Abundancia y diversidad de semillas dispersadas por el conejo castellano (Sylvilagus floridanus) en una reserva urbana de la Ciudad de México
Yury Glebskiy a, b, *, Zenón Cano-Santana a
a Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Laboratorio de Interacciones y Procesos Ecológicos, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, 04510 Ciudad de México, Mexico
b Universidad Nacional Autónoma de México, Posgrado en Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, 04510 Ciudad de México, Mexico
Received: 05 February 2025; accepted: 07 October 2025
Abstract
Lagomorphs are potentially important but understudied seed dispersers. In particular, there are no studies about the role of the Eastern Cottontail as a seed disperser. Therefore, the aim of this article is to evaluate the abundance and diversity of seeds dispersed by Sylvilagus floridanus in a conservation reserve within Mexico City. We collected fecal pellets during 2 periods, the highest seed production and the start of seed germination in the Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel. Pellets were subjected to different treatments to end seed dormancy (left in the field, stored in laboratory, and no treatment) and put to germinate in germination chambers and the field. We found that pellets left in the field had the most seeds germinating. Cottontails dispersed up to 0.77 seeds/g of excrete. A total of 15 species were observed, but the Chao estimator suggested that there were 29.8 species. Many of the dispersed seeds belong to rare species, most noticeable Jaegeria hirta. We conclude that cottontails are important dispersers due to the amount of excretes produced and the identity of the plants they disperse.
Los lagomorfos son dispersores de semillas potencialmente importantes, pero subestudiados. En particular, no existen estudios sobre el papel del conejo castellano como dispersor de semillas; por tanto, el objetivo de este artículo fue evaluar la abundancia y diversidad de semillas dispersadas por Sylvilagus floridanus en una reserva dentro de la Ciudad de México. Colectamos pastillas fecales durante 2 periodos, la temporada de mayor producción de semillas y el inicio de la germinación en la Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel. Las pastillas se sometieron a distintos tratamientos para terminar la dormancia (almacenar en el campo, en laboratorio y sin tratamiento) y fueron puestas a germinar en cámaras y en el campo. Encontramos que las excretas almacenadas en el campo tuvieron más semillas germinadas. Los conejos dispersaron hasta 0.77 semillas/g de excreta. Observamos 15 especies, pero el estimador de Chao sugirió que hubo 29.8 especies dispersadas. Muchas especies dispersadas son raras, en particular Jaegeria hirta. Concluimos que los conejos son importantes dispersores por la cantidad de excretas que producen y la identidad de las plantas diseminadas.
There is a general consensus among ecologists that seed dispersal by animals is a very important service and that many plant species and even ecosystems could be dependent on this process (Gelmi-Candusso & Hämäläinen, 2019; Godó et al., 2022; Iluz, 2011). And there is an important amount of information on seed dispersal by birds, primates, and ungulates, among other groups (Albert et al., 2015; Beaune et al., 2013; Iluz, 2011); however, information on some other potentially important dispersers, particularly the lagomorphs, is scarce (Godó et al., 2022).
Lagomorphs are a widely distributed and abundant group of mammals that can be found across many ecosystems in all continents, except Antarctica (Chapman & Flux, 2008). Previous studies have shown that lagomorphs are not particularly important seed dispersers when compared to other animals by the number of seeds per gram of excrete (Borchert & Tyler, 2023; Malo & Suárez, 1995). However, they do disperse seeds, and given their abundance and the high amount of fecal matter they produce, they still have the potential to be important seed dispersers. Despite that, there are few studies that evaluate the role of lagomorphs as seed dispersers, and most of them used Oryctolagus cuniculus as the study model (Godó et al., 2022). Therefore, the aim of this study is to describe the diversity and abundance of seeds dispersed by endozoochory by the Eastern cottontail (Sylvilagus floridanus) in an urban reserve in Mexico City.
There are several studies about seed dispersal by the genus Sylvilagus, and they have found that species of this genus can be important seed dispersers of Opuntia (Borchert & Tyler, 2023) and Juniperus (Lezama-Delgado et al., 2016). At the same time, S. floridanus has a diverse diet (Chapman et al., 1980; Hudson et al., 2005). Therefore, our prediction was that Opuntia seeds would be common in excretes, and that the Eastern cottontail will disperse more species than previously reported for the genus. However, to our knowledge, this is the first publication that studies endozoochory by S. floridanus, which is quite surprising given that this is one of the most studied rabbits in North America.
Materials and methods
The Eastern cottontail inhabits a wide variety of environments ranging from deserts to rain forests from southern Canada to Venezuela (Chapman et al., 1980) and has been introduced to other territories like Italy (Rosin et al., 2008). This rabbit produces around 350 fecal pellets/day (Cochran & Stains, 1961), making it a potentially important seed disperser. Its diet consists mainly of grasses and herbaceous plants (Hudson et al., 2005), but it can switch to trees if its preferred food is scarce, for example, during the winter (Chapman et al., 1980). There are also reports of Eastern cottontails consuming fruits and seeds (Lorenzo & Cervantes, 2005); thus, it is a generalist herbivore.
We performed this study in the Reserva Ecológica del Pedregal de San Ángel located in Mexico City (19°18’55” N, 99°11’32” W). The reserve is dominated by a xerophytic scrub with a mean precipitation of 752 mm and an average annual temperature of 18.2 °C (Rzedowski, 1954; SMN, 2025). The reserve has 2 seasons, the wet (from May to October) and the dry (from November to April), and most seeds are only able to germinate during the wet period (Rzedowski, 1954). There is only 1 species of rabbit, S. floridanus, found in this reserve (Hortelano-Moncada et al., 2009).
We collected excretes of S. floridanus twice, the first collection between October 28 and 30, 2016 in 4 locations separated by at least 100 m (we used different locations to capture the variability of the reserve, and it is not the purpose of this study to compare between locations, and after collection, pellets from different locations were mixed together). The second collection was made between May 17 and 22, 2017. We chose those dates because the October collection represents the point of highest seed production in the ecosystem (Cesar-García, 2002) and therefore probably the greatest amount of seeds per excrete, and the second because it’s the beginning of the rainy season and thus germination. After collection, we cleaned the pellets from possible additions of seeds by sieving. The method resulted effective since we observed seeds of Muhlenbergia robusta (Poaceae) fall on the collected pellets, but that plant did not appear in our experiment suggesting, that we were able to get rid of seeds added after defecation.
We performed 2 germination experiments, and the purpose of the first was to determine how many seeds can germinate immediately after the October collection and to compare methods of germination. In the field we observed that fecal pellets could be found entire or disintegrated and could be laying on soil or on rock; therefore, we used 4 treatments: 1) entire pellets in sterilized soil (we sterilized the soil to kill all possible seeds by microwaving before adding the pellets); 2) disintegrated pellets in sterilized soil; 3) entire pellets with no soil, and 4) disintegrated pellets with no soil. This also allowed us to determine the best germination method for the second phase of the experiment. For each treatment we used 1,000 fecal pellets divided among 10 trays. All treatments were put in germination chambers with 12/12 light/dark periods at 25 °C during 3 months. We used the Kruskal-Wallis and post hoc Dunn tests to compare the number of germinated seeds between treatments (using trays as replicas) and calculated the number of seeds per gram of excrete to facilitate comparison with other species.
The purpose of the second germination period was to determine how many seeds can germinate from the October pellets after being stored in different conditions and the pellets collected in May with no storage, in germination chambers, and in the field. In our study location, seeds that are dropped in October cannot germinate in normal field conditions because there is almost no rain, and most seeds in xerophytic shrubs have some type of dormancy to avoid germinating before the rainy season (85% of the seeds have dormancy, according to Baskin and Baskin [2014]). Therefore, we tested 2 methods of pellet storage: laboratory conditions, pellets were dried and stored at room temperature with no exposure to sun. And in the field, pellets were dropped in the field in a location with no rabbits and recollected in May. At the same time, we wanted to test if seeds germinate the same in laboratory and in field conditions; therefore, we put disintegrated pellets in sterilized soil (based on the result of the first experiment) using pellets collected in October and kept in the laboratory, pellets collected in October and kept in the field, and pellets collected in May with no storage in germination chambers (with the same conditions as the previous experiment, we inspected and watered those treatments 3 times a week during 3 months) and in the field (Table 1). The field experiment used the same sterilized soil, but the trays were higher to allow plants to grow and were covered by fabric with 0.04 mm openings to prevent seed addition from the exterior. In this case, the trays were left in the field, and no watering or other treatment was performed. For these experiments we only considered vascular plants. We inspected the field treatments once every week for 3 months. We used Kruskal-Wallis and Dunn tests to compare between treatments (including the disintegrated pellets in the soil treatment from the first experiment) and the Chao estimator for the species richness to estimate the number of species that are dispersed but did not appear in our study.
Results
In the first experiment, we observed the germination of 1.4 ± s.d. 1.3 seeds/100 pellets in the disintegrated pellets in soil treatment, 1.0 ± 0.8 seeds/100 pellets in the entire pellets in soil treatment, and 0.1 ± 0.3 seeds in both treatments with no soil. The Kruskal-Wallis test showed that there are differences between the treatments (p < 0.05), and according to the Dunn test, there are differences between treatments with and without soil but no differences between disintegrated and entire pellets. During this stage we observed 4 morphologically distinctive plants, but they all died early and could not be identified. The main reason plants could not develop was that all pellets were being actively degraded by fungi, which ultimately killed all emerging plants. We also observed that in the treatments with no soil, it was hard to maintain the adequate humidity of the substrate.
In the second experiment, the Kruskal-Wallis test also showed differences between groups (p < 0.05), and according to the Dunn test, the pellets collected in October and left in the field (both the germination cameras and the field) had significantly more seeds germinating from them (Fig. 1, Table 1). Cottontail excretes contained between 1.4 and 8.8 seeds/100 pellets, which equals to 0.12 and 0.77 seeds/g of excrete (considering that the weight of an excrete is 0.115, according to Glebskiy [2016]). We observed 15 species of dispersed seeds, and according to the Chao estimator, there are 29.8 species dispersed (with a 95% confidence interval of ± 13.4). The most common group of dispersed seeds was the Poaceae family (34.5% of all seeds), followed by Opuntia tomentosa (25.9%), Physalis glutinosa (16.4%), and Jaegeria hirta (12.7%). The Poaceae family was composed of Aegopogon tenellus, Eragrostis Mexicana, and Chloris gayana; however, due to their similarities in the initial stages and that some of the plants died, we were unable to determine the exact number of plants for each species (Table 1).
Figure 1. Number of seeds germinated per 100 cottontail fecal pellets ± standard deviation. Letters represent significant differences between treatments according to the Dunn test. Full bars represent treatments in germination chambers.
Discussion
The first experiment showed that seeds from both entire and disintegrated pellets can germinate equally well. We used disintegrated pellets in the following experiments because they are easier to homogeneously disperse in the experiment tray. However, germination was very low in the experiments with no soil. This suggests that if the pellets are placed on soil, the seeds inside are able to germinate, but if the cottontail forms a latrine on a rock or some other hard object (as it is commonly observed in our study location; pers. obs.), the pellets are not a good substrate for the plants to develop (at least in the fresh state). An interesting observation that we made was that in the October germination experiment, fungi were an important problem for plant development, but the same did not happen in the following experiment. This could be due to the fact that July-October are the months when most fungi expel their spores and infect the pellets (Valenzuela et al., 2009), but they apparently (at least partially) die before the germination period and by May do not represent an important threat for seeds or seedlings. Therefore, fungi are unlikely to strongly affect the process of seed dispersion by cottontails, since our October germination experiment would never happen in field conditions because of the dry season.
Baskin and Baskin (2014) mention that in xerophitic scrubs, 85% of seeds have some sort of dormancy; this is close to the results of our experiment. If we compare the number of seeds germinated from pellets stored in laboratory and field conditions, we can see that pellets exposed to the field yielded 5.9 (in germination chambers) and 2.9 (in the field) times more plants (Fig. 1). This suggests that most seeds have some sort of dormancy that is broken by the conditions in the field, most likely by heat, as it was shown for Opuntia tomentosa (Olvera-Carrillo et al., 2003). Notice that the Opuntia seeds almost never germinate after being stored in laboratory conditions (Table 1).
Table 1
Number and identity of the seeds germinated per 1,000 fecal pellets in each treatment. Chao estimator ± 95% confidence interval.
Germinated in chambers
Germinated in the field
Total
Collection
October collection
May collection
October collection
May collection
Storage
Field
Lab.
None
Field
Lab.
None
Poaceae1
29
9
5
25
7
1
76
Opuntia tomentosa
13
1
14
12
0
17
57
Physalis glutinosa
15
2
2
8
7
2
36
Jaegeria hirta
17
1
0
8
2
0
28
Drymaria laxiflora
6
0
1
1
0
0
8
Crusea longiflora
5
0
0
0
0
0
5
Jaltomata procumbens
1
1
0
1
1
0
4
Galinsoga parviflora
1
0
0
0
0
0
1
Evolvulus alsinoides
1
0
0
0
0
0
1
Bidens bigelovii
0
0
0
0
1
0
1
Solanum bulbocastanum
0
1
0
0
0
0
1
Buddleja cordata
0
0
1
0
0
0
1
Unidentified
0
0
0
0
1
0
1
Total seeds
88
15
23
55
19
20
220
Pellets used
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
6,000
Observed richness
9
6
5
6
6
3
15
Chao2 richness
11.7 ± 4.1
10.6 ± 4.8
10.1 ± 6.5
7.9 ± 2.0
11.1 ± 6.5
3.5 ± 1.2
29.8 ± 13.4
1Includes: Aegopogon tenellus, Eragrostis Mexicana, and Chloris gayana (the last one is the only exotic species).
The Eastern cottontails showed to be poor seed dispersers if considering the amount of seeds per gram of excretes, 0.77 under the best conditions, compared with the 7.13 seeds/g of excrete dispersed by ringtails in the same location (Peña-Herrera et al., 2024). However, cottontails produce around 350 pellets/day (Cochran & Stains, 1961), which at a weight of 0.115 g/pellet (Glebskiy, 2016) which equals 40 g of excretes and thus up to 31 seeds dispersed per day per cottontail (and their population can rise up to 14 individuals/ha (Glebskiy, 2016). Another important consideration is the identity of the seeds, from the 14 species that we were able to identify; only 2 (Opuntia tomentosa and Buddleja cordata) could be considered dominant in the region (according to the list provided by Cano-Santana [1994]), and the other species are less common or even rare. Most noticeable Jaegeria hirta, which composes 12.7% of all seeds found and is a native but rare species for the location. It has to be noted that of the dispersed species (Table 1), only Chloris gayana is exotic to the location. When comparing to the seeds dispersed by ringtails in the same location (Peña-Herrera et al., 2024), we can see that only 3 species are shared (Opuntia tomentosa, Drymaria laxiflora, and Bidens sp.) and cottontails tend to disperse more Poaceae plants. This suggests that ringtails and rabbits have a complementary role as seed dispersers.
Therefore, we conclude that while being poor dispersers of seeds/g of excrete (the most commonly used estimator to measure dispersion efficiency), cottontails compensate for this by the sheer amount of excretes produced, their high population density, and the fact that they disperse mostly uncommon or even rare plants, and most are native to the region. Thus, cottontails are important seed dispersers and can have a great effect on some rare plants, especially Jaegeria hirta.
Acknowledgements
We are thankful to Díaz Rico A. and Zúñiga Ruíz B. for allowing us to use their germination chambers, Martínez Orea Y. for the plant identification, SEREPSA working team for the permits to collect pellets, List Sánches R. and Godínez Álvarez H. for their useful comments on this project, and Castellanos Vargas I. for technical support. This project was financially supported by PAPIIT grant IV200117 “Análisis ecosocial de una reserva urbana para la sustentabilidad en el campus de Ciudad Universitaria” to ZCS and a scholarship by Conacyt 817316 to YG.
References
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Ecological niche conservatism in sister species of Euglossa (Apidae: Euglossini) from Mexico and Central America
A. Celeste Martínez-Cervantes, Enrique Martínez-Meyer e Ismael A. Hinojosa-Díaz *
Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Departamento de Zoología, Tercer Circuito Universitario s/n, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510 Ciudad de México, México
*Autor para correspondencia: ihinojosa@ib.unam.mx (I.A. Hinojosa-Díaz)
Recibido: 10 enero 2025; aceptado: 30 octubre 2025
Resumen
Las abejas de la tribu Euglossini son un grupo importante de polinizadores de la región neotropical al contribuir a la reproducción de plantas por las visitas de las hembras en búsqueda de recursos florales, mientras los machos son polinizadores específicos de grupos de orquídeas en su búsqueda de químicos aromáticos, que pueden obtener de otros sustratos y que son utilizados como señales de apareamiento. El género Euglossa es el más diverso de la tribu, ocupa diversos ambientes desde el norte de México hasta el sur de la región neotropical. Se conocen las afinidades filogenéticas de muchas de las especies del género. En este estudio se describe y compara el nicho climático en 3 pares de especies hermanas del género Euglossa bajo la premisa de conservadurismo de nicho, encontrando similitud significativa solo entre las especies hermanas dentro del subgénero Euglossa, mientras que en los otros pares de especies comparadas, la similitud de nicho está más relacionada con la simpatría de las especies que con la cercanía filogenética.
Palabras clave: Abejas de orquídeas; Conservadurismo de nicho; Simpatría
Abstract
Bees of the tribe Euglossini are important pollinators in the Neotropical region contributing to the reproduction of a variety of plants visited by females in search for floral resources while males are specialized pollinators of groups of orchids in their quest for aromatic chemicals, also retrieved from other sources and later used as sexual signals. Euglossa is the most diverse genus in the tribe ranging from northern Mexico to the southern parts of the Neotropical region. General phylogenetic affinities are known for several species in the genus. Here we describe and compare the ecological niche for 3 pairs of sister species of the genus Euglossa under the premise of niche conservatism, for which we found significant similarity only between sister species in the subgenus Euglossa, whereas in the other comparisons niche similarity is explained by the sympatric distributions of the species rather than by their phylogenetic relationships.
Las abejas de las orquídeas suelen exhibir colores metálicos brillantes y partes bucales alargadas, que en ciertas especies puede superar la longitud de sus propios cuerpos (Engel y Rasmussen, 2020; Roubik y Hanson, 2004). Los machos, se distinguen por una serie de caracteres sexuales secundarios relacionados con la recolección de sustancias aromáticas, sobresale la tibia posterior ancha donde se almacenan estos químicos combinados con secreciones de las glándulas labiales (Engel y Rasmussen, 2020; Roubik y Hanson, 2004). Estos compuestos funcionan como señales de atracción y estimulación de las hembras para el apareamiento (Henske et al., 2023). Los machos adquieren compuestos aromáticos principalmente de orquídeas, aunque también frecuentan otras familias de plantas y otros recursos como madera en descomposición, hongos e incluso productos químicos sintéticos (Engel y Rasmussen, 2020; Roubik y Hanson, 2004). Estas abejas representan uno de los principales polinizadores del Neotrópico al participar en la polinización de más de 60 familias de plantas, incluyendo alrededor de 700 especies de orquídeas (Roubik y Hanson, 2004).
La tribu Euglossini se originó entre hace 27 y 42 millones de años en América del Sur (Ramírez et al., 2010; Roubik y Hanson, 2004). Se han propuesto varias hipótesis con respecto a las relaciones entre los géneros, tanto con caracteres moleculares como morfológicos (Ramírez et al., 2010). Actualmente, se han registrado 249 especies de euglossinos exclusivamente neotropicales (Engel y Rasmussen, 2020), divididos en 5 géneros: Aglae, Exaerete, Eulaema, Eufriesea y Euglossa.
El género Euglossa es el más diverso dentro de la tribu, con 139 especies (Engel y Rasmussen, 2020). Su origen se remonta al Mioceno medio (Ramírez et al., 2010). Las relaciones dentro del género no están del todo resueltas y varios autores han subdividido al género en 6 subgéneros: Alloglossura, Dasystilbe, Euglossella, Euglossa, Glossurella y Glossuropoda. Recientemente, se han propuesto 4 nuevos subgéneros: Eurhytisma, Glossurodes, Parisoglossa y Trachyglossa para ayudar a resolver la parafilia de los subgéneros Glossurella y Glossuropoda (Engel, 2021).
Las relaciones evolutivas entre las especies o diferentes taxones se muestran a través de las filogenias (Eliosa et al., 2010). En los árboles filogenéticos podemos observar gráficamente estas relaciones y entender de mejor manera las conexiones entre las especies o los taxones. El conservadurismo de nicho es la tendencia de las especies a retener características ecológicas en el tiempo cuando se enfrentan a condiciones ambientales nuevas (Wiens y Donoghue, 2004; Wiens y Graham, 2005). El conservadurismo de nicho tiende a romperse con el tiempo, lo que resulta en un mayor conservadurismo entre especies que han divergido recientemente y que están estrechamente relacionadas, como es el caso de las especies hermanas (Pyron et al., 2015).
En este trabajo se describe y compara el nicho climático de especies hermanas de Euglossa, incluyendo los subgéneros Euglossa (sensu stricto), Dasystilbe y Eurhytisma para evaluar qué tan conservados son los nichos entre y dentro de estos subgéneros. Bajo la premisa del conservadurismo de nicho ecológico, esperamos que los nichos de las especies dentro de los subgéneros sean más parecidos que entre especies de subgéneros distintos.
Materiales y métodos
Especies
Subgénero Euglossa s. st. Euglossa dilemma y E. viridissima son especies hermanas distintivas dentro del subgénero Euglossa y muy afines morfológicamente que divergieron hace ~ 150,000 años (Brand et al., 2020; Eltz et al., 2011). Antes de la descripción de Euglossa dilemma (Eltz et al., 2011), E. viridissima se consideraba una especie con variación morfológica, hasta que se demostró inicialmente con evidencia morfológica y distribucional (Eltz et al., 2011), y reforzándose con evidencia genética que E.dilemma es una especie distinta (Brand et al., 2020). Ambas especies presentan poblaciones simpátricas, con áreas de traslape al sur-sureste de México y parte de Guatemala y Belice.
