Indirect top-down effects of defaunation on the leaf damage of tropical plants through natural enemies - Melo, Natália de Freitas Paula [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
Herbivores are responsible for keeping in check the population and health of plants. In tropical rainforests there is a myriad of herbivores, from large mammalian ungulates to microscopic pathogens. Theory predicts that the extinction of apex predators that control large herbivores will put in check the population of plants due to overconsumption. However, large herbivores may also regulate plant consumption and damage by other important plant enemy guilds, triggering indirect trophic cascades. For example, invertebrate herbivory and microbial plant pathogens are key for maintaining diversity in forest ecosystems through Janzen-Connell effects.Yet how such critical plant-herbivore interactions are affected when large mammalian herbivores (LMH) are locally extinct is unknown. Here we tested experimentally the effects of defaunation of LMH (deer, peccaries and tapirs) on leaf damage of 3.333 understory plants in a tropical rainforest in Brazil. We compared leaf damage in 9.999 leaves from 333 morphospecies by assigning the leaf area consumed by five guilds of herbivorous insects and pathogens within 86 paired control-treatment plots. We found that the plants that were released from LMH had 9% less leaf damage than plants exposed to LMH. This difference was due to lower incidence of leaf pathogens (25% less when analyzed alone) rather than invertebrate herbivores. Our results demonstrate a previously overlooked cascading effect of the extinction of large herbivores on the impact of leaf microorganisms in tropical rainforests, which might indirectly affect diversity in tropical forests.

Os herbívoros são responsáveis por manter sob controle a população e a saúde das plantas. Nas florestas tropicais, há uma alta diversidade de herbívoros, de grandes ungulados mamíferos a patógenos microscópicos. A teoria prevê que a extinção de predadores de topo que controlam grandes herbívoros colocará em cheque a população de plantas devido ao consumo excessivo. No entanto, grandes herbívoros também podem regular o consumo de plantas e os danos causados por outras importantes guildas ‘inimigas’ de plantas, desencadeando cascatas tróficas indiretas. Por exemplo, herbivoria de invertebrados e patógenos microbianos de plantas são fundamentais para manter a diversidade em ecossistemas florestais por meio dos efeitos de Janzen-Connell. Ainda assim, não se sabe como tais interações críticas planta-herbivoros são afetadas quando grandes mamíferos herbívoros (GMH) são extintos localmente. Aqui, testamos experimentalmente os efeitos da defaunação de GMH (e.g., cervos, queixadas e antas) em danos foliares de 3.333 plantas de sub-bosque em uma floresta tropical no Brasil. Comparamos o dano foliar em 9,999 folhas de 333 morfoespécies, atribuindo a área foliar consumida por cinco guildas de insetos herbívoros e patógenos em 86 pares de parcelas de tratamento-controle. Descobrimos que as plantas que foram liberadas do GMH tiveram 9% menos danos à folha do que as plantas expostas ao GMH. Essa diferença foi devido à menor incidência de patógenos foliares (25% a menos quando analisado isoladamente) em vez de invertebrados herbívoros. Nossos resultados demonstram um efeito em cascata anteriormente negligenciado da extinção de grandes herbívoros sobre o impacto de microrganismos foliares em florestas tropicais, o que pode afetar indiretamente a diversidade em florestas tropicais.
Efeitos indiretos top-down da defaunação nos danos foliares de plantas tropicais através de inimigos naturais
Keywords: Defaunation; Trophic cascade; Tropical forest; Plant-pathogen interaction; Exclusion experiments