the tropics there are a few hundred ant species that nest exclusively inside myrmecophytes (i.e. ant-domatia bearing plants). For these ants, nesting space is an essential resource that must be shared among them, therefore opening the possibility for strong intraspecific and interspecific competition. Several ant–myrmecophyte systems from Central Amazonia were investigated to test the relevance and generality of the nesting space limitation hypothesis for plant-ants. Empirical patterns were drawn at four organizational levels: (a) individual level—ant species with small-bodied queens were the most frequent partners of myrmecophyte species offering small-sized domatia, while ants with large-bodied queens dominated host species with large-sized domatia, suggesting that host choice by inseminated queens and interspecific conflicts over host dominance seem to be influenced by space limitation; (b) colony level—in eight independent ant–myrmecophyte systems, ant colony size was positively correlated to the number of domatia provided by the host, and the mean occupancy level of the domatia by ants was 92%, suggesting that space can be limiting to colony growth; (c) population level—ant colony number and distribution was determined by the local availability and distribution of its plant partners; and (d) community level—across ant-myrmecophyte systems, the commonness of ant species were largely determined by the commonness of their specialized host partners. Within ant-myrmecophyte systems, rarity of ants seems to be defined by interspecific conflicts over host dominance. The ecological and evolutionary consequences of those patterns are discussed.RESUMO. Nos trópicos existem algumas poucas centenas de espécies de formigas que nidificam exclusivamente dentro de mirmecófitas (i.e. plantas possuidoras de domácias). Para estas formigas, o espaço de nidificação é um recurso essencial que precisa ser dividido entre elas, abrindo assim a possibilidade de competição intraespecífica e interespecífica forte. Diversos sistemas formiga-plantas da Amazônia Central foram investigados para se testar a relevância e generalidade da hipótese da limitação de sítios de nidificação para formigas associadas às mirmecófitas. Padrões empíricos foram gerados a quatro níveis organizacionais: (a) nível individual—espécies de formigas com rainhas de tamanho corpóreo reduzido foram os parceiros mais frequentes de espécies de mirmecófitas que oferecem domácias pequenas, enquanto que espécies de rainhas grandes dominam espécies de hospedeiros que oferecem domácias grandes, sugerindo que a escolha de hospedeiros por rainhas inseminadas e conflitos interespecíficos pela dominância do hospedeiro parecem ser influenciados por limitações de espaço; (b) nível da colônia—em oito sistemas formiga-plantas independentes, o tamanho da colônia das formigas foi positivamente correlacionado ao número de domácias oferecido pelo hospedeiro, e o nível médio de ocupação das domácias por formigas foi 92%, sugerindo que espaço pode estar limitando o crescimento das colônias; (c) nível da população—o número e a distribuição das colônias de formigas foi determinado pela disponibilidade local e distribuição dos parceiros vegetais; e (d) nível da comunidade—entre os sistemas formiga-plantas, formigas comuns e raras correspondem a aquelas especializadas respectivamente em espécies de mirmecófitas comuns e raras. Dentro de cada sistema formiga-planta, a raridade das formigas parece ser definida por conflitos interespecíficos sobre a dominância dos hospedeiros. As conseqüências ecológicas e evolutivas destes padrões são discutidas.