El subgénero Dasystilbe solo cuenta con 2 especies: E. obrima y E. villosa. Son abejas grandes que miden ~ 15 mm de longitud, presentan una coloración verde metálico con iridiscencia azul o bronce. Su cuerpo está cubierto de sedas largas y densas, especialmente en los costados (Hinojosa-Díaz et al., 2011). Los machos presentan una mandíbula bidentada, mientras que las hembras una tridentada (Hinojosa-Díaz et al., 2011).
Subgénero Eurhytisma (antes parte de Glossurella). El subgénero Glossurella era considerado un grupo parafilético (Engel, 2021); sin embargo, la relación de especies hermanas entre E. obtusa y E. dodsoni se ha mantenido a lo largo de las filogenias realizadas del género (Ghassemi-Khademi, 2018; Ramírez et al., 2010). Más tarde, se describe la especie E. williamsi, la cual no ha sido considerada en la metodología de las filogenias del género; no obstante, en el artículo donde se describe la especie se señala que ésta, muy probablemente, conforma un grupo monofilético junto con E. obtusa y E. dodsoni al presentar estructuras morfológicas similares, como la presencia de la mancha preomaular (en el mesepisterno) compartida entre las 3 especies (Hinojosa-Díaz y Engel, 2011). Partiendo de esta idea, Engel (2021) une a estas 3 especies en un nuevo subgénero llamado Eurhytisma. Lamentablemente, debido a la falta de registros de la especie E. williamsi, se decidió omitirla del presente estudio, sin embargo, la fuerte afinidad morfológica entre E. obtusa y E. dodsoni es un argumento fuerte para considerarlas más cercanas entre ellas respecto de E.williamsi (Hinojosa-Díaz y Engel, 2011).
Los datos recopilados se obtuvieron de diversas fuentes, incluyendo colecciones biológicas y acervos electrónicos: Colección Nacional de Insectos del Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México (CNIN); base de datos de la Colección de abejas de ECOSUR en San Cristóbal de las Casas, México; Sistema Nacional de Información sobre Biodiversidad de México (Conabio, 2021); Global Biodiversity Information Facility (GBIF); Discover Life (Ascher y Pickering, 2018) y Catalogue of Bees (Hymenoptera, Apoidea) in the Neotropical Region (Moure y Melo, 2023). Posteriormente, se depuraron los datos eliminando registros duplicados y se georreferenciaron aquellos sin coordenadas mediante el uso de Google Earth (tabla 1).
Capas ambientales
Se emplearon 33 capas con una resolución de 2.5 minutos de arco (apéndice), limitándose al área de registro de las especies que es Centroamérica y México. Las capas ambientales de precipitación y temperatura se extrajeron de la base de datos WorldClim 2.0 (Fick y Hijmans, 2017). En cuanto a la humedad (mínima, media y máxima), se utilizaron las capas de MERRAclim (Vega et al., 2018). Para simplificar las variables y mejorar el modelo, se llevó a cabo una selección basada en el coeficiente de correlación de Spearman (˃ 0.75 o ˂ -0.75) por especie y únicamente con los puntos de presencia.
Área de calibración de los modelos
Se delimitó un área de amortiguamiento de 1 grado (~ 111.1 km) alrededor del punto de registro, que abarca la máxima capacidad de dispersión conocida para machos del género Euglossa (Pokorny et al., 2015). Esta área se combinó con las provincias biogeográficas para la región neotropical donde se registraron estos puntos (Morrone et al., 2022). En cuanto a los datos de fondo, se generaron 20,000 puntos aleatorios para E. viridissima, E. dilemma y E. obrima, mientras que para el resto de las especies se utilizaron todos sus puntos de fondo debido a que eran menos que el número predeterminado (E. villosa: 11,908; E. dodsoni: 15,690; E. obtusa: 18,799).
Para desarrollar el modelo de nicho por especies, se empleó el algoritmo MAXENT (Phillips et al., 2006) a través de la plataforma Wallace (Kass et al., 2018). Para las especies con 50 registros o más, se asignó 75% de los datos para el entrenamiento y 25% para la validación. En el caso de especies con menos de 20 registros, se aplicó el método de jackknife (Pearson et al., 2007). Este procedimiento implica la generación de k repeticiones, donde k es igual al número de localidades. En cada repetición, se excluye un punto de presencia distinto para la validación, realizando así k validaciones y evaluando si se predice con precisión el punto designado para la validación; posteriormente, se realiza una prueba binomial para revisar la significancia del modelo. Este enfoque se recomienda especialmente para muestras de tamaño reducido (Pearson et al., 2007; Shcheglovitova y Anderson, 2013).
Por medio de la plataforma Wallace, que emplea los paquetes de R ENMeval (Kass et al., 2021) y dismo (Hijmans et al., 2020), se llevaron a cabo diversos modelos con variados niveles de complejidad. Estos modelos abarcan distintas combinaciones (lineal [L], lineal-cuadrático [LQ], bisagra [H], lineal-cuadrático-bisagra [LQH] y lineal-cuadrático-bisagra-producto [LQHP]) y factores de regularización, en este caso se usó desde 0.5 hasta 2 en el multiplicador de regularización con incrementos de 0.5 entre cada valor. Posteriormente, se evaluaron mediante métricas como el área bajo la curva (AUC) característica operativa del receptor (ROC) (Hanley y McNeil, 1982) por iteración y en su totalidad, la tasa de omisión (OR) para evaluar la capacidad de predicción de un clasificador binario respecto a las localidades de validación (OR = 0 es indicativo de que ninguna localidad fue omitida en la predicción y un OR = 1 de que todas fueron omitidas), y por último, el criterio de información de Akaike (AIC).
Tabla 1
Registros de las especies de Euglossa analizadas en este estudio obtenidos de las distintas fuentes citadas en el texto. Se muestran los registros totales y los registros después de depurar la base de datos.
Subgénero
Especie
Número total de registros obtenidos
Número total de registros depurados
Euglossa
E. dilemmaE. viridissima
626 2,828
85 339
Dasystilbe
E. obrimaE. villosa
134 37
51 13
Eurhytisma
E. obtusaE. dodsoni
61 1,514
15 121
Superposición entre especies de abejas de las orquídeas
Las variables de cada especie se combinaron en una matriz única para las comparaciones, resultando en un análisis final con 20 variables ambientales y una resolución de 2.5 minutos de arco (apéndice), con el fin de que las especies se encontraran en el mismo espacio ambiental. Con el propósito de contrastar las características de nicho, se llevó a cabo un análisis de componentes principales (PCA) para cada par de especies, utilizando la plataforma Wallace (Kass et al., 2018), que se basa en el paquete ade4 (Bougeard y Dray, 2018; Chessel et al., 2004; Dray y Dufour, 2007; Dray et al., 2007; Thioulouse et al., 2018) dentro del programa R (R Core Team, 2020).
Se calculó la densidad de presencia para cada especie siguiendo a Broennimann et al. (2012), de modo que el espacio ambiental se representa en un plano que considera los 2 primeros componentes principales (PCA) y en la gráfica generada se representan las densidades y los puntos de fondo para cada píxel utilizando un enfoque de densidad de kernel. Todo a través del paquete “ecospat” (Broennimann et al., 2021) en el entorno del programa R (R Core Team, 2020) y la plataforma Wallace. El propósito de esta acción es evaluar el espacio medioambiental disponible y corregir cualquier posible sesgo de muestreo en los registros.
Finalmente, para estimar el solapamiento de nicho, se empleó la métrica de similitud D (Schoener, 1968) del paquete “ecospat” (Broennimann et al., 2021) en el entorno del programa R (R Core Team, 2020) mediante Wallace. Esta métrica genera valores entre 0 y 1, en donde valores cercanos a 1 indican una alta similitud en las condiciones ambientales para ambas especies, mientras que valores cercanos a 0 denotan lo opuesto. Por consiguiente, la métrica D está condicionada por la delimitación de la región de estudio. Asimismo, se realizó una prueba de similitud de nicho en el espacio ambiental para evaluar si el solapamiento calculado era superior o inferior a lo esperado por azar. Para ello, se realizaron 100 simulaciones (número por defecto en Wallace) para crear la distribución de frecuencias aleatoria. Si el solapamiento observado supera 95% (p < 0.05) de los datos simulados, se puede concluir que las 2 especies son más similares de lo que se esperaría por el azar.
Resultados
De los modelos generados a través de la plataforma Wallace, se eligieron aquellos que obtuvieron menor valor según el criterio de información de Akaike (AIC), estos modelos a su vez presentaban elevados valores del AUC en una gráfica de característica operativa del receptor (ROC) y bajos índices de omisión (OR) en contraste con los otros modelos desarrollados (tabla 2).
En lo que respecta a los modelos de nicho creados por especie, los modelos creados para E. dodsoni, E. viridissima, E. dilemma, E. villosa y E. obrima también presentaron valores aceptables de AUC, aunque con tasas elevadas de omisión (tabla 2). En contraste, el modelo generado para E. obtusa mostró un mal AUC y alta tasa de omisión, posiblemente debido a la escasez de registros obtenidos (tabla 2).
En los mapas generados por los modelos se observa una variedad de probabilidades de presencia entre las 6 especies (fig. 1). Para E. dilemma y E. viridissima se presenta una distribución potencial más extensa. En E. dilemma las zonas con mayor idoneidad ambiental se observan en la vertiente del Pacífico mexicano, península de Yucatán y principalmente en Centroamérica. En E. viridissima, entre las zonas con mayor idoneidad ambiental, destacan la franja del Pacífico (Jalisco a Chiapas), la península de Yucatán y Panamá. Por otro lado, para E. obrima las áreas de alta idoneidad se localizan en la vertiente del golfo, principalmente en el estado de Veracruz, Guatemala y parte de El Salvador y se observa un patrón más discontinuo en comparación con las especies anteriores. En E. villosa la mayor idoneidad ambiental se localiza al norte de Costa Rica del lado del Pacífico y parte de Panamá, al igual que E. obrima se observa un patrón discontinuo en las áreas de mayor idoneidad ambiental. Para E. obtusa la mayor idoneidad ambiental se localiza al sur de México y Belice. Finalmente, en el caso de E. dodsoni, las áreas de mayor idoneidad se concentran en Costa Rica y Panamá.
Tabla 2
Modelos de nicho seleccionados y su medida de evaluación para las especies de Euglossa analizadas.
Subgénero
Especie
Modelo seleccionado
AUC
OR
Euglossa
E. dilemmaE. viridissima
H 2 LQHP1
0.752 0.804
0.131 0.487
Dasystilbe
E. obrimaE. villosa
LQ 0.5 L 1.5
0.824 0.877
0.204 0.333
Eurhytisma
E. obtusaE. dodsoni
LQ 2 LQH 1.5
0.589 0.913
0.214 0.260
Figura 1. Mapas de los modelos de distribución generados para las especies de Euglossa. Los colores cálidos representan 0.5-1 de idoneidad ambiental de la especie, mientras que los colores fríos representan menos del 0.5 de idoneidad climática de la especie. A: Euglossa dilema; B: E. viridissima; C: E. obrima; D: E. villosa;E: E. obtusa; F: E. dodsoni.
Las 2 especies dentro del subgénero Euglossa fueron las que tuvieron mayor superposición (D = 0.51). Mientras que en las comparaciones dentro de los otros 2 subgéneros: Dasystilbe y Eurhytisma, la similitud de nicho fue baja (D = 0.01, D = 0, respectivamente) (tabla 3; fig. 2). Por lo tanto, en el subgénero Euglossa existe mayor similitud dentro del subgénero, mientras que para Dasystilbe y Eurhytisma hay mayor similitud entre subgéneros que dentro de los subgéneros (tabla 3). Para las especies alopátricas que no están estrechamente relacionadas, se observó un leve solapamiento de nicho, siendo éste el menor de todas las comparaciones (tabla 4; fig. 2). En cambio, las especies simpátricas que no están cercanamente emparentadas mostraban un amplio solapamiento de nicho (tabla 5; fig. 2).
La similitud de nichos en los subgéneros Dasystilbe (E. obrima + E. villosa) y Eurhytisma (E. obtusa + E. dodsoni) fue notablemente baja y resultó ser menor de lo esperado por el azar (p < 0.05) (tabla 3). Entre las especies alopátricas no estrechamente relacionadas, no hubo valores significativos en la prueba de similitud (p < 0.05) (tabla 4). En contraste, entre las especies simpátricas, pero no relacionadas, solo se encontraron 5 comparaciones significativas (tabla 5): E. dodsoni + E. villosa y todas las comparaciones de la especie E. viridissima.
Discusión
En este estudio se llevaron a cabo comparaciones del nicho ecológico de 3 pares de especies hermanas del género Euglossa para poner a prueba la premisa central del conservadurismo de nicho. Se encontró que el subgénero Euglossa fue el único donde se observó una mayor similitud de nicho entre sus especies hermanas y esta fue significativa. Por otro lado, los subgéneros Dasystilbe y Eurhytisma mostraron poca similitud dentro de los subgéneros, teniendo los valores más bajos en todas las comparaciones.
En relación con los modelos de nicho creados por especies, los modelos desarrollados para E. dodsoni, E. villosa, E. dilemma, E. obrima y E. viridissima mostraron un AUC aceptable pero una alta tasa de omisión (tabla 2). Por otro lado, el modelo de E. obtusa presentó tasas de omisión elevadas (tabla 2), posiblemente debido a la baja cantidad de datos disponibles (tabla 1). Para E. obtusa varios de los registros iniciales fueron excluidos por ser registros duplicados, dejando únicamente 15 registros para el modelo final, lo que representa una cantidad limitada de datos. Aunque la validación se realizó mediante el método de jackknife (Pearson et al., 2007), la cantidad de datos resulta insuficiente para garantizar la robustez del modelo.
Tabla 3
Resultados de las comparaciones de nicho entre especies hermanas de Euglossa analizadas en este estudio.
Comparaciones entre especies hermanas
D
Similitud (p-valor)
Similitud 1→2
Similitud 2→1
E. dilemma vs. E. viridissima
0.51
0.02
0.02
0.14
E. obrima vs. E. villosa
0.01
0.24
0.98
0.76
E. dodsoni vs. E. obtusa
0
0.08
0.79
0.92
Tabla 4
Resultados de las comparaciones de nicho entre especies alopátricas de Euglossa no cercanamente relacionadas analizadas en este estudio.
Comparaciones entre especies alopátricas no cercanamente emparentadas
D
Similitud (p-valor)
Similitud 1→2
Similitud 2→1
E. obrima vs. E. dodsoni
0.02
0.44
0.96
0.86
E. villosa vs. E. obtusa
0
0.27
0.96
0.99
Tabla 5
Resultados de las comparaciones de nicho entre especies simpátricas de Euglossa no cercanamente relacionadas analizadas en este estudio.
Comparaciones entre especies simpátricas no cercanamente emparentadas
D
Similitud (p-valor)
Similitud 1→2
Similitud 2→1
E. dilemma vs. E. obrima
0.24
0.09
0.20
0.10
E. viridissima vs. E. obrima
0.32
0.02
0.30
0.05
E. dilemma vs. E. obtusa
0.10
0.17
0.32
0
E. viridissima vs. E. obtusa
0.14
0.02
0.48
0
E. dilemma vs. E. villosa
0.14
0.09
0.83
0.04
E. viridissima vs. E. villosa
0.17
0.03
0.78
0
E. dilemma vs. E. dodsoni
0.22
0.15
0.64
0.02
E. viridissima vs. E. dodsoni
0.24
0.04
0.59
0.03
E. obrima vs. E. obtusa
0.17
0.29
0.48
0.06
E. villosa vs. E. dodsoni
0.53
0.02
0.01
0.42
En insectos, en general, existe desinformación acerca de la distribución de las especies y su taxonomía. Aunque la falta de información sobre la distribución de las especies puede tener un impacto en nuestros resultados como la fragmentación de las áreas de mayor idoneidad o la robustez de los modelos; consideramos que estos reflejan las relaciones ambientales entre las especies y pueden contribuir a comprender los patrones de especiación. A pesar de la limitada abundancia de datos, nuestros hallazgos coinciden con investigaciones previas que analizan el conservadurismo del nicho en abejas de las orquídeas (Silva et al., 2014).
Este trabajo muestra que la premisa principal del conservadurismo de nicho no se cumple en las especies hermanas en 2 de los subgéneros analizados (Dasystilbe y Eurhytisma). En el caso del subgénero Euglossa, por el contrario, se encontró la mayor similitud de entre todas las comparaciones de pares de especies hermanas en el análisis. La similitud de nicho para el par de especies puede explicarse aludiendo a varios factores y/o combinaciones de éstos, incluyendo su distribución simpátrica actual, su cercanía filogenética y su reciente divergencia estimada hace unos 150,000 años (Eltz et al., 2011), sin ser clara la influencia de ningún factor en particular. Se cree que la especiación entre ambas especies fue, principalmente, influenciada por factores ecológicos, como la preferencia química de los machos por ciertos aromas, en lugar de ser un factor geográfico (Brand et al., 2020).
Figura 2. Comparación en el espacio ambiental de las combinaciones de pares de las especies de Euglossa analizadas. Del lado izquierdo, con fondo azul claro se encuentran las comparaciones para especies dentro del mismo subgénero. Mientras que, del lado derecho en amarillo, se muestran las comparaciones para especies de distintos subgéneros. Dentro de cada comparación, en azul rey se muestran las condiciones ambientales cubiertas por el nicho de la primera especie, en rojo las condiciones ambientales cubiertas por la segunda especie y en morado las condiciones ambientales cubiertas por ambas especies.
En cuanto a la comparación entre las especies del subgénero Euglossa y las especies de los otros 2 subgéneros, se observaron altos niveles de superposición. Resaltan las comparaciones que involucran a E. viridissima con el resto de las especies analizadas, todas con valores significativos. Euglossa viridissima tiene una distribución relativamente amplia, con reportes que sugieren posibles extensiones de rango recientes (Falcón-Brindis et al., 2018), algo similar a lo documentado para E. dilemma (Genaro et al., 2020; Skov y Wiley, 2005). La presencia y capacidad de ocupación de sitios con un amplio rango de condiciones en el caso de E. viridissima explican las similitudes significativas con las demás especies consideradas en este estudio.
Silva et al. (2014) analizaron el conservadurismo del nicho en 2 géneros de la tribu Euglossini (Eulaema y Eufriesea). Concluyeron que las especies simpátricas muestran un mayor traslape de nicho independientemente de su parentesco, a diferencia de las especies alopátricas que, aunque están más cercanamente relacionadas, presentan un menor grado de similitud de nicho. Este fenómeno no solo se observó en abejas, sino también en investigaciones con ranas de la familia Dendrobatidae (Graham et al., 2004), lagartijas del género Anolis (Losos et al., 2003) y aves del género Sylvia (Böhning-Gaese et al., 2003).
Por otro lado, existen investigaciones que respaldan la hipótesis de conservadurismo de nicho, como es el caso de ciertos grupos de plantas (Guo et al., 2013; Kolanowska, 2013; Prinzig et al., 2001), otros insectos (Peterson et al., 1999; Zhao et al., 2019), reptiles (Dowell y Hekkala, 2016; Schulte et al., 2012), anfibios (Kozak y Wiens, 2006; Muñoz-Ortiz et al., 2015), aves (Navarro-Sigüenza et al., 2020; Trujillo-Arias et al., 2018; Wang et al., 2017) y mamíferos (Peterson et al., 1999).
De acuerdo con Wiens y Graham (2005), el conservadurismo de nicho puede surgir de 4 factores clave: la selección natural, el flujo genético, la pleiotropía y la falta de variabilidad. Sin embargo, los rasgos fisiológicos (adaptaciones) que subyacen al conservadurismo de nicho están poco estudiados y pueden ser relativamente específicos de cada especie. Ellos sugieren que el estudio del conservadurismo de nicho debería centrarse en los factores que lo generan, en lugar de un debate sobre su existencia.
Los resultados obtenidos en este estudio son consistentes con investigaciones previas y refuerzan la conclusión planteada por Silva et al. (2014). En este sentido, los pares de especies hermanas en los subgéneros Dasystilbe (E. obrima + E. villosa) y Eurhytisma (E. obtusa + E. dodsoni) mostraron una menor similitud de nicho, lo cual concuerda con los estudios arriba mencionados, ya que dichas especies son actualmente alopátricas. En las comparaciones entre subgéneros. las especies alopátricas y no relacionadas mostraron baja similitud y traslape, mientras que las especies que no están cercanamente emparentadas, pero son simpátricas presentaron una mayor similitud y traslape de nicho. Un caso interesante es la similitud encontrada entre E. villosa y E. dodsoni, especies simpátricas que no están estrechamente relacionadas, en donde se observa un alto grado de similitud de nicho, aunque no fue significativo. El tamaño de la muestra puede influir en este resultado, especialmente en el caso de E. villosa, que cuenta con muy pocos registros.
Aunque se considera que la similitud de nichos encontrada en 2 de los subgéneros depende principalmente de una historia biogeográfica similar en lugar de una relación de parentesco, no se descarta que algunos factores ecológicos, como las preferencias de aroma de los machos, las tasas de competencia o las diferencias de microhábitat (Silva et al., 2014), también impacten en la dinámica temporal y espacial del nicho ecológico de las especies. Sin embargo, debido al enfoque y escala del estudio, no se puede determinar su influencia. Además, la cantidad limitada de datos utilizados, especialmente en 2 especies (E. villosa y E. obtusa) y el método empleado pudieron haber influido en los resultados obtenidos (Peterson, 2011; Warren et al., 2008).
Agradecimientos
Este proyecto fue desarrollado gracias al apoyo del programa UNAM DGAPA-PAPIIT, proyecto IN211121 y formó parte de los estudios dirigidos a la obtención del grado de Maestra en Ciencias Biológicas (Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM) de la primera autora, para lo cual recibió una beca de posgrado de Secihti (antes Conahcyt).
Apéndice. Capas ambientales obtenidas en diferentes bases de datos, las capas con asterisco (*) corresponden a las utilizadas en las comparaciones de superposición de pares de especies.
Clave
Capa
Unidades
Origen
Bio 1*
Temperatura media anual
°C*10
WorldClim
Bio 2*
Rango diurno medio (media mensual* [temp. máx.-temp. min.])
°C*10
WorldClim
Bio 3*
Isotermalidad ([BIO2 / BIO7] [100])
°C*10
WorldClim
Bio 4*
Estacionalidad de la temperatura (desv. estándar*100)
°C*10
WorldClim
Bio 5*
Temperatura máxima del mes más cálido
°C*10
WorldClim
Apéndice. Continúa
Clave
Capa
Unidades
Origen
Bio 6*
Temperatura mínima del mes más frío
°C*10
WorldClim
Bio 7*
Rango anual de temperatura (Bio 5-Bio 6)
°C*10
WorldClim
Bio 8*
Temperatura media del trimestre más cálido
°C*10
WorldClim
Bio 9*
Temperatura media del trimestre más frío
°C*10
WorldClim
Bio 10*
Precipitación anual
mm
WorldClim
Bio 11*
Precipitación del mes más húmedo
mm
WorldClim
Bio 12*
Precipitación del mes más seco
mm
WorldClim
Bio 13*
Estacionalidad de la precipitación (coef. var.)
mm
WorldClim
Bio 14
Precipitación del trimestre más húmedo
mm
WorldClim
Bio 15
Precipitación del trimestre más seco
mm
WorldClim
Bio 16*
Humedad específica máxima anual
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 17*
Humedad específica máxima del mes más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 18*
Humedad específica máxima del mes menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 19
Estacionalidad de la humedad específica máxima (coef. var.)
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 20
Humedad específica máxima del trimestre más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 21
Humedad específica máxima del trimestre menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 22
Humedad específica media anual
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 23*
Humedad específica media del mes más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 24
Humedad específica media del mes menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 25*
Estacionalidad de la humedad específica media (coef. var.)
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 26
Humedad específica media del trimestre más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 27*
Humedad específica media del trimestre menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 28
Humedad específica mínima anual
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 29
Humedad específica mínima del mes más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 30
Humedad específica mínima del mes menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 31*
Estacionalidad de la humedad específica mínima (coef. var.)
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 32
Humedad específica mínima del trimestre más húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Bio 33
Humedad específica mínima del trimestre menos húmedo
kg agua/kg aire
MERRAclim
Referencias
Ascher, J. S. y Pickering, J. (2018). Discover life bee species guide and world checklist (Hymenoptera: Apoidea: Anthophila). Recuperado el 11 noviembre, 2022 de: http://www.discoverlife.org/mp/20q?guide=Apoidea_species
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Vascular epiphyte community of an inland mangrove of Tabasco: composition and similarity with coastal mangroves and adjacent tropical vegetation
Comunidad epífita vascular de un manglar interior de Tabasco: composición y similitud con manglares costeros y vegetación tropical adyacente
Neil Ebeth Meled Morales-Rodríguez a, *, Carlos Manuel Burelo-Ramos a, José G. García-Franco b, Octavio Aburto-Oropeza c y María Eugenia Molina-Paniagua a
a Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Laboratorio de Manglares Interiores, Carretera Villahermosa-Cárdenas Km. 0.5 s/n, Entronque a Bosques de Saloya, 86150 Villahermosa, Tabasco, Mexico
b Instituto de Ecología, Carretera antigua a Coatepec #351, Col. El Haya, 91073 Xalapa, Veracruz, Mexico
c Scripps Institution of Oceanography, 9500 Gilman Drive, La Jolla, California 92093, USA
Received: 13 December 2024; accepted: 23 October 2025
Abstract
El Cacahuate Lagoon, Tabasco, Mexico, is located 170 km from the current coastline and contains an inland mangrove ecosystem, surrounded by remnants of tropical forest. This inland mangrove is the habitat of an epiphyte community whose species composition and relationship with other epiphyte communities are unknown. This study describes the composition of vascular epiphytes associated with this inland mangrove, evaluates their similarity to epiphyte communities in coastal mangroves and adjacent vegetation within a 220 km radius of the study site, using the Jaccard Index and floristic turnover with β-diversity. We hypothesize that the similarity in the composition of the epiphytes of the inland mangrove should be greater with that of nearby forests than with coastal mangroves, since the seeds of forest epiphytes can easily reach the inland mangrove. The epiphyte community of the Cacahuate mangrove comprises 27 species and is more similar to the epiphyte communities of the coastal mangroves of Tabasco. This affinity could be related to the Pleistocene isolation of this mangrove, or to the long-distance dispersal of epiphytes from coastal mangroves.
Keywords: Biodiversity; Floristics; Red mangrove; Rhizophora mangle; Wanha’ Biosphere Reserve
Resumen
La laguna El Cacahuate, Tabasco, México, se localiza a 170 km de la línea costera actual y contiene un ecosistema de manglar interior, rodeado de remanentes de bosque tropical. Este manglar interior es el hábitat de una comunidad epífita cuya composición de especies y su relación con otras comunidades epífitas se desconocen. El presente estudio describe la composición de epífitas vasculares asociadas con este manglar interior, evalúa su similitud con las comunidades epífitas de los manglares costeros y vegetación adyacente en un radio de 220 km del lugar de estudio, utilizando el índice de Jaccard y su recambio florístico con la diversidad ß. Hipotetizamos que la similitud en la composición de las epífitas del manglar interior debería ser mayor con la de los bosques cercanos que con los manglares costeros, ya que las semillas de las epífitas de los bosques pueden llegar fácilmente al manglar interior. La comunidad epífita del manglar del Cacahuate comprende 27 especies y presenta una mayor similitud con las comunidades epífitas de los manglares costeros de Tabasco. Esta afinidad podría estar relacionada con el aislamiento pleistocénico de este manglar, o con la dispersión a larga distancia de las epífitas provenientes de los manglares costeros.
Palabras clave: Biodiversidad; Florística; Mangle rojo; Rhizophora mangle; Reserva de la Biosfera Wanha’
Introduction
Vascular epiphytic plants (henceforth epiphytes) constitute a functional group that develops on woody species. Unlike parasitic plants, epiphytes obtain water and nutrients from the atmosphere, precipitation, and decomposing organic material, rather than relying physiologically on the host (Krömer & Gradstein, 2016). Within epiphytes, 2 main categories are recognized: true epiphytes, which complete their entire life cycle on the host without producing roots that reach the soil, and hemiepiphytes, which in contrast, exhibit a mixed life cycle, since some germinate on the host and later develop roots that reach the ground (primary hemiepiphytes), whereas others begin their growth in the soil and, as they ascend, establish themselves on the host (secondary hemiepiphytes) (Granados-Sánchez et al., 2003; Zotz, 2016). Epiphytes comprise about 10% of the known plant species worldwide (Zotz et al., 2021). In the Neotropics, epiphytes significantly contribute to the overall diversity of the vegetation, as they can represent up to 50% of the vascular flora in some forests (Carmona-Higuita et al., 2025; Kelly et al., 2004; Taylor et al., 1986). Tree species in the low and mountain forests have different structural characteristics (e.g., greater height, dense canopy, and great diversity of bark textures), which combined with particular environmental conditions (e.g., high humidity), allow the presence of a high number of epiphytic species (Ceja-Romero et al., 2008; Flores-Palacios & García-Franco, 2006; Hietz & Hietz, 1995; Krömer et al., 2007, 2014; Martínez-Meléndez et al., 2011; Rzedowski, 1996). In contrast, mangrove forests generally show a low richness of epiphytes (Benzing, 1990; Carmona-Díaz et al., 2014; Zotz & Reuter, 2009; Zimmerman & Olmsted, 1992), which can be attributed to reduced tree diversity and consequently to low structural complexity of the habitat, but mainly due to environmental stress conditions such as the strong winds, waves, and high salinity present in coastal zones (Gómez & Winker, 1991; Jiménez-López et al., 2017; Zotz & Reuter, 2009). However, epiphytes are frequent in mangrove ecosystems, as several species have been recorded in different studies even though the objectives and sampling efforts are directed toward tree species, which are the dominant physiognomic elements (Aksornkoae, 1993; Cach-Pérez et al., 2013; Carmona-Díaz et al., 2014; De Sousa & Colpo, 2017; García-Luna et al 2024; Jiménez-López et al., 2018; Kupec, 2018; Noguera-Savelli et al., 2021; Rahman et al., 2015; Rohani et al., 2020).
Mangrove ecosystems are primarily distributed in tropical and subtropical regions, generally associated with the coast and brackish water bodies (Leal & Spalding, 2021). However, mangrove ecosystems also have been recorded in freshwater wetlands, away from marine influence, known as inland mangroves. The inland mangroves have been reported in many countries worldwide, such as in Australia, Antigua and Barbuda, the Bahamas, Indonesia, and Pakistan, located 15 to 50 km from the coast, and between 6 and 37 m above sea level (Lugo, 1981; Patel, 2014; Patel & Agoramoorthy, 2012; Stoddart et al., 1973; Taylor, 1986; Tripathi et al., 2013; Woodroffe, 1988).
Recently, in Mexico, individuals of Rhizophora mangle, along with another 112 coastal affinity species were reported along the banks of the San Pedro Mártir River and El Cacahuate Lagoon in Tabasco, the latter located almost on the border with Guatemala (Aburto-Oropeza et al., 2021). The presence of this inland mangrove is attributed to the global climatic phenomenon that occurred about 120,000 years ago when an increase in global temperatures caused a rise in sea levels, displacing the coastline inland (Aburto-Oropeza et al., 2021). As the planet cooled, the sea retreated to its current position, leaving mangrove trees dispersed along the riverbanks and creating an isolated mangrove ecosystem in the El Cacahuate Lagoon, 170 km from the Tabasco coast (Aburto-Oropeza et al., 2021).
Currently, the El Cacahuate Lagoon is surrounded by a matrix composed of remnants of evergreen tropical forest belonging to the “Cañón del Usumacinta” Flora and Fauna Protection Zone (Conanp, 2015), fragments of several types of tropical forest, and large areas of land used for livestock and agriculture activities. However, despite this mixed landscape, the hydrophytic vegetation surrounding the water body restricts access to the mangrove, which has resulted in minimal human impact. El Cacahuate mangrove is considered a relict area from the Pleistocene and a refuge for biodiversity due to its high degree of conservation (Aburto-Oropeza et al., 2021). This area together with the adjacent forest areas forms part of a core area of the recently designated Wanha’ Biosphere Reserve (Conanp, 2023a; Semarnat, 2023).
Preliminary surveys indicate the presence of several species of epiphytes along the upper San Pedro River (Aburto-Oropeza et al., 2021). However, in El Cacahuate mangrove the epiphyte species composition and its species similarities to the epiphytic communities of the surrounding vegetation or to the coastal mangroves of Gulf of Mexico are unknown. High epiphyte composition similarity with tropical forest would indicate processes of colonization after the sea retired, while high epiphyte composition with coastal mangroves communities should indicate that species arrived together with the mangrove during the interglacial period.
The aims of this study were to determine the richness and composition of the epiphyte community present in the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon, and to assess the floristic similarity of the epiphytes of El Cacahuate with coastal mangroves and adjacent tropical forests. We expect that, given the inland Cacahuate mangrove’s location in a freshwater environment and its proximity to tropical forest areas, the similarity of the epiphyte community should be greater than that of the nearest terrestrial vegetation because the seeds of the epiphytes can likely reach the mangrove trees easily.
Materials and methods
The study was conducted in the El Cacahuate Lagoon, located in the “Sueños de Oro” rural community of the Tenosique Municipality, Tabasco State, Mexico (Fig. 1). It is a lentic water body associated with the sub-basin of the San Pedro Mártir River, situated 170 km in a straight line to the coast and over 300 km following the river’s course (17°17’58.949” N, 91°5’13.09” W, elevation 45 m asl). The region has a warm-humid climate with abundant rainfall in the summer (Aceves-Navarro & Rivera-Hernández, 2019). The average temperature is 27 °C, and the average annual precipitation is 2,264 mm, with September being the rainiest month (391 mm) and March the driest (54 mm) (Conanp, 2023a). The lagoon area is approximately 13.7 ha and reaches a depth of up to 24 m. The soils surrounding the lagoon are clayey loam and gleysol (Conanp, 2023a; Palma-López et al., 2017). In the mangrove, there is a surface layer of leaf litter 15 to 40 cm deep, followed by the mineralization of organic matter.
The vegetation present in the lagoon and around it consists of floodable grassland (60%), aquatic vegetation (15%), and mangrove (25%) (Conanp, 2023a). The floodable grasslands are primarily composed of Hydrocotyle umbellata L. (Araliaceae), Eleocharis interstincta (Vahl) Roem. & Schult. (Cyperaceae), Cladium jamaicense Crantz (Cyperaceae), Acrostichum danaeifolium Langsd. & Fisch. (Pteridaceae), and Bletia purpurea (Lam.) DC (Orchidaceae). The aquatic vegetation includes rooted hydrophytes with floating leaves such as H. umbellata and Nymphaea ampla (Salisb.) DC. (Nymphaeaceae), free-floating hydrophytes like Salvinia auriculata Aubl. (Salvinaceae), and submerged free-floating hydrophytes like Cabomba palaeformis Fassett (Cabombaceae), Utricularia foliosa L., and U. purpurea Walter (Lentibulariaceae). The mangrove is in the southwest part of the lagoon, comprising 7 ha of continuous vegetation. In the mangrove vegetation, R. mangle is the most abundant tree species, with rare occurrences of Bucida buceras L. (Combretaceae), Chrysobalanus icaco L. (Chrysobalanaceae), Haematoxylum campechianum L. (Fabaceae), and Pachira aquatica Aubl. (Malvaceae). Additionally, other species are rarely present such as Vanilla insignis (Orchidaceae), Acoelorraphe wrightii (Griseb. & H.Wendl.) H.Wendl. ex Becc. (Arecaceae), Anthurium schlechtendalii Kunth subsp. schlechtendalii (Araceae), Monstera tuberculata Lundell, and Philodendron radiatum Schott. (Araceae).
Fieldwork was conducted from April 2022 to February 2023. The recording of epiphytes in mangrove vegetation was carried out in 10 rectangular plots of 75 m long by 20 m wide. Plots were oriented perpendicular from the edge of the lagoon to inland spaced 40 m from each other (1,500 m² per plot, 15,000 m² in total; Fig. 1). This design aimed to include as much as possible of the total epiphytic composition present in the mangrove. As R. mangle is the dominant tree species in this mangrove, the recording of epiphyte species focused exclusively on it. Within the sampling plots, we recorded all epiphyte species present on each individual R. mangle tree, excluding hemiepiphytes and parasitic plants. Voucher specimens were collected following standardized methods by Lot and Chiang (1986) and Krömer and Gradstein (2016). For less abundant species, photographic records were obtained instead. All herbarium specimens were deposited in the UJAT herbarium (acronym following Thiers, 2021), and the photographs were stored in the photo archive of the Biological Sciences Division-UJAT.
Figure 1. Location of the study area. A) Mexico, highlighting the state of Tabasco (orange) and the municipality of Tenosique (blue). B) El Cacahuate Lagoon (red outline) showing sampling transects (white lines) established in the mangrove vegetation.
The identification of the species was carried out with the support of taxonomic keys and specialized literature for the families Bromeliaceae, Cactaceae, and Orchidaceae (Alderete-Chávez & Capello-García, 1988; Ames & Correll, 1985; Beutelspacher, 2011; Campos-Díaz et al., 2020; Conap, 2010; Davidse et al., 1994; Espejo-Serna et al., 2004; Hágsater et al., 2005; Hietz & Hietz-Seifert, 1994; Martínez-Meléndez et al., 2011; Mondragón-Chaparro et al., 2011; Noguera-Savelli & Cetzal-Ix, 2014), as well as Aspleniaceae, Polypodiaceae, and Pteridaceae (Mickel & Smith, 2004). For species identification, original descriptions were reviewed in the Biodiversity Heritage Library (BHL, 2022). Additionally, to determine the conservation status of the recorded epiphyte species in the study area, we consulted the official Mexican environmental protection and species legislation NOM-059-Semarnat-2010 (Semarnat, 2010) and the Red List of Threatened Species by the International Union for Conservation of Nature (IUCN, 2021).
To determine similarities between the epiphyte species composition of the inland mangrove of El Cacahuate (IM-Cacahuate) and other epiphyte communities, available epiphyte floristic lists from various vegetation types were compiled within a 220 km radius starting from the study area, including sites in Mexico and Guatemala (Fig. 2). Radius length corresponds to the straight-lined distance between El Cacahuate Lagoon and the nearest coastal mangroves of Tabasco, Mexico. It is important to note that most of the studies reviewed were conducted with objectives and sampling efforts not specific to epiphytes, so only the epiphyte species reported were considered (excluding hemiepiphytes).
For the Mexican portion, the compiled lists correspond to coastal mangroves (CM-Paraíso: including localities of Cárdenas, Centla, Comalcalco, Paraíso, Tabasco; Díaz-Jiménez, 2007. CM-Centla: Centla, Tabasco; Jiménez-López et al., 2017, 2018. CM-Nohan: UMA Nohan, Cd. del Carmen, Campeche; Noguera-Savelli et al., 2021); high evergreen tropical forest (HETF-Tenosique: Tenosique, Tabasco, Hernández-Sastré et al., 2014); medium evergreen tropical forest (METF-Macuspana: Macuspana, Tabasco; López-Gómez, 2014; METF-Tenosique: Tenosique, Tabasco; Morales-Damián, 2012); medium subevergreen tropical forest (MSTF-Catazaja: Catazajá, Chiapas; Gutiérrez-Báez, 2004); and tropical dry forest (TDF-Tenosique: Tenosique, Tabasco; Morales-Damián, 2012). Additionally, the riparian flora list of the San Pedro Mártir River was included, which comprises epiphyte records in high, medium, and low evergreen tropical forests with the presence of R. mangle individuals in the riparian vegetation (TF&IM-San Pedro Mártir, Aburto-Oropeza et al., 2021). There are floristic lists that report the presence of epiphyte species for the Calakmul Biosphere Reserve, Campeche, (Conanp, 2023b; Martínez et al., 2001), which were not integrated into the database because this site belongs to the biotic province Yucatán Peninsula (Conanp, 2023b; García-Gil et al., 2002), which reports greater floristic affinity with the districts within the Yucatán Peninsula, Guatemala, and Belize (Duno-de Stefano et al., 2012) and the states of Chiapas, Oaxaca, and Veracruz (Ibarra-Manríquez et al., 2002; Morrone, 2019).
Figure 2. Location of El Cacahuate inland mangrove, the tropical forests, and coastal mangroves within a 220 km radius that include epiphytic floristic lists. The straight-line distance from each site to El Cacahuate is indicated in parentheses. Site acronyms are defined in the Materials and methods section.
In Guatemalan territory, only 2 floristic lists within the established distance for the analysis were obtained: one from a disturbed high evergreen tropical forest (TF-Tikal, Hellmuth & D’Angelo-Jerez, 2022), and the second from a high evergreen tropical forest combined with R. mangle from the El Petén area (TF&IM-Peten, Conap, 2010). Appendix presents the list of the recorded species in the present study and the species compiled from the reviewed studies. The classification of the types of vegetation is based on the proposal of Conabio (2013, 2019) for Chiapas and Tabasco, Mexico, and by Melgar (2003) and Conap (2010) for Tikal and El Petén, Guatemala.
A presence-absence data base was constructed, based on the epiphyte species recorded in our study area and the epiphyte species documented from the surrounding sites obtained of literature. The nomenclature was updated and standardized using the electronic database Tropicos (Tropicos, 2023). Subsequently, the similarity between epiphyte communities of the different vegetation types and locations was explored using the data matrix in a hierarchical clustering analysis (UPGMA) based on the Jaccard similarity index (JSI). This index was selected as it uses species presence-absence data, which was the type of data obtained from the reviewed studies. The measure of similarity ranges from 0% (not similar) to 100% (the most similar). Finally, a beta diversity analysis was performed using Cody’s index (Ci) to assess species turnover between communities. If a high index is obtained, it means that the sites are very different, while a low index means that they share most of their species. Both analyses were conducted using the program Past 4.12b (Hammer et al., 2001).
Results
A total of 6 families, 18 genera, and 27 species of epiphytes were recorded (Table 1)in El Cacahuate mangrove, with Orchidaceae and Bromeliaceae being the families with the highest number of species (11 and 10, respectively), followed by Cactaceae and Polypodiaceae (2 species each) and Aspleniaceae and Pteridaceae (1 species each; Fig. 3). The genera with the most species were Tillandsia (Bromeliaceae) with 8 species, and Epidendrum (Orchidaceae) with 3. Among the epiphyte species recorded in El Cacahuate, Asplenium serratum L. is listed as a threatened species under Mexican legislation (Semarnat, 2010), while Tillandsia fasciculata Sw. and Selenicereus grandiflorus (L.) Briton & Rose are cited on the Red List of Threatened Species by IUCN (2021) as species of least concern.
Table 1
List of epiphyte species associated with the mangrove of El Cacahuate Lagoon, Tenosique, Tabasco, Mexico. *New records for the Wanha’ Biosphere Reserve.
Family
Species
Aspleniaceae
Asplenium serratum L.*
Bromeliaceae
Aechmea bracteata (Sw.) Griseb.
Catopsis morreniana Mez
Tillandsia balbisiana Schult. & Schult.f.
T. brachycaulos Schltdl.
T. bulbosa Hook.
T. dasyliriifolia Baker*
T. fasciculata Sw.
T. juncea (Ruiz & Pav.) Poir.
T. schiedeana Steud.
T. streptophylla Scheidw. Ex E.Morren
Cactaceae
Deamia testudo (Karw. Ex Zucc.) Britton & Rose
Selenicereus grandiflorus (L.) Briton & Rose
Orchidaceae
Catasetum integerrimum Hook.
Cohniella ascendens (Lindl.) Christenson
Encyclia bractescens (Lindl.) Hoehne
Epidendrum cardiophorum Schltr.
E. diffusum Sw.*
E. nocturnum Jacq.
Myrmecophila tibicinis (Bateman) Rolfe
Nidema boothi (Lindl.) Schltr.*
Notylia barkerii Lindl.*
Oncidium sphacelatum Lindl.
Specklinia grobyi (Bateman ex Lindl.) F.Barros
Polypodiaceae
Microgramma nítida (J. Sm.) A.R. Sm.*
Polypodium polypodioides (L.) Watt*
Pteridaceae
Vittaria lineata (L.) Sm.
Similarities between epiphyte communities. The present study and the review of published studies within the selected surrounding area allowed for the compilation of a total of 119 epiphyte species from sites with coastal mangrove, inland mangrove, tropical forests, and disturbed forests (Appendix). The sites with the highest number of epiphyte species were the high evergreen tropical forest of Tenosique (HETF-Teno, 53 species), the riparian vegetation of the San Pedro River (TF&IM-SPMR, 52 species), the medium evergreen tropical forest of Macuspana (METF-Macus, 45 species), the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon (IM-Cac, 27 species), and the coastal mangrove of Centla (CM-Centla, 25 species). In the remaining sites, the number of epiphyte species ranged from 4 to 16, with 14 species recorded in the coastal mangroves of Nohan and Paraíso (CM-Nohan, CM-Paraíso; Appendix).
The clustering analysis (Fig. 4) clearly separated 4 groups (at a similarity level of 0.14). Two groups consisted of a single location: the first being the disturbed evergreen tropical forest of Tikal (TF-Tikal) and the second, the medium subevergreen tropical forest of Catazaja, Chiapas (MSTF-Catazaja). The other 2 groups contained several locations. The first group was made up of different forest types in Tabasco (HETF-Tenosique, METF-Macuspana, TDF-Tenosique, METF-Tenosique), while the second group included sites with coastal mangroves (CM-Nohan, CM-Paraíso, CM-Centla) and tropical forest and inland mangrove vegetation (TF&IM-San Pedro Mártir, TF&IM-Peten, IM-Cacahuate). In this latter group, the inland mangrove of El Cacahuate showed greater similarity in the epiphyte species with the coastal mangroves of Centla (JSI = 0.45, 16 shared species) and Paraíso (JSI = 0.38, 11 shared species), despite being 194 and 220 km away from El Cacahuate, respectively. The tropical forest and mangrove vegetation of the San Pedro River shared a greater number of species (19) with the El Cacahuate mangrove, but the similarity was slightly lower (JSI = 0.23), although the distance between these sites is lower, 59 km. The next ecosystem is the forest with inland mangrove of El Petén, sharing 8 species with El Cacahuate and showing a lower similarity than the previous groups (JSI = 0.18). At last, the coastal mangrove of Nohan, Campeche shared 7 species with El Cacahuate, with the lower similarity inner this group (JSI = 0.15).
Among all groups, the lowest similarity of the epiphyte community of El Cacahuate was with the medium subevergreen tropical forest of Catazaja (JSI = 0.05) and the disturbed evergreen tropical forest of Tikal (JSI = 0.03), with 2 and 1 species in common, respectively; both located over 100 km from El Cacahuate Lagoon. Among sites with mangrove vegetation, beta diversity analysis (Table 2) shows that the inland mangrove of El Cacahuate presents low species turnover with the coastal mangroves (Centla and Paraíso; Ci= 10 and 9.5, respectively). In contrast, species turnover is higher with the riparian forest and mangrove vegetation of the San Pedro Mártir River (Ci= 19).
Figure 3. Representative epiphyte species recorded in the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon, Tenosique, Tabasco, Mexico. A) Microgramma nitida, B) Vittaria lineata, C) Asplenium serratum, D) Polypodium polypodioides, E) Deamia testudo, F) Selenicereus grandiflorus, G) Catopsis morreniana, H) Tillandsia balbisiana, I) T. bulbosa, J) T. streptophylla, K) T. dasyliriifolia, L) T. schiedeana, M) T. fasciculata, N) Epidendrum cardiophorum, O) E. nocturnum, P) E. diffusum, Q) Encyclia bractescens, R) Nidema boothi, S) Notylia barkerii, and T) Specklinia grobyi. Photographs by Jesús Rodríguez and Neil Morales.
Discussion
As far as we know, our study is the first to be conducted on epiphytic species of inland mangroves in El Cacahuate Lagoon. The epiphyte community of El Cacahuate Lagoon, with 27 records species, is among the richest ever reported in a mangrove ecosystem. Previous studies have reported the presence of fewer species in coastal mangroves (De Sousa & Colpo, 2017; Díaz-Jiménez, 2007; Jiménez-López et al., 2017, 2018; Menéndez-Liguori, 1976; Noguera-Savelli et al., 2021; Rohani et al., 2020). However, it is true that many of these studies did not involve extensive sampling, or they were not specifically focused on epiphyte species. Jiménez-López et al. (2017, 2018), in the mangrove of El Cometa Lagoon, Centla, Tabasco, were specifically focused on epiphytes, recording 25 species. In contrast, the tropical forest sites of Tenosique and Macuspana (Hernández-Sastré et al., 2014; López-Gómez, 2014; Morales-Damián, 2012), and the riparian forest and mangrove of San Pedro Mártir, Tabasco (Aburto-Oropeza et al., 2021), have a higher reported number of epiphyte species than the mangrove of El Cacahuate. However, these differences in the number of species reported are because the forests of Tenosique, Macuspana, and the San Pedro Mártir River were collected in larger areas of vegetation, a greater number of phorophyte species were sampled, and different sampling methods were used. For example: A) in the forests of Tenosique (Morales-Damián, 2012; Hernández-Sastré et al., 2014) sampled 25 × 25 m plots, recording the epiphytes associated with 9 species of phorophytes; B) in the Macuspana forest (López-Gómez, 2014), a representative sampling method of 1 ha was used, sampling epiphytes in 8 plots of 20 × 20 m (400 m²), considering both trees and shrubs present; and finally C) on the San Pedro Mártir River (Aburto-Oropeza et al., 2021), targeted sampling was carried out between 2014 and 2015 with sporadic collections until 2019, covering more than 25 linear km of river and sampling more than 30 species of phorophytes (Burelo-Ramos pers. com.). This shows that floristic lists targeting forests tend to have higher reports of epiphytes than mangrove ecosystems.
Figure 4. Dendrogram showing the similarity of epiphyte communities among the El Cacahuate Lagoon mangrove, coastal mangroves, and adjacent forest vegetation sites. Site acronyms are defined in the Materials and Methods section.
Table 2
Beta-diversity of epiphytes between the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon and epiphyte floristic lists of surrounding tropical forest and coastal mangroves. Values above the diagonal represent Cody’s index for each pairwise comparison. Values below the diagonal indicate the number of shared species between sites. The top row displays the total species richness for each location. The first column lists the number of species unique to each site. Site acronyms are defined in the Materials and methods section.
Total
27
11
9
47
51
4
43
25
14
14
16
5
Unique
sites
IM-Cacahuate
TDF-Tenosique
METF-Tenosique
HETF-Tenosique
TF&IM-San Pedro
MSTF-Catazaja
METF-Macuspana
CM-Centla
CM-Paraíso
CM-Nohan
TF&IM-Peten
TF-Tikal
0
IM-Cacahuate
12
15
23
19
13.5
29
10
9.5
13.5
13.5
15
0
TDF-Tenosique
7
8
19
25
6.5
20
15
10.5
11.5
13.5
8
0
METF-Tenosique
3
2
19
27
6.5
20
16
9.5
10.5
12.5
7
11
HETF-Tenosique
14
10
9
32
24.5
28
29
24.5
26.5
28.5
24
14
TF&IM-SPMR
20
6
3
17
24.5
32
23
21.5
26.5
24.5
25
1
MSTF-Catazaja
2
1
0
1
3
21.5
11.5
8
7
10
4.5
15
METF-Macuspana
5
6
6
17
15
2
28
26.5
26.5
29.5
24
3
CM-Cent
16
3
1
7
15
3
6
8.5
11.5
13.5
14
1
CM-Para
11
2
2
6
11
1
2
11
10
9
8.5
5
CM-Nohan
7
1
1
4
6
2
2
7
4
13
9.5
4
TF&IM-Peten
8
0
0
3
9
0
0
7
6
2
8.5
1
TF-Tikal
1
0
0
2
3
0
0
1
1
0
2
The low richness of epiphytes in coastal mangroves has been associated with the adverse environmental conditions present, such as high temperatures, low precipitation, and excess salinity (Benzing, 1990; Carmona-Díaz et al., 2014; García-Luna et al., 2024; Gómez & Winker, 1991; Zimmerman & Olmsted, 1992; Zotz & Reuter, 2009). Mangrove trees eliminate excess salt through their leaves (Mikolaev et al., 2016; Zotz & Reuter, 2009), so large amounts of salt could be accumulating in some epiphytes (e.g., orchids and bromeliads) due to leaf litter and rainwater falling from the canopy, which is captured in the roots and the rosette leaves of these plants. Salt decreases the osmotic potential of epiphyte cells, reducing their survival by promoting tissue necrosis and leaf loss, especially for species that do not have adaptations to survive under extreme water stress conditions, v.gr., xerophytic habits (Benzing, 2000; Du & Hesp, 2020; Zotz & Reuter, 2009). However, Gómez and Winkler (1991) have pointed out a contrary position suggesting that the high precipitation in some coastal areas may dilute the high salinity that falls from the mangrove’s canopy, allowing for the existence of non-xerophytic epiphytes. Nevertheless, the low presence of epiphyte species in mangrove ecosystems suggests that the physiological limitations in many of these plants may be significant (Cach-Pérez et al., 2018). Considering the distribution of mangroves worldwide, more floristic studies are needed in this ecosystem to identify patterns in other epiphytes species numbers, physiological traits, and functional groups.
The mangrove of El Cacahuate Lagoon presents a less stressful environment compared to coastal mangroves, as it is in a freshwater body with high precipitation (annual average of 2,300 mm) and warm temperatures (annual average of 26 °C) (Aceves-Navarro & Rivera-Hernández, 2019). In coastal mangroves, which are characterized as saline ecosystems (Feller et al., 2010), R. mangle eliminates the excess of salt absorbed by its roots through lenticels on its leaves (Bento et al., 2024). However, although El Cacahuate Lagoon is a freshwater aquatic system (0.4 psu) compared to nearby coastal sites (22 psu), calcium carbonate from mountain runoff has been reported in the area (Aburto-Oropeza et al., 2021; Conanp, 2023a) and the sap salinity of the plants is like that of trees in coastal areas (J. López-Portillo pers. com.). This suggests that the R. mangle trees in El Cacahuate Lagoon still exude salt through the leaves. However, atmospheric humidity and high precipitation could dilute the concentration of salts reaching the epiphytes (J. López-Portillo pers. com.). These conditions seem to favor the presence of orchid, bromeliad, and fern species recorded at this site; it also suggests that the species shared between the inland mangrove and coastal mangroves have adapted to both environmental conditions. Specific ecophysiological studies of the shared and not shared epiphyte species between this inland mangrove and the coastal mangroves will provide a better understanding of the characteristics that limit and promote the distribution of epiphytes in these ecosystems.
Similarities between epiphyte communities. Given the proximity of the Tenosique mountain (ca. 2-32 km), we expected that the species composition of the study area showed greater similarity in epiphyte composition with the surrounding forests (HETF, METF, DTF). It has been recorded that the structure, anatomy, and seed dispersal mechanisms of many epiphytes permit frequent colonization and recolonization processes between nearby tropical sites (Chilpa-Galván et al., 2018; Toledo-Aceves et al., 2012). Nevertheless, we found the highest similarity of El Cacahuate mangrove’s epiphyte species with the epiphyte communities of the coastal mangroves of Centla and Paraíso, located 194-200 km away. These facts suggest 2 possible hypotheses which can help to explain these similarities: the first suggests that when the sea encroached 120,000 years ago, not only R. mangle individuals and other terrestrial coastal species established along the banks of the San Pedro River and El Cacahuate Lagoon, but this process was accompanied by the coastal-affinity epiphytes recorded in the study area; the second one points to contemporary dispersal processes as the reason for the presence of these epiphytes with a coastal distribution. It has been documented that after ca. 30 years, 30% of the original epiphyte species recorded in mangrove trees in the natural part of a canal, colonized juvenile mangroves planted for reforestation in the artificial part of the canal (Kupec, 2018). This suggests that the epiphyte species with coastal affinity may have arrived at the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon by seed step-dispersal and colonization events throughout the mangrove established along the San Pedro River, or by long-distance dispersal events of minute seed from the coastal mangroves (Schurr et al., 2009). The other epiphyte species with extensive tropical forest distribution surely have arrived by both dispersal ways.
These 2 processes do not exclude each other, and their success can be highly dependent on the number of viables seeds and habitat availability (Rodríguez-Romero et al., 2011). However, successful establishment also depends on the morphological and anatomical characteristics of the seeds (Arditti & Ghani, 2000; Chilpa-Galván et al., 2018). For instance, some ferns families (e.g., Aspleniaceae, Polypodiaceae, and Pteridaceae) produce many very small spores that are easily dispersed by wind over long distances (Martínez-Salas & Ramos, 2014; Perrie et al., 2010; Shepherd et al., 2009). Similarly, orchid fruits (Orchidaceae) produce millions of tiny seeds, often just a few microns in size and weighing no more than 22 mcg (Arditti & Ghani, 2000; Menchaca-García & Moreno-Martínez, 2011), which are also adapted for long-distance wind dispersal. Many bromeliad species (Bromeliaceae, subfamily Tillandsoideae) have plumose seed appendages that facilitate their movement through the air and their attachment to rough bark surfaces (Einzmann & Zotz, 2017; Mondragón-Chaparro et al., 2011). Meanwhile, some species such as A. bracteata, which produce berry-like fruits, and cacti such as S. grandiflorus and D. testudo, which have pulpy fruits, are dispersed by birds. This suggests that short- or long-distance seed dispersal has contributed to structuring the epiphyte community in the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon. Future genetic studies will reveal how closely related the populations of shared epiphyte species are between the inland mangroves of El Cacahuate Lagoon and the coastal mangroves of Tabasco, particularly for those species with a wide distribution range.
Our study clearly shows that the epiphyte community in the inland mangroves of El Cacahuate Lagoon is species-rich. The humid environmental conditions present apparently reduce the salinity concentration exuded by the mangrove trees, allowing the great epiphyte species richness recorded. Also, we have demonstrated that this epiphyte community has a high similarity in composition to the epiphyte communities of the coastal mangroves of Tabasco, suggesting a close genetic relationship between these populations. Future genetic studies will help elucidate the dispersal routes followed by the epiphytes to colonize this mangrove. These and other biological characteristics make this inland mangrove ecosystem one of great biodiversity and conservation value.
Acknowledgments
Special thanks to the UJAT herbarium for access to its facilities and the support provided during the cabinet phase. We are grateful to M. Ferrer, J. Rodríguez, and E. López for their help with the fieldwork. Special thanks to W. Miss and his family for their hospitality and for facilitating access to the study site. Thanks to S. Morales, C. Rodríguez, and I. Morales for providing transportation to the study site. We extend our gratitude to F. Jiménez H. and R. Adams for reviewing early drafts of this manuscript. This study is part of the requirements for obtaining a master’s degree for NEM. The work was supported by the Universidad Juárez Autónoma de Tabasco through the project “Biodiversity and conservation of the inland mangroves of the San Pedro Mártir River as elements for sustainable development in Balancán and Tenosique, Tabasco, Mexico” (No. 20220327), and the Centro para la Biodiversidad Marina y la Conservación, A.C. and Mares Mexicanos. The Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología (Conahcyt) granted a scholarship to the first author for his master’s program.
Appendix. Checklist of vascular epiphytes recorded in the inland mangrove of El Cacahuate Lagoon, and compiled data from the floristic studies completed in a radius of 220 km from El Cacahuate Lagoon. Acronyms: IM-Cacahuate, inland mangrove of El Cacahuate, Tenosique, Tabasco; CM-Paraíso, coastal mangrove of Cárdenas, Centla, Comalcalco, Paraíso, Tabasco (Díaz-Jiménez, 2007); CM-Centla, coastal mangrove of Centla, Tabasco (Jiménez-López et al., 2017, 2018); CM-Nohan, coastal mangrove of the UMA Nohan, Cd. del Carmen, Campeche (Noguera-Savelli et al., 2021); HETF-Tenosique, high evergreen tropical forest of Tenosique, Tabasco (Hernández-Sastré et al., 2014); METF-Tenosique, medium evergreen tropical forest of Tenosique, Tabasco (Morales-Damián, 2012); METF-Macuspana: Macuspana, Tabasco; López-Gómez 2014); MSTF-Catazaja: medium subevergreen tropical forest of Catazajá, Chiapas (Gutiérrez-Báez, 2004); TDF-Tenosique: tropical dry forest of Tenosique, Tabasco (Morales-Damián, 2012); TF&IM-San Pedro Mártir: tropical forests with the presence of R. mangle individuals in the riparian vegetation of the San Pedro Mártir River (Aburto-Oropeza et al., 2021); TF-Tikal: disturbed high evergreen tropical forest (Hellmuth and D’Angelo-Jerez, 2022); TF&IM-Peten: high evergreen tropical forest combined with R. mangle from the El Petén area (Conap, 2010).
Families
Species /sites
IM-Cacahuate
TDF-Tenosique
METF-Tenosique
HETF-Tenosique
TF&IM-San Pedro Mártir
MSTF-Catazaja
METF-Macuspana
CM-Centla
CM-Paraíso
CM-Nohan
TF&IM-Petén
TF-Tikal
Aspleniaceae
Asplenium auritum Sw.
x
Asplenium serratum L.
x
x
Bromeliaceae
Aechmea bracteata (Sw.) Griseb.
x
x
x
x
x
x
Aechmea mexicana Baker
x
Aechmea tillandsoides (Mart. ex Schult. & Schult.f.) Baker
x
Billbergia viridiflora H.Wendl.
x
Catopsis morreniana Mez
x
x
Catopsis nutans (Sw.) Griseb.
x
Tillandsia anceps G. Lodd.
x
Tillandsia balbisiana Schult. & Schult.f.
x
x
x
x
x
x
Tillandsia brachycaulos Schltdl.
x
x
x
x
x
Tillandsia bulbosa Hook.
x
x
x
x
x
Tillandsia chlorophylla L. B. Smith
x
Tillandsia dasyliriifolia Baker
x
x
x
x
Tillandsia fasciculata Sw.
x
x
x
x
Tillandsia festucoides Brongn. Ex Mez
x
x
Tillandsia filifolia Schldtl. & Cham.
x
x
Tillandsia ionantha Planch
x
Tillandsia juncea (Ruiz & Pav.) Poir.
x
x
x
x
Tillandsia recurvata (L.) L.
x
Tillandsia polystachia (L.) L.
x
Tillandsia pseudobaileyi C.S. Gardner
x
Tillandsia pruinosa Sw.
x
Tillandsia schiedeana Steud.
x
x
x
x
x
Tillandsia streptophylla Scheidw. Ex E.Morren
x
x
x
x
x
x
Tillandsia usneoides (L.) L.
x
x
x
x
x
Tillandsia valenzuelana A. Rich
x
Cactaceae
Deamia testudo (Karw. Ex Zucc.) Britton & Rose
x
x
x
x
x
x
Pseudorhipsalis ramulosa (Salm-Dyck) Barthlott
x
Epiphyllum crenatum (Lindl.) G.Don
x
Epiphyllum hookeri Haw.
x
x
Epiphyllum phyllanthus (L.) Haw.
x
x
x
Rhipsalis baccifera (J.S. Muell.) Stearn
x
x
Selenicereus donkelaarii (Salm-Dick) Britton & Rose
x
Selenicereus grandiflorus (L.) Briton & Rose
x
x
x
x
Selenicereus undatus (Haw.) D.R. Hunt
x
Gesneriaceae
Columnea schiedeana Schltdl.
x
Orchidaceae
Acianthera hondurensis (Ames) Pridgeon & M. W. Chase
x
x
Brassavola nodosa (L.) Lindl.
x
x
Brassia caudata (L.) Lindl.
x
x
Brassia maculata R. Br.
x
x
Camaridium pulchrum Schltr.
x
x
Campylocentrum micranthum (Lindl.) Maury
x
x
Catasetum integerrimum Hook.
x
x
x
x
x
x
x
x
Chysis bractescens Lindl.
x
x
x
Coelia triptera (Sm.) G. Don ex Steud.
x
x
x
Cohniella ascendens (Lindl.) Christenson
x
x
x
x
x
x
x
Cohniella cosymbephorum (C. Morren) R. Jiménez & Carnevali
Lophiaris oerstedii (Rchb. f.) R. Jiménez Carnevali & Dressler
x
x
x
x
x
Lophiaris teaboana R. Jiménez, Carnevali & Tapia Muñoz
x
Lycaste aromatica (Graham) Lindl.
x
Maxillaria aciantha Rchb. f.
x
Maxillaria crassifolia (Lindl.) Rchb. f.
x
x
x
x
Maxillaria elatior (Rchb. f.) Rchb. f.
x
x
Maxillaria hedwigiae Hamer & Dodson
x
Maxillaria tenuifolia Lindl.
x
x
Maxillaria uncata Lind.
x
Maxillaria variabilis Bateman ex Lindl.
x
x
Myrmecophila christinae var. christinae Carnevali & Gómez-Juárez
x
Myrmecophila tibicinis (Bateman) Rolfe
x
x
x
x
x
x
Nemaconia striata (Lindl.) Van den Berg, Salazar & Soto Arenas
x
x
Nidema boothi (Lindl.) Schltr.
x
x
x
x
x
x
Notylia barkeri Lindl.
x
x
x
x
x
x
Notylia orbicularis A.Rich.
x
Oncidium sphacelatum Lindl.
x
x
x
x
x
Ornithocephalus inflexus Lindl.
x
x
Platystele minimiflora (Schltr.) Garay
x
Platythelys querceticola (Lindl.) Garay
x
Platystele stenostachya (Rchb.f.) Garay
x
Polystachya caracasana Rchb.f.
x
Prosthechea cochleata (L.) W.E.Higgins
x
x
x
Prosthechea boothiana (Lindl.) W.E.Higgins
x
Prosthechea livida (Lindl.) W.E.Higgins
x
Prosthechea pygmaea (Hook.) W. E. Higgins
x
Prosthechea radiata (Lindl.) W. E. Higgins
x
Restrepiella ophiocephala (Lindl.) Garay & Dunst.
x
Sarcinula brighamii (S. Watson) Luer
x
Scaphyglottis confusa (Schltr.) Ames & Correll
x
x
Specklinia grobyi (Bateman ex Lindl.) F.Barros
x
x
Specklinia picta (Lindl.) Pridgeon & M.W. Chase
x
Specklinia pisinna (Luer) Solano y Soto Arenas
x
Stelis gracilis Ames
x
Tribulago tribuloides (Sw.) Luer
x
Trichosalpinx ciliaris (Lindl.) Luer
x
Trigonidium egertonianum Bateman ex Lindl.
x
x
x
x
Piperaceae
Peperomia angustata Kunth
x
Peperomia cobana C.DC.
x
Peperomia glutinosa Millsp.
x
Peperomia obtusifolia (L.) A.Dietr.
x
Peperomia quadrifolia (L.) Kunth
x
Peperomia rotundifolia (L.) Kunth
x
Polypodiaceae
Campyloneurum angustifolium (Sw.) Fée
x
Neurodium lanceolatum (L.) Fée
x
Microgramma nitida (J. Sm.) A.R. Sm.
x
x
Phlebodium decumanum (Willd.) J. Sm.
x
Polypodium polypodioides (L.) Watt
x
x
x
Pteridaceae
Antrophyum ensiforme Hook.
x
Vittaria lineata (L.) Sm.
x
x
x
References
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Complejo Prorocentrum lima asociado a macrofitas en dos sitios de afloramiento de borde oriental: laguna Estero de Urías (México) y bahía de Paracas (Perú)
Tomasa Cuellar-Martinez a, *, Ana Carolina Ruiz-Fernández a, Joan Albert Sanchez-Cabeza a, Arturo Aguirre-Velarde b, Haydeé Felícita López-Cabanillas b, Jorge Tam c, Sonia Sánchez c, François Colas d
a Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Unidad Académica Mazatlán, Capitán Joel Montes Camarena s/n, Cerro del Vigía, 82040 Mazatlán, Sinaloa, Mexico
b Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Pesquería, Av. La Molina s/n, La Molina, Lima, Peru
c Instituto del Mar del Perú, Esquina Gamarra y General Valle s/n, Chucuito Callao, Lima, Peru
d Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire LOPS, Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), 29280 Plouzané, France
*Corresponding author: tcuellar@ola.icmyl.unam.mx (T. Cuellar-Martinez)
Received: 20 November 2024; accepted: 17 September 2025
Abstract
Benthic or epibenthic dinoflagellates (EDs) are a potential risk to the environment and human health due to the production of toxins by some species. This study explored for the first time the presence of EDs mainly associated with macrophytes (macroalgae and seagrass) at 2 sites influenced by upwellings: Estero de Urías Lagoon (EUL), at the entrance of the Gulf of California, and Paracas Bay (PB), on the southern Peruvian coast. Prorocentrum lima complex was present at low abundances: ≤ 25 cells g-1 wet weight in EUL and ≤ 867 cells g-1 wet weight in PB. It was recorded in a wide range of temperatures from 22.2 to 31.6 °C in EUL and from 18.0 to 22.2 °C in PB. Despite its low abundance, monitoring the EDs community is essential to detect changes in the distribution patterns of harmful species in the context of climate change.
Keywords: Macroalgae; Caulerpa; Artificial substrate; California Current; Humboldt Current
Resumen
Los dinoflagelados epibentónicos (DE) representan un riesgo potencial al ambiente y a la salud del ser humano debido a la producción de toxinas por parte de algunas especies. En este estudio, se exploró por primera vez la presencia de DE principalmente asociados a macrofitas (macroalgas y pastos marinos) en 2 sitios con influencia de afloramientos: laguna Estero de Urías (LEU), localizado en la entrada del golfo de California y la bahía de Paracas (BP) en la costa sur de Perú. El complejo Prorocentrum lima estuvo presente con bajas abundancias: ≤ 25 células g-1 peso húmedo en LEU y ≤ 867 células g-1 peso húmedo en BP. La especie se registró en un amplio intervalo de temperatura de 22.2 a 31.6 °C en LEU y de 18.0 a 22.2 °C en BP. A pesar de las bajas abundancias encontradas, el monitoreo de la comunidad de DE es importante para detectar cambios en los patrones de distribución de las especies nocivas en un contexto de cambio climático.
Palabras clave: Macroalgas; Caulerpa; Sustrato artificial; Corriente de California; Corriente de Humboldt
Introduction
Benthic or epibenthic dinoflagellates (EDs) are common in shallow waters. They are frequently attached to many substrate types, such as algal turf, macroalgae, rocks, coral rubble, sand, or seagrasses (Honsell et al., 2013; Yong et al., 2018). Although they prefer substrate attachment, the vegetative cells of free-living species are flagellated and are fully capable of detachment and motility (Durán-Riveroll et al., 2019). The excessive growth of these species, particularly the toxigenic ones, can produce benthic harmful algal blooms, and toxins can be transferred along the food web; in humans, consumption of contaminated seafood with these toxins can cause diarrhetic shellfish poisoning (DSP) or ciguatera fish poisoning (Berdalet et al., 2016).
Although EDs have a high relative cell abundance and diversity in subtropical and tropical waters, they are found globally, including in temperate, sub-arctic, and polar environments (Álvarez et al., 2022; Tester et al., 2010). In recent decades, evidence suggests a shift in biogeographical distribution patterns for some species (Gobler et al., 2017; Tester et al., 2020), such as Gambierdiscus,previously considered tropical or sub-tropical. Recent studies have shown that it is well established in temperate areas such as Korea, Japan, New Zealand, Australia, the northern Gulf of Mexico, and the Mediterranean Sea (Chinain et al., 2021). Furthermore, there is concern that floating plastics in the ocean can act as global vectors for transporting algal cells and transferring toxins along marine food webs (do Prado-Leite et al., 2022).
In Mexico, about 60 species from 18 EDs genera have been identified. The species that form dense benthic blooms with potentially harmful consequences are Prorocentrum rhathymum, Blixaea quinquecornis, and Amphidinium cf. carterae (Okolodkov et al., 2022). In South America, 31 EDs taxa have been reported (Mafra et al., 2023). The most frequent and widespread species was the P. lima complex (Mafra et al., 2023). On the Peruvian coast, the cold coastal waters of the Humboldt Current System could restrict the presence of these species (Durán-Riveroll et al., 2019). The P. lima complex has been frequently observed over the past ~ 50 years, though studies have primarily focused on the planktonic community (Mafra et al., 2023).
Benthic microalgae are expected to benefit from climate change conditions, such as warmer waters and changes in marine current patterns, which could promote their invasive colonization and range of expansion (Tester et al., 2010). Estero de Urías Lagoon (EUL) and Paracas Bay (PB) host harbors with high levels of activity (i.e., the harbors of Mazatlán and San Martín, respectively), which may represent a potential risk since ballast waters remain a vector for the introduction of non-native and potentially harmful aquatic species (Lee et al., 2021). This study aimed to explore the EDs associated with macrophytes in Estero de Urías Lagoon, Mazatlán (Mexico), and Paracas Bay, Pisco (Peru), and the environmental variables associated with the presence of these species.
Materials and methods
Estero de Urías Lagoon (EUL; 23.2° N) is located at the entrance to the Gulf of California (Fig. 1) and covers an area of 18 km2 with water depths of 1-3 m except in the navigation channel where it is up to 13 m (Montaño-Ley et al., 2008). It is surrounded by the industrialized city and harbor of Mazatlán (Raygoza-Viera et al., 2014). It is influenced by seasonal coastal upwelling events (Herrera-Becerril et al., 2022). EUL does not receive continuous freshwater, for which it exhibits an inverse estuarine circulation, and during the warmest months high salinity occurs in the upper lagoon (Cardoso-Mohedano et al., 2018).
The climate in the area is warm and humid, with a mean annual temperature of 21.4-29.6 °C (1951-2017) and a mean annual precipitation of 372 mm (SMN, 2024). EUL is an anthropized coastal lagoon affected by urban development, shrimp farming, and discharges of domestic, industrial, and wastewater (Hernández-Cornejo & Ruiz-Luna, 2000; Méndez, 2002). The Mazatlán harbor is the second largest on the Mexican Pacific coast, and in 2023 it received almost 500,000 cruise ship passengers from the largest cruise ships navigating the globe (API, 2024).
Figure 1. a, Map of the study sites; b, d, sampling sites in Estero de Urías (EU1, EU2, EU3), Mexico; c, e, Paracas Bay (E1, E2, E3, E4, EM), Peru.
Paracas Bay (PB; 13.8° S) is located in Pisco, off South-Central Peru (Fig. 1), with an area of 30 km2 and < 15 m of depth (Merma-Mora et al., 2024). The southern part of the bay is included in the Paracas National Reserve (Sernanp, 2019). It is influenced by one of the main upwelling cells of the highly productive Peruvian Upwelling System (Chávez et al., 2008). PB is seasonally influenced by river discharge, and monthly averages range from 0.7 to 282 m3 s−1, with the higher values in austral summer (Cuellar-Martinez et al., 2023).
The climate in the region is arid, with an average annual rainfall of 1.83 mm and air temperatures ranging from 15 to 22 °C (Reyes, 2009). Anthropogenic activities around the bay include artisanal and industrial fishing, tourism, bay scallop Argopecten purpuratus aquaculture, fish processing industries, non-metallic minerals, and guano extraction (Reyes, 2009). The Terminal Portuario General San Martín, the country’s third most important port for cargo traffic (APN, 2018), is in the surroundings.
The most abundant macrophytes were collected manually or by diving and placed in polypropylene bags; the macrophyte masses ranged from 5 to 342.2 g in wet weight. The 3 sampling sites at EUL were close to the lagoon mouth, where a greater diversity of macroalgae species is found (Ochoa-Izaguirre et al., 2002). The sites were located in a total area of 0.01 km2 with fish cage cultures (~ 8 m depth). The most abundant macroalgae attached to the floating cage frames were collected monthly between August and November 2018 and in January, February, April, and June 2019. A total of 25 samples were collected, including species of Gracilaria sp., Hynea sp., Sargassum sp., Padina sp., Grateloupia sp., and Gelidium sp. In general, 1 to 4 samples were collected per sampling station. In addition, between August and October 2018, artificial substrates consisting of rectangular pieces (3 x 33 cm) of fiberglass screen fixed on a rigid frame were used (Jauzein et al., 2016). The artificial substrates were collected using scissors. For retrieval, 24 hours after installation, the substrate was cut on one side and carefully placed into a plastic bottle filled with 250 ml of ambient seawater. Then, the other side of the substrate was cut and placed inside the bottle, which was capped underwater (Jauzein et al., 2016).
In PB, the most abundant macrophytes, such as Caulerpa filiformis, Chondracanthus chamissoi, and Ruppia maritima were collected at 5 sites during June and November 2021, and April 2022. The sites were shallow (~ 1 m depth), whereas E1 and EM were 5 m and 10 m deep, respectively. A total of 24 samples were obtained. Additionally, surface water was sampled daily in E1 to evaluate the presence of EDs in the water (cells L-1), and HOBO data loggers (Onset UA-001-64) recorded surface and bottom temperatures every 20 minutes.
Environmental parameters (temperature, salinity, dissolved oxygen, and chlorophyll a) were measured in both PB and EUL using EXO (YSI) multiparameter sondes. In EUL, the chlorophyll a sensor was calibrated using rhodamine standards according to the manufacture’s guidelines (YSI Inc., 2014), allowing chlorophyll a concentrations to be expressed in absolute units (μg L⁻¹). In contrast, no calibration was performed in PB; thus, chlorophyll a values are reported in RFU (relative fluorescence units), reflecting the raw sensor response. Although not directly comparable to absolute concentrations, RFU values are widely used to identify temporal patterns in relative chlorophyll a concentrations (Foster et al., 2022). In the EUL, measurements were taken near the sampling sites (1-2 km) at stations 3 and 4 for the coastal observatory of global change in Mazatlán (Fig. 1 in Sanchez-Cabeza et al., 2019) and at station E1 for PB.
Figure 2. Mean values of the sea surface temperature (SST in °C). a) Salinity (PSU; b), turbidity (in nephelometric turbidity units, NTU); c) chlorophyll a concentration (in µg L-1; d) in the Estero de Urías Lagoon, at the entrance of the Gulf of California.
In the laboratory, the bags with macrophytes and bottles with artificial substrates were vigorously agitated for 2 minutes. The suspension was filtered through sieves with 250 µm, 150 µm, and 20 µm mesh to remove larger particles. The fraction retained in the 20 µm sieve was concentrated and transferred to a vial of 50 ml filled with seawater filtered through Whatman GF/F filters (nominal pore size ~ 0.7 µm), and preserved with 1% acidic Lugol’s iodine fixative. The EDs counting was performed on 3 replicate subsamples from the same macrophyte sample, using a Sedgwick-Rafter chamber in an optical microscope (LM Leica DMR, Wetzlar, Germany) with 200× magnification. Cell abundances were reported as cells per g w.w. of macrophyte (Reguera et al., 2011). The reported uncertainty is the standard deviation of the mean of 3 replicate counts.
The Shapiro test confirmed that species densities were not normally distributed. Therefore, Kruskal-Wallis one-way ANOVA and Dunn’s multiple comparison post hoc tests were used to assess whether abundances and environmental variables exhibited significant variations during the study period. The significance level (α) was set at < 0.05. All analyses and plots were performed with R version 2024.04.2 (R Core Team, 2024).
Results
Estero de Urías Lagoon
During the study period, the sea surface temperature (SST) varied from 22.2 to 31.6 °C, salinity from 34.0 to 36.1, turbidity from 0.8 to 4.1 NTU, and chlorophyll a from 2.2 to 6.7 mg L-1. The highest SST was observed in August-September, 2018 (Fig. 2).
No EDs were observed attached to the artificial substrates in the EUL. Macroalgae were not found in EU2 in November 2018 and June 2019. Dinoflagellates on the EUL macroalgae belonged to the genus Prorocentrum; the highest abundances corresponded to P. micans (Supplementary material; Fig. S1). Prorocentrum lima complex was frequently observed in the samples, with abundances ranging from 0 to 78±45 cells g-1. No significant differences in the abundances were observed between seasons or among stations (Fig. 3a, b). Spearman’s correlation between the abundances of EDs and environmental variables was not significant.
Paracas Bay
During the study period, temperatures were from 14.1 to 22.2 °C. The sea surface and bottom temperatures were significantly higher in autumn (surface temperatures: 18.0-22.2 °C; bottom temperatures: 17.5-21.6 °C) than in summer and spring (surface temperatures: 14.5-22.1 °C; bottom temperatures: 14.1-19.7 °C; Fig. 4a). In the 3 seasons, the surface temperatures were significantly higher than the bottom temperatures. When the P. lima complex was observed in the water column and associated with macrophytes (May 14-Jun 04), SST ranged from 18.0 to 22.2 °C. Chlorophyll a ranged from 0.45 to 7.12 RFU. The highest values were observed in autumn, while spring and summer values were similar. The salinity varied between 34.4 and 35.2, with higher values in autumn than in spring and summer (4b).
Figure 3. a) Abundance of the Prorocentrumlima complex, with seasons indicated in parentheses. Boxplots show the median (horizontal line), the interquartile range (the difference between the third and first quartile; box). Whiskers extend to values within 1.5 times the interquartile range, and data beyond this range are shown as outliers (dots); b, total abundance by station sites in the Estero de Urías Lagoon, located at the entrance of the Gulf of California.
In Paracas Bay, EDs were absent during most of the study period, and the P. lima complex was detected only in the austral autumn (June 2-4, 2021; Fig. 5, Table 1) with the highest abundances (867±172 cells g-1 in station E3). The P. lima complex was attached mostly to C. filiformis (Table 1).
According to the high-frequency monitoring of Prorocentrum species in surface water, P. micans was a common dinoflagellate in austral autumn and summer, and its abundances were from 40 to 1,840 cells L-1 (Supplementary material; Fig. S2). The P. lima complex was observed only in the austral autumn with a maximum abundance (1,360 cell L-1) on May 14, and between May 17 and June 01, its abundances were ≤ 280 cells L-1 (Fig. 4c).
Discussion
Artificial substrates have been successfully used for quantifying and monitoring EDs, particularly in sheltered, shallow, and subtidal sites (Tester et al., 2022). The lack of EDs attached to the artificial substrates in EUL is likely related to the low abundance of these organisms and the lagoon’s turbulent hydrodynamics. Low abundances of EDs were also observed associated with macroalgae. These results agree with observations from the coast of Tonga in an area exposed to high wave action, where Argyle (2018) detected low abundances of Gambierdiscus cells in association with macrophytes, but the artificial substrate failed to collect them. In contrast, Gambierdiscus concentrations were high on natural and artificial substrates deployed at sheltered, shallow, and subtidal sites. Despite EUL mouth having the highest macroalgae diversity (Ochoa-Izaguirre et al., 2002), it is not a sheltered zone. It is influenced by the tidal regime since the energy available for water circulation is primarily provided by tidal pumping, with tidal velocities of up to 0.60 m s-1 at the main channel (Montaño-Ley et al., 2008). The EDs can be attached by coating mucus or can live freely within the macroalgae interstices, so the turbulence and currents make them vulnerable to cell dispersal. They are mainly found in areas with low to moderately low energy environments (Foden et al., 2005).
Table 1
Abundance of Prorocentrum species in Paracas Bay in the austral autumn.
Species
Date
Season
Station
Macrophyte species
Abundance (cells g wet weight)*
Prorocentrum lima complex
2021-06-02
Autumn
E3
Caulerpa filiformis
861±172
Prorocentrum lima complex
2021-06-02
Autumn
E3
Caulerpa filiformis
250±17
Prorocentrum lima complex
2021-06-02
Autumn
E3
Caulerpa filiformis
13±3
Prorocentrum micans
2021-06-02
Autumn
E3
Caulerpa filiformis
6±5
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E3
Chondracanthus chamissoi +Ulva sp.
0
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E3
Red algae
0
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E3
Red algae
0
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E4
Chondracanthus chamissoi
1±1
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E4
Ruppia marítima
5±5
Prorocentrum lima complex
2021-06-04
Autumn
E4
Ruppia maritima
5±2
* Abundances represent the average of 3 independent counts performed on the same sample. Values are reported as the mean ± standard deviation.
Among the Prorocentrum species associated with macrophytes in this study, only P. lima complex is recognized as a benthic species (Okolodkov et al., 2022), and it is the first time that P. lima complexis reportedattached to macrophytes in EUL and PB. This cosmopolitan taxon is widely distributed in South America (Mafra et al., 2023). Although low abundances were observed in PB, P. lima has been recorded in the water column with abundances of up to 4.5×104 cells L-1 (Cuellar-Martinez et al., 2023). Caulerpa filiformis is the most representative species in the macroalgae assemblage of PB (Olivas-Valverde, 2013), and the highest abundances of P. lima complex were observed on this species. Although information about the toxicity of P. lima complex is not available in strains from PB or EUL, reports worldwide reveal that all studied P. lima strains produce toxins related to DSP, such as okadaic acid, and several strains produce dinophysistoxins-1 (DTX1; Nishimura et al., 2020). Thus, monitoring this species on different substrates is relevant.
The presence of P. lima complex in both the water column and on macroalgae in Paracas Bay coincided with the highest temperatures recorded during the study period. Aissaoui et al. (2014) mentioned that this species appears to be eurythermal and euryhaline, as it grows over a wide interval of temperatures and salinities. In this work, P. lima complex was observed over a wide range of temperatures (18.0-31.6 °C), suggesting a remarkable ecological plasticity and ability to colonize diverse niches. Although P. lima complex was previously observed in PB at temperatures ranging from 15 to 25 °C (Mafra et al., 2023), in this study it was detected during autumn, when the highest temperatures reached 17.5-22.2 °C. Aquino-Cruz et al. (2018) highlighted the importance of temperature on cell growth rates, toxin levels, and photosynthetic efficiency. They determined that the optimum growth of P. lima strains from the United Kingdom occurred at 15-25 °C, with an increment in the production of okadaic acid at 15 °C.
Temperatures also affect the range of species distribution. It is expected that warmer temperatures associated with climate change could benefit harmful benthic dinoflagellate species, expanding their geographical distribution range (Tester et al., 2020). Another factor associated with distribution expansion is the artificial introduction of discharged ballast ship water (Park et al., 2021). The sampling period of this study limits the potential for making strong extrapolations regarding the temporal dynamics of the DEs and their ecological dynamics. Nevertheless, the detection of DEs with potential toxin production is a relevant finding that highlights the need for longer-term monitoring to better understand their ecological dynamics and potential harmful implications for environmental health and human activities.
Figure 4. Surface and bottom temperatures (in °C). a) Surface salinity (PSU) and chlorophyll a (in relative fluorescence units, RFU; b), and seasonal abundances of Prorocentrum lima complex in surface waters (c) at the E1 station in Paracas Bay, Peru. Figure 5. Vegetative cells of Prorocentrum lima complex collected from Paracas Bay, Peru, observed under light microscopy. A) Surface focus on a vegetative cell showing the pore pattern, B) cell showing pyrenoid (P), C) cell showing pyrenoid and flagellu. Scale bar: 10 µm.
The epibenthic dinoflagellate community was explored at 2 sites influenced by upwellings: Estero de Urías Lagoon, at the entrance to the Gulf of California, and Paracas Bay, off south-central Peru. The Prorocentrum lima complex was commonly found with low abundances, mainly associated with macrophytes in Estero de Urías Lagoon and sporadically detected in Paracas Bay (mainly on Caulerpa filiformis). In the water column of Paracas Bay, the P. lima complex was observed during the period with the highest recorded temperature in the study, suggesting potential environmental influences. These initial findings highlight the need for long-term studies with higher temporal resolution and increased detection frequency to better understand the environmental relationships of the benthic dinoflagellate at the studied sites. Given the known production of diarrhetic shellfish toxins by P. lima, its possible sensitivity to climate-related changes, and the anthropogenic pressures present in both study areas —such as intense marine traffic— further monitoring and multidisciplinary research, including toxicological, physiological, and molecular studies, are strongly recommended to assess the potential risks posed by P. lima to marine ecosystems and public health.
Acknowledgments
This work was supported by UNAM ICML (#347), IAEA-RLA/7014 and 7028, Project Concytec – World Bank 05-2019-FONDECYT-BM. This is a contribution to the Marine-Coastal Research Stressors Network for Latin America and the Caribbean (REMARCO) www.remarco.org and to the IRN DEXICOTROP of the Institut de Recherche pour le Développement (IRD). The authors thank M. Rangel, O. López Ramos, M. Fregoso-López, B. Yáñez-Chávez, H. Bojórquez-Leyva, and F. Rioual for the help provided in the fieldwork; R. Alonso-Rodríguez, J. A. Cabello Coral, B. Yáñez-Rivera, for microscopy facilities. F. Ramos-Huamaní and L. H. Pérez-Bernal for the laboratory analyses, and M. Ochoa-Izaguirre for the identification of macroalgae from the Estero de Urías Lagoon.
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Desde hace 40 años, el Simposio Nacional de Parasitología Forestal consolidó un espacio para la discusión científica y técnica en torno a los organismos que se relacionan con la salud de los ecosistemas forestales de México. En este periodo, el simposio promovió el intercambio de conocimientos entre diferentes sectores fortaleciendo el entendimiento de las interacciones entre insectos, patógenos y plantas hospederas bajo un enfoque centrado en sanidad forestal y, más recientemente, en el manejo integrado de plagas.
Los problemas contemporáneos en la gestión de los recursos forestales —aumento en la frecuencia e intensidad de brotes de insectos, expansión de especies invasoras, eventos extremos asociados al cambio climático y transformaciones socioecológicas en los territorios forestales— demandan una revisión profunda de los marcos conceptuales tradicionales. En este contexto, durante el XXI Simposio Nacional de Parasitología Forestal, celebrado en el Instituto de Biología de la Universidad Nacional Autónoma de México en la Ciudad de México, se tomó una decisión trascendental: la evolución del evento hacia el Primer Simposio de Salud Forestal, marcando un hito en la historia del foro. Este cambio representa el reconocimiento de que la integridad de los ecosistemas no puede comprenderse únicamente desde la perspectiva del daño o de sus agentes causales, sino desde una visión amplia, integral y sistémica que considere procesos ecológicos, socioambientales y culturales.
El concepto de salud forestal trasciende la noción de sanidad como control o mitigación de plagas; incorpora la resiliencia, la gobernanza comunitaria, la restauración ecológica y la comprensión de los factores climáticos, biológicos y humanos que modelan la estabilidad de los bosques. Así, esta transición abre un camino renovado para el análisis, la prevención y atención de las afectaciones forestales, alineado con los desafíos presentes y con las prácticas emergentes de manejo sustentable en México y el mundo.
Siguiendo la tradición iniciada en 2021 con la publicación del primer suplemento en la Revista Mexicana de Biodiversidad, este segundo volumen reúne investigaciones que reflejan la complejidad y diversidad de problemáticas abordadas en sistemas forestales, bajo el nuevo paradigma. Los trabajos aquí integrados abarcan enfoques taxonómicos, ecológicos, biogeográficos y socioambientales, todos vinculados por el interés común de comprender y promover la salud de los ecosistemas.
El fascículo inicia con un análisis detallado de la distribución espacial de plantas parásitas en la sierra de Quila, Jalisco. Se documenta que cerca de 30% del área boscosa presenta infestación por diversas especies de muérdagos, aunque aún con niveles bajos, lo que brinda una ventana de oportunidad para implementar medidas de manejo que prevengan afectaciones de mayor magnitud. La segunda contribución es un estudio realizado en Santa Catarina Lachatao, Oaxaca, donde se evalúan la diversidad de escarabajos del género Dendroctonus y el estado fitosanitario del bosque bajo un enfoque participativo. Los resultados muestran que el manejo forestal comunitario puede mantener bosques resilientes frente a los brotes favorecidos por el cambio climático, subrayando la relevancia de los modelos de gobernanza local. El tercer trabajo examina los efectos simultáneos de Dendroctonus adjunctus y del muérdago Arceuthobium vaginatum sobre la estructura del bosque de Pinus hartwegii en el Nevado de Colima. Los resultados muestran la alteración del dosel y la disminución de árboles sanos, con consecuencias en la regeneración natural, especialmente en la ladera occidental del volcán. El siguiente estudio reporta, por primera vez a nivel mundial, la asociación entre el áfido Pseudoregma panicola y su hospedante Arundo donax en la Ciudad de México. Mediante análisis morfológicos y moleculares se documenta la presencia histórica del insecto en el país, así como un proceso aún incipiente de integración de sus enemigos naturales, lo que resalta su potencial como un agente sujeto a manejo en las áreas urbanas. También se presenta una contribución sobre la diversidad de cicadélidos de la tribu Athysanini en bosques de pino y encino de México. Con más de 380 registros georreferenciados y la descripción de una especie nueva del género Eutettix, este trabajo amplía el conocimiento taxonómico y biogeográfico de un grupo clave en la dinámica de herbivoría en ecosistemas templados. Finalmente, la última obra analiza la biología, distribución e idoneidad de hábitat del gorgojo barbudo Rhinostomus barbirostris, un fitófago de alta relevancia para las palmas del Neotrópico. El estudio modela su distribución potencial en México y documenta un brote reciente en la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán, evidenciando la necesidad de monitoreo continuo ante su creciente impacto ecológico y económico.
En conjunto, los trabajos de este suplemento reflejan la diversidad de agentes bióticos, ambientes, escalas y enfoques que constituyen hoy la agenda de la salud forestal en México. Esta publicación busca contribuir a la consolidación del nuevo paradigma, fomentando la integración del conocimiento científico, la experiencia comunitaria y las estrategias preventivas orientadas a conservar la funcionalidad y estabilidad de los ecosistemas forestales del país.
Editores responsables del suplemento: Francisco Armendáriz-Toledano (farmendariztoledano@ib.unam.mx), Colección Nacional de Insectos, Instituto de Biología-UNAM, Ek del Val de Gortari (Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, UNAM) y Adilson Pinedo Escatel (IB-UNAM)
Conociendo lo que se conoce: biología, distribución e idoneidad de hábitat del escarabajo barbudo Rhinostomus barbirostris (Curculionidae: Dryophthorinae) en México
Osiris Valerio-Mendoza a, b, Leticia Soriano-Flores c, Idalia Fabiola Lazaro-Lopez f, Miguel Murguía-Romero d, Enrique Ortiz e, Gerardo Cuellar-Rodrigueza, Francisco Armendáriz-Toledano b, *
a Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Forestales, Campus Linares, Km 145, Nacional 85, 67700 Linares, Nuevo León, Mexico
b Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Departamento de Zoología, Colección Nacional de Insectos, Tercer Circuito s/n, Ciudad Universitaria, 04510 Ciudad de México, Mexico
c Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, Montes Urales No. 440, Lomas de Chapultepec, 11000 Ciudad de México, Mexico
d Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Unidad de Informática para la Biodiversidad, Tercer Circuito s/n, Ciudad Universitaria, 04510 Ciudad de México, Mexico
e Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Departamento de Botánica, Tercer Circuito s/n, Ciudad Universitaria, 04510 Ciudad de México, Mexico
f Alianza de Comunidades Chocho-Mixtecas del Estado de Oaxaca, Cedros s/n, Col. Emiliano Zapata, Asunción Nochixtlán Oaxaca, Mexico
*Autor para correspondencia: farmendariztoledano@ib.unam.mx (F. Armendáriz-Toledano)
Recibido: 27 marzo 2025; aceptado: 24 septiembre 2025
Abstract
The bearded weevil, Rhinostomus barbirostris, is a significant damaging organism of palms in the Neotropics, heavily impacting ecologically and economically important species. This study details its biology, distribution, and habitat suitability in Mexico, focusing on a recent outbreak in the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve (TCBR), where it affected the sweet palm, Brahea dulcis. Field surveys confirmed significant damage and palm death in the TCBR due to weevil larvae and adults. A database of historical and current records was used to model its potential distribution using bioclimatic variables. Results show wide habitat suitability for R. barbirostris across Mexico, especially in humid montane and tropical forests, although recent records center on the TCBR. This research provided crucial data on the weevil’s biology and distribution, emphasizing the need for monitoring and management to protect native palm populations and prevent economic and ecological harm.
El gorgojo barbudo, Rhinostomus barbirostris, es un organismo dañino para las palmas en el Neotrópico, con un fuerte impacto en especies de importancia ecológica y económica. Este estudio detalla su biología, distribución e idoneidad de hábitat en México, centrándose en un brote reciente en la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán (RBTC), donde afectó a la palma dulce, Brahea dulcis. Los estudios de campo confirmaron daños significativos y la muerte de palmas en la RBTC debido a larvas y adultos del gorgojo. Se utilizó una base de datos de registros históricos y actuales para modelar su distribución potencial mediante variables bioclimáticas. Los resultados muestran una amplia idoneidad de hábitat para R. barbirostris en todo México, especialmente en bosques húmedos de montaña y tropicales, aunque los registros recientes se centran en la RBTC. Esta investigación proporcionó datos cruciales sobre la biología y distribución del gorgojo, enfatizando la necesidad de monitoreo y manejo para proteger las poblaciones nativas de palmas y prevenir daños económicos y ecológicos.
Dryophthorinae, identified by Schoenherr (1825), is recognized as one of the most distinctive and well-defined subfamilies of Curculionidae, notable for its unique synapomorphies (Kuschel, 1995; Luna-Cozar et al., 2024; Marvaldi & Morrone, 2000). These weevils, among the largest of the family, present a great diversity, with around 1,200 species grouped in more than 150 genera and 5 main tribes: Dryophthorinini, Stromboscerini, Cryptodermatini, Orthognathini and Rhynchophorini (Oberprieler et al., 2007).
This group of insects stands out for its specialization in feeding monocotyledons, and to a lesser extent, on dicotyledons. Their saprophagous habits, mainly focused on leaf litter and wood (Anderson & Marvaldi, 2014; Gardner, 1934, 1938; Grebennikov, 2018a-c; Vaurie, 1970a, b, 1971), allow them to adapt to a wide variety of ecosystems, from tropical forests to deserts and grasslands, on all continents. Their evolutionary success, evidenced by an extensive fossil record (McKenna et al., 2015; Chamorro et al., 2021) dating back between 65 and 115 million years, suggests great adaptability and a close relationship with the evolution of plants (O’Meara, 2001; McKenna et al., 2009).
Many species of the subfamily represent a serious threat to agriculture worldwide, because they feed on a wide range of crops, both tropical and temperate, including palms, pineapple, bamboo, banana, sugarcane, maize, wheat and rice (Van Huis et al., 2013). Among the most prominent and damaging members are the rice weevils of the genus Sitophilus, Schoenherr, and the palm weevils of the genera Rhynchophorus, Herbst, and Rhinostomus Rafinesque. These taxa cause significant economic losses and put food security at risk in numerous regions of the world (Rugman-Jones et al., 2013; Van Huis et al., 2013).
Rhinostomus Rafinesque, 1815 has 7 species: R. barbirostris, R. oblitus, R. quadrisignatus, R. scrutator, R. thompsoni from the Neotropics; R. niger from the Afrotropical region; and the Oriental R. meldolae (Vaurie, 1970a). The bearded weevil R. barbirostris is considered the third largest weevil on the planet, being surpassed in the same subfamily by Protocerius collosus from Australasia (60 mm) and Rhynchodynamis filirostris (Vaurie, 1970a; Zaragoza-Caballero et al., 2015). Adult individuals are characterized by having an average length of 2-4 cm. Males present an interesting appearance with a “brush of hairs” or setae on the head, that represent an advantage during courtship when they are rubbed on the dorsal surface of the female (Eberhard, 1983). Females lack a brush and prefer to oviposit on the intact bark of weakened or stressed palms (Cocos nucifera), both cultivated and wild (Bouchard, 2014; FAO, 2013; Zaragoza-Caballero et al., 2015). The bearded weevil is an important pest of palm trees across its distribution range, feeding on Attalea funifera Burret, A. maripa (Aubl.) Mart., A. pindobassu Bondar, A. piassabossu Bondar, Bactris gasipaes Kunth, Brahea dulcis (Kunth) Mart., Cocos botryophora Mart., C. coronata Mart, C. nucifera L., Elaeis guineensis Jacq., Euterpe oleracea Mart., Mauritia flexuosa L. F., Oenocarpa bacaba Mart., and Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman (Araujo et al., 2018; Choo et al., 2009; Conafor, 2020; Conanp, 2015; De la Pava et al., 2019; Eberhard, 1983; Franqui-Rivera et al., 2003; Van Itterbeeck & Van-Huis, 2012; Lanteri et al., 2002; Pardo-Locamo et al., 2005, 2019; Salas, 1980; Vargas et al., 2013; Vaurie, 1970a; Vergara-Navarro et al., 2021; Zaragoza-Caballero et al., 2015). Like other dryophtorines, R. barbirostris shows a marked preference for plants in a state of stress, weakened or dead. These adverse conditions, commonly associated with intensive agricultural practices such as prolonged drought, monodominance, and the presence of diseases, create an environment conducive to the development of this weevil (Anderson & Marvaldi, 2014; Oberprieler et al., 2007; Zimmerman, 1968a, b, 1993). Its distribution includes humid climates from central Mexico, Central America, Venezuela, Ecuador, Guyana, Brazil, Peru, Suriname, Uruguay, and Argentina (Pardo-Locardo et al., 2019; Zaragoza-Caballero et al., 2015).
Rhinostomusbarbirostris is distributed in approximately one-third of the Mexican territory (Campeche, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Nayarit, Oaxaca, Puebla, Tabasco, Quintana Roo, Veracruz, and Yucatán), and there are few records of damage and affectation by this beetle (Conafor, 2020). Basic aspects of biology, distribution, strategies, and control measures in R. barbirostris have not yet been addressed in Mexico; therefore, the potential damage to palm populations in the territory is unknown. In Central and South America, the damage caused to palms has led to establishing control methods, the most practiced is the early removal of infested plants, in addition to treating them with insecticides and destroying them once the disease is diagnosed (Franqui-Rivera & Medina-Gaud, 2003). Recently, in Oaxaca (2020) and Puebla (2015) records of the bearded weevil in the sweet palm Brahea dulcis have been reported in communities of the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve. The sweet palmnative to Mexico and Central America is distinguished by its solitary stem, large leaves, and glaucous green color(Pavón et al., 2006; Rzedowski, 2006; SINAT & Semarnat, 2009). It lives in dry and semi-arid areas, mainly on limestone soils. It is found in a wide geographic region, from northern Veracruz to Central America, inhabiting diverse ecosystems such as dry forests, scrubland and oak forests (Quero, 1994). The main threat to the survival of this species is human activity. The unsustainable extraction of leaves for artisanal and construction purposes, together with extensive habitat degradation caused by agricultural expansion, livestock grazing, and urban development, has resulted in a pronounced reduction of its populations (Rangel-Landa et al., 2014; Rzedowski, 2006). In Mexico, the use of “Mexican sweet palm” is regulated by various laws and regulations, such as the General Wildlife Law and NOM-059-SEMARNAT-2001, which categorize species and establish protection measures (López-Serrano et al., 2021; Semarnat, 1997, 2002).
Given the limited information available, this study aimed to characterize the damage to the green palm (B. dulcis) and determine the incidence caused by R. barbirostris within the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve to enhance understanding and management of this weevil in Mexico. From field surveys, we generated basic descriptive information about its biology and interaction with this plant. Likewise, we analyzed the temporal and spatial distribution of the weevil based on historical records of specimens deposited in entomological collections and online databases from Mexico. The gathered information will enhance the understanding of biological and behavioral variation, summarize the weevil’s distribution pattern, offer insights into its interactions, and help identify both sampled areas and potential monitoring sites.
Materials and methods
The Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve (TCBR) is located in southeastern Puebla and northwestern Oaxaca, it is the arid region with the greatest biodiversity in North America and 1 of the places with the greatest presence of cacti, flora, and fauna (Conanp, 2013; Conafor, 2023; Sinco-Ramos et al., 2021). With just over 4,900 km2, the Reserve is populated by the densest forests of columnar cacti with 45 of the 70 known species in the world (Pérez-Irineo & Mandujano-Rodríguez, 2020).
In February 2022, the Chochonteca zone of the Cañada Region covering Santa María Almoloyas, San Juan Tonaltepec, San Pedro Nodon, San Pedro Jocotipac, San Pedro Jaltepetongo, Santa María Ixcatlán, Santa María Cotahiuxtla, and Santiago Nacaltepec within the TCBR was visited. Agricultural areas were also surveyed due to the presence of the bearded weevil (R. barbirostris), which was observed to be affecting wild specimens of the green palm (B. dulcis), causing damage to their development and even threatening their survival. Guided tours were conducted by communal landholders, during which damage to the host plant was documented through photographs and field reports. Additionally, live specimens at various developmental stages were collected for analysis and taxonomic identification at the Collection Nacional de Insectos, Instituto de Biología, UNAM (CNIN-UNAM). Morphological identification of adults was carried out using the keys of Vaurie (1970a), based on the external morphological characters of the eyes, pronotum, antennal scape, and the sculpture of the tibia and femur. Identification was complemented with the additional morphological criteria of Morrone and Cuevas (2002). Photographs of specimens were taken with a Digital Rising Cam 16 MP attached to a RisingTech UrCMOS stereoscope.
To characterize the palms and quantify the degree of infestation, we conducted transects in the damaged areas. Affected palms were identified and documented with field notes and photographs. For each infested palm, we determined the following variables to assess the characteristics of the damage caused by R. barbirostris: height of the perforations on the trunk (HP), diameter of the perforations observed (DOP), and number of perforations present in 10 cm2 (NP).
The historical, current, and potential distribution of R. barbirostris were determined using data obtained from various databases. Records were consulted and downloaded from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF 2023), iNaturalist (2023). The specimens examined in this study were obtained from the following collections: AMNH (American Museum of Natural History, New York, USA.), ASU (Arizona State University, Charles W. O’Brien Collection), CEAM (Centro de Entomología y Acarologia, Instituto de Fitosanidad, Colegio de Postgraduados, Montecillos), CECR (Centro de Referencia, SENASICA-SAGARPA), Conafor (Comisión Nacional Forestal, México), CNIN-UNAM (Colección Nacional de Insectos, Universidad Nacional Autónoma de México), DGSV (Dirección General de Sanidad Vegetal, SENASICA), ECOSUR (El Colegio de la Frontera Sur, Colección Entomológica San Cristóbal y Tapachula, Chiapas, México), MZFC (Museo de Zoología, Facultad de Ciencias, UNAM, Mexico), and UACH (Universidad Autónoma Chapingo, Colección del Departamento Forestal).
In total, 506 records were obtained, from which the following information was summarized: total registers with geographic coordinates, year range, collections, with maximum registers, countries, latitude range, longitude range, main collector, and main identifiers. All records were included in a database; records without geographic coordinates were geopositioned with Google Earth (2020). To determine the feeding spectrum of R. barbirostris, a table of the registered hosts was prepared and graphed according to the number of reports per host and species.
The potential distribution model for R. barbirostris was based on 655 georeferenced occurrence records. This final dataset is the result of a rigorous preprocessing process that ensured quality by eliminating errors and duplicates (Guisan & Zimmermann, 2000; Sillero, 2011; Warren, 2012). The records cover the entire known range of the species in Mexico, Central America, and South America and were the input data for Wallace package (Carretero & Sillero, 2016; Kass et al., 2023).
A database was compiled with presence records covering the entire range of the species. This strategy was adopted because niche models are highly sensitive to the spatial distribution of data. Using subsets of the range can violate key assumptions, such as equilibrium with the environment and niche homogeneity, potentially generating biased results. Therefore, including all available records ensures a more complete and robust representation of the species’ ecological niche. For the record, the values of the 19 bioclimatic variables of WorldClim 2 were considered (Fick & Hijmans, 2017). Extraction was done in QGIS 3.36.3 using the Point sampling tool plugin (https://github.com/borysiasty/pointsamplingtool). After the extraction, a multivariate normality test was performed on the values of the variables with the R package mvn (Korkmaz et al., 2014), which was negative. The distribution of environmental variables was examined to understand the species’ ecological niche. A normal distribution would suggest that the species has a narrow preference for certain conditions, while a non-normal distribution indicates that it can tolerate a wider range of environments. Since our species’ variables do not follow a normal distribution, it was decided to model the entire species distribution rather than a fraction of it. This decision avoids a bias in the model that could underestimate its adaptive capacity to a wider range of environmental conditions (Brown, 1984).
To evaluate the correlation among variables, a Spearman correlation analysis were performed using the R core function. Using the Wallace interface, next, the parameters specified are described (Kass et al., 2023). Those variables with a correlation value less than 0.85 were selected. Thus, the selected variables were: Bio01, Bio02, Bio03, Bio04, Bio05, Bio06, Bio08, Bio12, Bio14, Bio18, which were used to build the model at a resolution of 5 arcmin (~ 20km). The model calibration area (M) comprised Mexico, Central America, and South America, which includes all records of R. barbirostris. Records were thinned to 55.55 km, reducing the records to 220 (Aiello-Lammens et al., 2015; Boria et al., 2014).
A background of 5,000 points was generated. The selection of the number of background points was based on the common MaxEnt practice, which sets 10,000 points by default. Although there is no consensus on the optimal number, recent literature indicates that this value is an adequate baseline, depending on the study area and the resolution of the variables (Merow et al., 2013; Phillips et al., 2017). It is recognized that an excessive number of points can artificially inflate the AUC value (Sofaer et al., 2019); however, evaluating an optimal number of background points through metrics such as the Boyce index or True Skill Statistics (Valavi et al., 2022) is beyond the scope of this study. Therefore, the default value of 10,000 points was chosen as a justified balance between study area coverage and computational feasibility.
For model validation, a non-spatial Jackknife partition was used, applying the Maxent algorithm with a linear response (Elith et al., 2011; Phillips et al., 2006). This data partition was selected for model evaluation due to the small sample size (Shcheglovitova & Anderson, 2013). Three models were generated with a regularization multiplier (1, 1.5, and 2). The model with the highest AUC was selected (with a regularization multiplier of 1), whose value of 0.73 is considered acceptable. The “Minimum Training Presence” was used to generate the binary map. The map was exported to a TIFF file and imported to QGIS (QGIS.org, 2024) to calculate the percentage of area of the model in each of the 32 federal entities of Mexico.
In addition to the calculation by state, an analysis was conducted to determine how the potential distribution of R. barbirostris is distributed across the biomes of the national territory. Using the biome layer, a binary map of the species’ potential distribution was overlaid. Subsequently, the total area (km2) and the percentage of area projected by the model for each biome were quantified, allowing for a deeper understanding of the species’ preference for certain types of ecosystems.
Results
Rhinostomusbarbirostris specimens collected in the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve were found associated with deteriorated B. dulcis palms. Species identifications were confirmed by the presence of a slightly raised frontal keel between the eyes (Fig. 1a-b), front femur virtually impunctate, front tibia on inner edge with long teeth; front tibia of male without hairs (Fig. 1c-e). Adults were collected with the respective larvae and pupae. The presence of R. barbirostris was recorded in wild populations of B. dulcis in Santa María Almoloyas, San Juan Tonaltepec, San Pedro Nodón, San Pedro Jaltepetongo, Santa María Ixcatlán, Santa María Cotahuixtla, and Santiago Nacaltepec, Oaxaca, Mexico. In addition to these sites, surveys were conducted in other agricultural centers such as San Pedro Jaltepetongo and San Pedro Jocotipac, where the presence of R. barbirostris was also documented.
In all colonized palms, the beetles caused notable damage to the base of stems and foliage, which disrupted their growth and, in some cases, led to the death of the affected specimens. The palm damage can be observed in individual or gregarious palms. In the gregarious stems, some of the palms display healthy foliage, meanwhile others exhibit signs of deterioration, such as browning and wilting leaves, indicating early damage from the insect infestation (Fig. 2a-c). In individual palms, the lateral shoots that grow on the main stem of the palm trees also presented these symptoms (Fig. 2d). The affected specimens showed the foliage dry and drooping, with the leaves appearing dead and lifeless. In the gregarious spots, it is evident that the damage is progressive, affecting the palms around the infested 1 (Fig. 2b). In the palms completely succumbed to the infestation, the stem is visibly blackened and decayed, standing as a stark remnant of the once-living tree, showing the lethal impact of the weevil. These palms are dry, and the foliage has collapsed (Fig. 2d). A close-up of the palm trunk revealed multiple boreholes and resin exudation; the damage is severe, with the bark visibly compromised by larval activity, showing extensive boring damage (Fig. 2e-f, 3d-f). The holes are located in the ground near the base of the stipe at the average height of 1.35 m, the holes secrete brown resin, with the smell of fermented tissue (Fig. 3b-c)
A single, distinct borehole in the trunk is created by an adult weevil for laying eggs or by larvae boring through the wood (Fig. 3a-b). The clean-cut appearance of the hole suggests recent activity (Fig. 3b). Numerous circular holes indicate the advance of colonization where multiple larvae have burrowed, compromising the structural integrity of the palm and contributing to its decline (Fig. 2f, 3a). Internal damage is characterized by a discolored and brittle texture of the bark, the texture of the wood appears spongy and degraded, illustrating the destruction caused by the feeding larvae (Fig. 3d-f).
The female lays her eggs on decomposing organic matter, such as fallen trunks or palm tree remains from previous crops, where she builds galleries. Larvae feed in the stipe-trunk, forming wide galleries toward the bulb of the palm. Larva built pupal chambers where the immature individuals develop until they emerge from the host (Fig. 3e-f). The different larval stages of the bearded weevil develop in these substrates, and the larvae can be found buried at a depth of 30-40 cm (Fig. 3f). Within the stipe and bulb tissues, different life stages of the weevil can be found including larvae, pupae, and adult insects (Fig. 3e). In only one specimen of the palm, dozens of beetles can be found (Fig. 3f). The variables HP, DOP and NP reported the following information obtained at the sampling sites: HP (0.85-1.35 m; µ = 1.10 m), DOP (45-158 mm, µ = 107.4 mm) and NP (1-17, µ = 7). Adult individuals and larvae are responsible for the damage (Fig. 3a-c), which begins with the excavation of tunnels in the soil until reaching the basal bulb, which is completely consumed. Subsequently, the insect ascends the plant to feed on the apical tissue, causing the death of the plant. The presence of mounds of fresh soil, like small hills built by the insect, reveals its presence, especially in areas with decaying trunks, which serve as incubators for future generations (Fig. 3e-f). Additionally, in B. dulcis palms with damage attributed to R. barbirostris, the presence of beetles from the Zopheridae family (Zopherus spp.) was recorded (Fig. 3a) in areas of plant tissue that were in an advanced state of deterioration and decomposition, confirming a direct association with the initial damage caused by the weevil.
Figure 1. a) R. barbirostris, dorsal view; b) presence of a slightly raised frontal keel between the eyes; c) R. barbirostris in lateral view; d) tibia on inner edge with long teeth (male); e) front tibia without hairs (male). Photographs by Mauricio Ramírez Hernández.
A total of 506 geographic records of the bearded weevil were obtained in 2023 in Mexican territory, 3 from AMNH, 1 from ASU, 4 from CECR, 17 from CEAM, 67 from CNIN-UNAM, 123 from Conafor, 6 from DGSV, 2 from ECOSUR, 214 from iNaturalist, 4 from MZFC and 4 from UACH (Table 1). The oldest record for this species corresponds to Playa Vicente (17°49’46.98”N, 95°48’47.12”O) and Actopan (19°30’16.14”N, 96°36’56.82”O), Veracruz reported by Champion (1910) under the name Rhinabarbirostris. In Mexico, the number of records from 1927 to 2006 was 101 records; from 2007 to 2023 the collection of specimens and sightings increased to 337 records and 68 records without collection data (Table 1). In last decade (2013-2013), sampling efforts increased, mainly in the states of: Chiapas (23), Jalisco (24), Oaxaca (147), Quintana Roo (26), Sinaloa (24) and Veracruz (46). With a total of 2 records, the Sierra Negra de Puebla was the locality with the lowest number of records for the bearded weevil. The bearded weevil was most abundantly collected from march to december with a total of 251 specimens, corresponding to 49.59% of a total of individuals.
Based on the records of the collections and consulting the available literature it was possible to obtain information about the host plant of the adult individuals of R. barbirostris present in Mexico and throughout its distribution. These correspond to Attalea funifera, A. maripaA. pindobossu, A. piassabossu, Bactris gasipes, Brahea dulcis, Cocos botryophora, C. coronata, C. nucifera, Elaeis guineensis, Euterpe oleraceae, Mauritia flexuosa, Oenocarpa bacaba, Syagrusromanzoffiana and S. schizophylla (Table 2).
Figure 2. Bearded weevil host (B. dulcis) showing: a) healthy host; b) infested palm at RBTC; c-e) weakening of foliage and decay of the trunk; f) Ring on the trunk or exit hole of adult specimens of R. barbirostris. Photographs by Leticia Soriano Flores.
The potential distribution model developed with the Wallace platform revealed that this species has a surprisingly wide distribution in Mexico (Fig. 4). The model predicts the most likely areas for the species based on historical records of its presence (red dots on the map). To ensure the robustness of the analysis, we chose a model with a linear feature and a regularization multiplier of 1, allowing us to avoid overfitting and obtain more reliable results. Although AUC curves are a common metric, they are not included here due to differences in how Wallace calculates them compared to the MaxEnt Java application. Overall, the findings indicate that the species is capable of inhabiting a large portion of the national territory; although the species is present in many regions, a higher concentration of records was observed in certain areas, such as Sierra Madre Oriental (SMOR), Sierra Madre Occidental (SMOC), and Sierra Madre del Sur (SMAS). Although the distribution of this taxon is correlated with environmental factors such as vegetation, altitude, and climatic conditions, human intervention emerges as a determining factor in its dispersal pattern. Activities such as the movement of infested plant material through agricultural campaigns or the transport of goods act as key vectors, overcoming natural geographic and ecological barriers. This accelerated dispersal allows the species to colonize new territories with unprecedented speed and scope. Therefore, for a complete understanding of its current distribution, it is essential to complement the analysis of environmental factors with a thorough assessment of how human activities are shaping the geography of the species.
The potential distribution model covers almost the entire surface area in the national territory of 2 of the biomes: humid mountain forest (99.6%) and humid tropical forest (98.5%); in 2 others, close to half: temperate forest (51.9%) and seasonally dry tropical forest (64.7%); and only 7.9% in xerophilous scrubland (Fig. 5).
Figure 3. a) Damage caused by adult individuals of the bearded weevil on the green palm; b) other taxa associated with the damaged host; c) excavation tunnels in B. dulcis at TCBR; d, e) immature forms of the bearded weevil; f) galleries and pupal chambers where the immature individuals and presence of mounds of fresh earth, in areas with decomposing trunks for incubation. Photographs by Leticia Soriano Flores.
Discussion
Our field observations provide detailed evidence of the damage associated with R. barbirostris colonizing B. dulcis and allow for the description of key aspects of the biology of this weevil. As in Brazilian coconut plantations, we documented that the axils of older leaves of B. dulcis serve as a refuge for R. barbirostris (Ferreira, 2008). Although we did not record beetle eggs, the presence of adults in older axils suggests that oviposition may occur in the stem, and once hatched, larvae penetrate and form galleries (Ferreira, 2008; Lacerda-Moura et al., 2013). One of the characteristics associated with the colonization holes was the exudation of a dark reddish-brown liquid, which is consistent with gummosis disease or trunk bleeding caused by the fungus Ceratocystis paradoxa (Dade) C. Moreau anamorph in the coconut palm, which has been associated with the presence of R. barbirostris (Ferreira et al., 2007). Further studies are needed to determine whether the susceptibility of sweet palm is related to the presence of this fungus, as it is reported that C. paradoxa releases a semiochemical that attracts these beetles (Lacerda-Moura et al. 2013). Furthermore, that R. barbirostris is also mentioned as a vector of the nematode Bursaphelenchus cocophilus (Cobb.) (Goodey, 1933,1960) in the coconut groves (Franco, 1964).
Figure 4. Potential distribution and records of bearded weevil in Mexico.
Larval galleries in the bulb of B. dulcis, as well as the progressive destruction of apical tissues, reflect a strategy of underground colonization of R. barbirostris followed by upward expansion into the aerial parts of the plant. This behavior is consistent with that of R. barbirrostris in Brazil (Lacerda-Moura et al., 2013) and that of other palm-associated curculionids, in which the larval stage is the most destructive, feeding of internal tissues and compromising the structural integrity of the host (Faleiro, 2006; Soroker et al., 2015).
The coexistence of larvae, pupae, and adults within a single palm individual indicates that R. barbirostris exhibits a continuous life cycle inside its host, ensuring the local persistence of its populations. Similar patterns have been reported for the red palm weevil Rhynchophorus ferrugineus, where overlapping generations occur within the same palm and infestations are difficult to eradicate once established (Abraham et al., 1998; Dembilio & Jacas, 2011). The ability of R. barbirostris larvae to burrow 30-40 cm underground and construct pupal chambers in degraded tissues highlights a high degree of adaptation to concealed and protected habitats, reducing exposure to natural enemies and environmental fluctuations. Such cryptic development has also been documented in Rhynchophorus palmarum, a major pest of coconut and oil palms in the Neotropics (Griffith, 1987), and in Metamasius hemipterus, another palm-infesting weevil (Weissling & Giblin-Davis, 1993).
Table 1. Records of Rhinostomus barbirostris in Mexico by date, federal entity, geographical coordinates and site 556 of specimen consultation.
Date
Locality
Latitude
Longitude
Altitude (m asl)
Host
Number of specimens
Source
24/03/1973
35kms al sur de Mulejé, Baja california, Mexico
26°53’29.82”
111°59’0.79”
16
N/A
24
CNIN-UNAM
24/03/1973
25kms al sur de Mulejé, Baja California, Mexico
26°53’31.95”
111°59’0.91”
30
N/A
6
CNIN-UNAM
20/10/1971
Campeche, Mexico
19°49’48.15”
90°32’5.61”
3
N/A
1
CNIN-UNAM
16/12/2016
Calakmul Municipality, Campeche, Mexico
18°25’37.86”
89°42’1.62”
232
N/A
4
iNaturalist
10/02/2021
Municipio de Carmen, Campeche, Mexico
18°30’59.31”
91°26’36.71”
0
N/A
2
iNaturalist
24/02/2022
24327 Campeche, Mexico
18°39’8.16”
91°33’29.90”
0
N/A
2
iNaturalist
27/05/1981
Ejido 2 de Mayo, Chiapas, Mexico
15°1’46.44”
92°8’55.34”
698
N/A
1
DGSV
27/05/1981
Campo experimental Rosario Izapa, Chiapas, Mexico
14°58’30.32”
92°9’19.13”
445
N/A
1
DGSV
27/03/1982
Benemérito de las America, “s-palapa”, Chiapas, Mexico
16°30’51.36”
90°39’14.75”
141
N/A
1
MZFC
19/05/1984
Palenque, Chiapas, Mexico
17°30’39.36”
91°59’34.98”
71
N/A
1
CNIN-UNAM
28/04/1986
Ocosingo Chajul, Reserva Montes Azules, Chiapas
16°35’51.21”
91°9’9.44”
747
N/A
3
CNIN-UNAM
25/07/2013
Chiapas, Mexico
16°45’24.82”
93°7’45.25”
535
N/A
1
iNaturalist
10/10/2015
Las Nubes, Chiapas, Mexico
16°11’44.85”
91°20’20.73”
287
N/A
2
iNaturalist
25/07/2017
Tapachula, Chiapas, Mexico
14°54’19.82”
92°15’48.29”
173
N/A
2
iNaturalist
N/A
Tapachula, Chiapas, Mexico
14°54’19.82”
92°15’48.29”
173
N/A
4
N/A
12/12/2018
Ocosingo, Chiapas, Mexico
16°54’24.54”
92°5’39.53”
849
N/A
3
iNaturalist
03/01/2019
Villa Comaltitlán, Chiapas, Mexico
15°12’45.24”
92°34’34.50”
34
N/A
1
iNaturalist
29/05/2019
Finca La Alianza, Municipio Cacahoatán, Chiapas, Mexico
15°2’36.93”
92°10’52.66”
687
N/A
1
ECOSUR
09/06/2019
Ejido las nubes, Municipio Tapachula, Chiapas, Mexico
14°52’26.05”
92°16’4.11”
130
N/A
1
ECOSUR
02/08/2019
Calle San José, Tapachula de Córdova y Ordoñez, Chiapas, Mexico
14°52’39.33”
92°16’25.01”
121
N/A
5
iNaturalist
30/04/2020
Chiapas, Mexico
16°45’24.82”
93°7’45.25”
535
N/A
1
iNaturalist
05/01/2020
Tapachula, Chiapas, Mexico
14°54’19.82”
92°15’48.29”
173
N/A
2
iNaturalist
17/04/2021
Hotel Argovia Finca Resort, Chiapas, Mexico
15°7’31.20”
92°17’55.92”
625
N/A
4
iNaturalist
27/11/2022
29935 Ocosingo, Chiapas, Mexico
16°46’6.24”
90°56’37.83”
171
N/A
1
iNaturalist
N/A
Chiapas, Mexico
16°45’20.31”
93°7’45.41”
533
Coccos nucifera
1
CEAM
N/A
Colima, Mexico
19°14’42.27”
103°43’26.51”
503
N/A
1
iNaturalist
X/05/1948
Cacahuamilpa, Guerrero, Mexico
18°40’53.77”
99°30’19.96”
1,266
N/A
1
iNaturalist
19/09/1963
Guerrero, Mexico
17°26’21.02”
99°32’42.29”
2,136
N/A
1
DGSV
14/11/1971
Técpan de Galeana, Guerrero, Mexico
17°13’22.27”
100°37’42.16”
45
N/A
1
CNIN-UNAM
Table 1. Continued
Date
Locality
Latitude
Longitude
Altitude (m asl)
Host
Number of specimens
Source
14/11/1971
Rodecia, Guerrero, Mexico
17°12’24.68”
100°41’56.90”
22
N/A
3
CNIN-UNAM
03/11/1976
Ejido de Tenexpa, Tecpán de Galeana, Guerrero, Mexico
17°11’0.17”
100°40’16.97”
16
Coccos nucifera
7
CEAM
02/02/1976
Petatlán, Guerrero, Mexico
17°32’20.41”
101°16’12.70”
35
Coccos nucifera
2
CEAM
02/02/1976
Petatlán, Guerrero, Mexico
17°32’20.41”
101°16’12.70”
35
Coccos nucifera
2
CECR
24/02/1976
Petatlán, Guerrero, Mexico
17°32’20.41”
101°16’12.70”
35
Coccos nucifera
4
CEAM
24/02/1976
Petatlán, Guerrero, Mexico
17°32’20.41”
101°16’12.70”
35
Coccos nucifera
2
CECR
X/05/1985
Cacahuamilpa, Guerrero, Mexico
18°40’53.77”
99°30’19.96”
1,266
N/A
1
CNIN-UNAM
10/07/2007
Guerrero, Mexico
17°26’21.02”
99°32’42.29”
2,136
N/A
1
iNaturalist
07/10/2007
Reforma 4ta Etapa, Chilpancingo de los Bravo, Guerrero, Mexico
17°32’11.71”
99°28’49.61”
1,330
N/A
3
iNaturalist
28/12/2022
Guerrero, Mexico
17°26’21.02”
99°32’42.29”
2,136
N/A
1
iNaturalist
28/12/2022
Chilpancingo de los Bravo, Guerrero, Mexico
17°32’21.67”
99°29’4.65”
1,302
N/A
3
iNaturalist
06/10/2022
Puerto del gallo, Guerrero, Mexico
17°28’1.50”
100°10’32.63”
2,252
N/A
1
CNIN-UNAM
17/09/2016
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
1
iNaturalist
23/09/2016
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
2
iNaturalist
06/12/2017
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
2
iNaturalist
27/06/2018
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
2
iNaturalist
09/11/2019
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
1
iNaturalist
09/12/2019
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
2
iNaturalist
25/07/2020
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
1
iNaturalist
12/11/2021
Cabo Corrientes, Jalisco, Mexico
20°19’6.02”
105°19’17.70”
607
N/A
3
iNaturalist
13/06/2022
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
20
N/A
1
iNaturalist
09/09/2022
Yelapa, Jalisco, Mexico
20°29’16.29”
105°26’53.44”
19
N/A
2
iNaturalist
25/10/2022
Jalisco, Mexico
20°39’32.98”
103°20’57.86”
1,545
N/A
1
iNaturalist
25/03/2022
Paseo de las Conchas, Puerto Vallarta, Jalisco, Mexico
20°35’15.46”
105°14’29.19”
99
N/A
3
iNaturalist
26/10/2022
Cihuatlán, Jalisco, Mexico
19°14’15.50”
104°34’6.38”
42
N/A
2
iNaturalist
06/07/2023
48898 Jalisco, Mexico
19°16’47.08”
104°47’9.22”
66
N/A
1
iNaturalist
N/A
La Lima, Jalisco, Mexico
20°0’7.13”
103°59’5.06”
1,228
N/A
1
iNaturalist
18/02/1981
Cuernavaca, Morelos, Mexico
18°55’27.04”
99°13’17.61”
1,510
N/A
1
MZFC
12/06/2012
La puntilla, Nayarit, Mexico
22°28’8.45”
105°43’21.08”
8
N/A
1
DGSV
28/10/2013
Los Otates, Nayarit, Mexico
21°42’10.89”
105°22’29.99”
6
N/A
1
DGSV
08/11/2019
Av. Revolución 7, Sayulita, Nayarit, Mexico
20°52’7.35”
105°26’14.41”
9
N/A
2
iNaturalist
19/10/2020
Bahía de Banderas, Nayarit, Mexico
20°48’26.06”
105°14’53.25”
39
N/A
2
iNaturalist
30/12/2022
Bahía de Banderas, Nayarit, Mexico
20°48’26.06”
105°14’53.25”
39
N/A
2
iNaturalist
23/04/2023
Compostela, Nayarit, Mexico
21°14’11.66”
104°54’2.86”
879
N/A
2
iNaturalist
N/A
Acaponeta, Nayarit, Mexico
22°29’45.35”
105°21’46.40”
30
N/A
1
N/A
N/A
Compostela, Nayarit, Mexico
21°14’12.03”
104°54’2.61”
852
N/A
1
N/A
N/A
San Blás, Nayarit, Mexico
21°32’28.60”
105°17’4.98”
5
N/A
1
N/A
N/A
Tepic, El Cora, Nayarit, Mexico
21°30’14.30”
104°53’40.43”
932
N/A
1
N/A
1-4/09/1947
Tolosa, Oaxaca, Mexico
22°31’20.28”
101°21’23.68”
2,095
N/A
3
AMNH
30/05/1959
S. Carlos, Palomares N de Oaxaca, Mexico
17°4’22.64”
96°43’35.52”
1,604
N/A
1
CNIN-UNAM
X/07/1970
Sierra de Juárez, Oaxaca, Mexico
17°34’46.53”
17°34’46.53”
1,730
N/A
1
CNIN-UNAM
01/07/1996
Topiltepec, Oaxaca, Mexico
17°26’14.23”
97°20’41.66”
2,173
Brahea dulcis
4
UACH
27/05/2014
Oaxaca, Mexico
17°4’23.33”
96°43’35.80”
1,589
N/A
1
iNaturalist
02/04/2015
Oaxaca, Mexico
17°4’23.33”
96°43’35.80”
1,589
N/A
3
iNaturalist
16/01/2018
Loma Bonita, Oaxaca, Mexico
18°6’34.71”
95°52’49.39”
35
N/A
4
iNaturalist
16/01/2018
Oaxaca, Mexico
17°4’23.33”
96°43’35.80”
1,589
N/A
1
iNaturalist
19/06/2018
Tuxtepec-San Felipe Jalapa de Díaz, San Bartolo, Oaxaca, Mexico
16°57’13.90”
96°42’28.63”
1,520
N/A
2
iNaturalist
28/05/2018
Calle9 de Marzo, San José de las Flores, Oaxaca, Mexico
Northern South America in Colombia, Venezuela, Trinidad and Tobago (Caribbean), Peru, Guianas, Ecuador, Bolivia and Brazil.
Bactris gasipaes
Colombia
Pacific Colombian coast
Choo et al., 2009; Deloya & Gasca, 2018; Pardo-Locarno et al., 2005; Pardo-Locarno et al., 2019
Chontaduro palm
Bolivia, Colombia, Costa Rica, Ecuador and Panama.
Brahea dulcis
Mexico
Chochonteca in the Cañada region in Oaxaca; Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán Oaxaca
Conafor, 2020; Conanp, 2015; Zaragoza-Caballero et al., 2015
Mexican sweet palm, soyale or soyale palm
From Mexico to Peru
Cocos botryophora, C. coronata, C. nucifera
Colombia, Puerto Rico
Colombian western regions, Mayagüez
Vaurie,1970a; Eberhard,1983; Franqui-Rivera et al., 2003; Vergara-Navarro et al., 2021
Coconut palm
Pantropical
Elaeis guineensis
Ecuador, Costa Rica
La Loja; Quepos and Parrita
De la Pava et al., 2020; Lanteri et al., 2002; Vaurie, 1970a; Vergara-Navarro et al., 2021
Oil palm
Tropical Africa; grown in the tropics.
Euterpe oleraceae
Venezuela
N/D
Choo et al., 2009
Huasaí, huasaí palm
Northern Brazil, French Guiana, Suriname, Guyana, Peru, Bolivia, in Esmeraldas north of Ecuador, Venezuela, eastern Panama, Magdalena Medio and the Pacific and Amazon regions in Colombia
Mauritia flexuosa
Venezuela, Peru
N/D, Peruvian Amazone
Choo et al., 2009; Van Itterbeeck & Van Huis, 2012;
Moriche, moriche palm
Wide distribution in central and northern South America: Ecuador, Bolivia, Brazil, Peru, Colombia, Guyana, Venezuela, Suriname, Trinidad and Tobago
Oenocarpa bacaba
Venezuela
Venezuelan Amazon
Choo et al., 2009
Milpesillo
Guyana from Colombia to Brazil
Syagrus romanzoffiana. S. schizophylla
Brazil
Alto Paraná ecoregion (Paranaense Forest)
Vaurie, 1970a; Araujo et al., 2018
feathery coconut
It is native to southern Brazil, Paraguay, Uruguay, and the Argentine coast.
The infestation in gregarious palms, where damage spreads from a focal plant to adjacent individuals, mirrors the patch-level mortality reported in R. ferrugineus outbreaks in date palm plantations (Faleiro, 2006). Such localized dispersal may be driven by the physical proximity of palm stems, facilitating rapid expansion of infestations. In solitary palms, R. barbirostris was also observed attacking lateral shoots, indicating behavioral plasticity in selecting entry points. This opportunistic colonization strategy parallels that of Metamasius spp., which infest both primary stems and secondary shoots of diverse palm hosts (Weissling & Giblin-Davis, 1993).
The sequential progression of damage beginning with clean perforations indicative of recent oviposition or adult feeding, followed by multiple boreholes in advanced infestations, is consistent with the biology of other palm weevils. In R. ferrugineus, for example, early stages can only be detected through discrete entry holes or frass deposits, whereas advanced infestations produce widespread internal tunneling and crown collapse (Dembilio & Jacas, 2011). Similarly, in R. palmarum, larval feeding not only destroys host tissues but also facilitates the transmission of the nematode Bursaphelenchus cocophilus, the causal agent of red ring disease in coconut (Griffith, 1987). Although no pathogen association was observed in R. barbirostris, the fermentative odors and resin exudation recorded in this study are comparable to the secondary microbial colonization often reported in palms infested by Rhynchophorus.
The consistent presence of Zopherus spp. in highly degraded tissues further illustrates a successional process in which secondary insects exploit the conditions created by the primary borer. Comparable saproxylic successions have been reported in palms infested by species of Metamasius and Rhynchophorus, where decomposing tissues become niches for secondary beetles and fungi (Howard et al., 2001). This suggests that R. barbirostris not only functions as a primary pest but also plays a role in structuring arthropod communities associated with decaying palms.
The variables reported here, including perforation height, diameter, and number quantify the magnitude of damage and confirm that both larvae and adults actively contribute to palm mortality. In other palm weevils, similar diagnostic metrics (e.g., size of entry holes, pattern of galleries, crown symptoms) have been used as reliable indicators for early detection and management (Faleiro, 2006; Fiaboe et al., 2012). The construction of fresh soil mounds at the base of infested palms, recorded in this study, represents an additional diagnostic feature that could be incorporated into monitoring protocols, much like the frass deposits and oozing exudates used to detect R. ferrugineus.
Our findings indicate that R. barbirostris shares several biological and behavioral traits with major palm pests worldwide, such as Rhynchophorus ferrugineus, R. palmarum, and Metamasius spp. Its ability to establish overlapping generations, exploit multiple host tissues, and spread among neighboring palms underscores its potential as a pest of both ecological and economic concern. These parallels suggest that management strategies developed for other palm weevils such as pheromone trapping, sanitary removal of infested material, and cultural practices to reduce breeding sites, may serve as a useful foundation for developing targeted monitoring and control measures for R. barbirostris in Mexico.
Distribution and records. The geographical distribution of R. barbirostris from the lowlands of the Mexican Transition Zone (MTZ) to South America aligns with the classic Neotropical cenocron (Morrone, 2019). Its ecological niche characteristics, particularly temperature as a key environmental factor and its large amplitude, are also congruent with this pattern (Lizardo et al., 2025). This congruence supports the idea that cenocrons, as proposed by the MTZ theory, serve as evolutionary and ecological hypotheses. From these hypotheses, it is possible to make predictions about the ecological niches of species in relation to their patterns of richness and geographical distribution (Lizardo et al., 2025).
All records from entomological collections and databases allowed us to delimit the geographic distribution of R. barbirostris and suggested activity patterns throughout the year, although it is recognized that these data, not obtained from field observations, may present sampling biases. The higher frequency of records at certain times of the year (March to December 2007-2023), as reported in our findings, could be due to historical collecting efforts rather than the inherent biological activity of the species. However, when comparing these results with the existing literature, we found some similarities. For example, Sarwar (2016) reported the presence of weevil pupae (Rhyncophoruspalmarum) in infested palms during May and August, which aligns with the end of the activity window observed in our records. Similarly, Jaramillo-Vivanco’s (2023) fieldwork in Ecuador, conducted between March and December, coincides with the period when our records were most abundant. Unlike what has been documented for other insect groups, such as the genus Ocoaxo, which presents a marked seasonality and synchronizes its life cycle with the rainy season (Cid-Muñoz et al., 2020), our data do not allow us to confirm a similar biological pattern for R. barbirostris. The temporal analysis of the records of these insects suggests that they have a univoltine life cycle, since all the collection data were restricted to 4 months of the year, from the beginning of summer in May, until the beginning of Autumn in October, a period that corresponds to the season of greatest rainfall in Mexico.
The preference of these beetles for freshly fallen trunks, as noted by Eberhard (1983) on a palm trunk in May, could explain why specimen collection is higher in certain months. The presence of the species is strongly linked to resource availability, as found in the fieldwork of López-Zent and Zent (2020), who, over 21 months of direct observation, were able to document the species ecology over time. Their observations, obtained directly from fieldwork, complement and contrast our findings based on historical data. Although our records reflect an apparent peak in activity, it is crucial to consider that ecological context and collection patterns can influence data availability. This integration of historical data and field observations, such as those of the authors, is essential to a more complete and accurate understanding of the biology and ecology of R. barbirostris. Our data point to a concentration of activity, suggesting that this apparent periodicity could be, at least in part, a reflection of historical data collection methods, rather than a strictly biological pattern. For example, some studies indicate that this type of bias can influence the interpretation of distribution patterns and seasonality (Elith et al., 2006; Fourcade et al., 2014). It is inferred that the presence or absence of the species is linked to specific ecological factors, such as the type of ecosystem or the food sources of the adults, which require further field research in order to confirm. The analysis of these data allowed the formulation of assumptions about the spatial distribution and the estimation of the geographical limits of their sightings, as well as the identification of areas suitable for their surveillance.
Accurate taxonomic identification is critical for modeling species distributions (Elith et al., 2006; Elith & Leathwick, 2009; Pearman et al., 2010). Although the taxonomic history of the bearded weevil does not present the ambiguities common in other phytophagous insects, such as the bark beetles (Armendáriz-Toledano et al., 2014a, b; Valerio-Mendoza et al., 2019) of the genus Dendroctonus or the spittlebugs of the genus Ocoaxo (Armendáriz-Toledano et al., 2023; Castro-Valderrama et al., 2017, 2019; Cid-Muñoz et al., 2022), extensive record validation was performed to ensure the reliability of our data. To do so, we reviewed records and specimens from several key entomological collections in Mexico. The identification of each specimen was validated through its external morphological characteristics, allowing us to confirm the species. These findings were consistent with the descriptions and taxonomic keys of Vaurie (1970a, 1970b) and Morrone & Cuevas (2002), which served as the final validation criterion. The review of 506 specimens, representing 31.9% of the total records through 2023, revealed no inconsistencies, demonstrating accurate identifications of R. barbirostris throughout its distribution. This validation confirms that our model is based on taxonomically accurate data and supported by physical material, which strengthens the reliability of our conclusions about the species’ distribution.
Based on the above, and even though the taxon R. barbirostris was originally described by Fabricius (1775) and its formal name, as we know it today, has been in use since 1815, when the genus was established. This means that the species has maintained its nomenclatural stability for more than 2 centuries. This consistency over time is a critical factor, as its identification does not present significant problems, thereby reducing uncertainty in historical and recent records. This stability is largely attributed to the meticulous work of specialists, who have generated a series of reliable and consistent records over time (Alonso-Zaragaza et al., 1999; Jones et al., 2008; Morrone, 2014; Morrone & Cuevas, 2002, 2009; Oberprieler et al., 2007; Rafinesque, 1815; Vaurie, 1970a, b).
Since its first record in Veracruz in the 1910´s, approximately 400 records of R. barbirostris have been compiled in Mexico from entomological collections and online databases. The oldest records show a widespread geographic distribution, with presence in multiple states, including Baja California, Chiapas, Jalisco, Oaxaca, Quintana Roo, Sinaloa, and Veracruz. In recent years, new records have focused on a subset of these states. In 2006, it was revealed that concentrated infestations in a smaller area, particularly in the 9 communities sampled in this study, corresponding to the Chochonteca region and the agricultural zones of the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve in Oaxaca, where an average number of 20 individuals per palm infested by the bearded weevil was reported. This localized concentration suggests a possible local adaptation of R. barbirostris to the environmental conditions and to the specific populations of Braheadulcis in this region (Conafor 2020, 2023; Conanp, 2023). However, focused monitoring in these affected areas may have introduced sampling bias, potentially overlooking other regions where the species may also be present. The bearded palm weevil causes significant damage to its host plant, affecting the stipe and foliage, which can lead to its death. This damage impacts communities that depend on the B. dulcis palm for handicrafts and as a source of income (Pavón et al., 2006; Pérez-Valladares et al., 2020). As with the palm weevil Rhynchophoruspalmarum, which is a disease vector and causes bud rot, the difficulty in controlling these pests has led to similar phytosanitary strategies. In the case of R. palmarum, high populations hamper plantation renewal (Aldana-de la Torre et al., 2011; Giblin-Davis et al., 1997). In both cases, traditional management strategies have recommended drastic control measures such as cutting and burning infested plants to eliminate the source of infestation (Wattanapongsiri, 1966). The discovery of Zopheridae specimens in infested B. dulcis palms suggests their role as secondary organisms in the decomposition process. Unlike weevils, which are often primary invaders of healthy or slightly weakened plant tissue, Zopheridae are typically associated with decaying wood or degraded plant tissue. Based on this, it is plausible that the activity of the bearded weevil, by drilling into the trunk and weakening the tissue, creates the favorable conditions for Zopheridae to colonize the palms. Therefore, the presence of these beetles does not indicate a primary infestation, but rather an advanced state of host deterioration, which reinforces the severity of the damage caused by the bearded weevil (Cebeci et al., 2018; Pezzi et al., 2022).
Adult bearded weevils have been recorded on 15 species of palm trees: Attalea funifera, A. maripa, A. pindobossu, A. piassabossu, Bactris gasipaes, Brahea dulcis, Cocos botryophora, C. coronata, C. nucifera, Elaeis guineensis, Euterpe oleraceae, Mauritia flexuosa, Oenocarpa bacaba, Syagrus romanzoffiana, and S. schizophylla (Bukkens 1997; Choo 2009; Eberhard 1983). When comparing the number of records per host between different geographical sites corresponding to the distribution of R. barbirostris, it is notable that individuals from other geographical sites have a broader diet, compared to Mexican specimens (Choo 2009; Eberhard 1983; Vaurie 1970a).
Regarding other members of the Dryophthorinae subfamily, they are characterized by presenting phytophagy as a feeding habit (Oberprieler et al., 2007) and colonizing a wide variety of hosts. The subfamily of these insects, although notable for its wide distribution in diverse monocotyledons with reports of infestations in grasses, sedges, orchids, and bromeliads in different biomes (Anderson, 2002; Bautista-Gallardo et al., 2020; Oberprielier et al., 2007), has been predominantly documented in association with palms of the genera mentioned here (Morrone, 2009, 2014). Although their role as agriculturally important pests is globally recognized (De la Pava et al., 2020; Sepulveda-Cano & Rubio-Gómez, 2009), this specificity in host choice in the context of palms not only justifies but also strengthens the relevance of our study by focusing attention on 1 of the most significant interactions for this subfamily.
In summary, the analysis of the geographic and potential distribution of R. barbirostris in Mexico revealed the phenotypic plasticity of the species, which can be inferred from its ability to thrive in a variety of biomes, from humid montane forests to dry tropical forests. Although current records are limited to certain areas, potential distribution models suggest that the palm weevil finds favorable environmental conditions in a large part of the national territory. The exploration of all available records for this taxon has not only contributed to identifying sites with ideal conditions for its presence but also underscores the need for monitoring and verification sampling to confirm these predictions. These findings support and suggest the inclusion of the palm weevil in the Mexican Official Standard.
Acknowledgements
We thank Fernando Reyes Flores, Director of Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán, Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas Dirección and the following institutions for funding this research: PAPIIT-UNAM (IN223924) and Secretaría de Ciencias, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI). O.VM. is a postdoctoral fellowship from SECIHTI at Universidad Autónoma de Nuevo León, Campus Linares. Francisco Armendáriz-Toledano and Gerardo Cuéllar-Rodríguez are members of Sistema Nacional de Investigadores-SECIHTI. We also thank Mauricio Ramírez Hernández for the photographs of R. barbirostris.
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Forest management and bark-beetle control in Santa Catarina Lachatao, Oaxaca
Tania Alhelí Cruz-Mejía y Ek del-Val*
Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Antigua Carretera a Pátzcuaro Núm. 8701, Col. Ex-Hacienda de San José de La Huerta, 58190 Morelia, Michoacán, México
*Autor para correspondencia: ekdelval@iies.unam.mx (E. del-Val)
Recibido: 09 noviembre 2024; aceptado: 09 abril 2025
Resumen
El cambio climático ha favorecido el incremento de las poblaciones de escarabajos descortezadores del género Dendroctonus en los bosques de pino debido al aumento de temperaturas e incidencia de sequías. En México, estos brotes han causado la muerte de millones de pinos, afectando la economía forestal y los ecosistemas silvestres. Algunas comunidades mitigan estos impactos mediante sus esquemas de manejo forestal. En este estudio, con un enfoque participativo, evaluamos la presencia de escarabajos descortezadores (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) en el bosque de Santa Catarina Lachatao, Oaxaca, con el objetivo de describir su diversidad y los factores ambientales que la determinan, así como el estado fitosanitario del bosque. Además, se evaluó el contexto político y social en torno al manejo forestal. Se reporta una amplia diversidad de escarabajos del género Dendroctonus representada por 6 especies (D. adjunctus, D. frontalis, D. mexicanus, D. approximatus, D. parallelocollis y D. valens). Los resultados indican que el bosque de Santa Catarina Lachatao se encuentra en buenas condiciones fitosanitarias gracias al manejo forestal implementado, a pesar de los brotes de Dendroctonus. La participación activa de la comunidad en la investigación subraya la importancia de la gestión forestal comunitaria para conservar un bosque sano y resiliente.
Climate change has favored the increase of bark beetle populations of the genus Dendroctonus in pine forests due to rising temperatures and droughts. In Mexico, these outbreaks have caused the death of millions of pine trees, affecting both the forestry economy and natural ecosystems. Some communities mitigate these impacts through their forest management schemes. In this study, using a participatory approach, we assessed the presence of bark beetles (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) in the forest of Santa Catarina Lachatao, Oaxaca, with the aim of describing their diversity and the environmental factors that determine it, as well as the forest’s phytosanitary condition. Additionally, we evaluated the political and social context surrounding forest management. We report a wide diversity of Dendroctonus species, represented by 6 species (D.adjunctus, D. frontalis, D. mexicanus, D. approximatus, D. parallelocollis, and D. valens). The results indicate that the forest of Santa Catarina Lachatao is in good phytosanitary condition thanks to the implemented forest management, despite the presence of Dendroctonus outbreaks. The active participation of the community in the research highlights the importance of community-based forest management for maintaining healthy and resilient forests.
Keywords: Temperate forests; Dendroctonus; Local management; Pinus; Scolytinae
Introducción
Los bosques templados tienen una gran importancia ecológica y económica debido a los servicios que proveen a las personas, como protección de suelos, regulación y provisión hídrica, mitigación de daños por fenómenos hidrometeorológicos extremos, hábitat de vida silvestre y conectividad biológica, preservación de áreas para recreación, valores rituales y del paisaje (Challenger y Soberón, 2008; Díaz et al., 2015). Asimismo, son reservorios de carbono por lo que son fundamentales en la mitigación del cambio climático (Challenger y Soberón, 2008; Chapela y Merino, 2019).
México es el centro de origen y diversificación del género Pinus, cuantificando 50% del total de especies conocidas del género (Challenger, 2003; Challenger y Soberón, 2008; Koleff et al., 2004). Los bosques mexicanos son relevantes en términos mundiales por la alta biodiversidad que albergan, así como por la experiencia de manejo forestal mediante esquemas comunitarios (Chapela y Merino, 2019).
En México los bosques de pino son los de mayor distribución entre los distintos tipos de bosques de coníferas en el país; cubren hoy alrededor de 75% de su distribución potencial, estimada en poco más de 10 millones de hectáreas, aunque los bosques bien preservados solo abarcan 5.2 millones de hectáreas en el país (INEGI, 2005; INEGI-Conabio-INE, 2007).
El cambio climático ha incidido sobre algunas poblaciones de animales y les ha permitido aumentar su intervalo de distribución latitudinal y altitudinal en los bosques templados (Bale et al., 2002; Gitai et al., 2002; Jepsen et al., 2008). En particular, las sequías y altas temperaturas que se han experimentado en los últimos años han favorecido a las poblaciones de las especies del género Dendroctonus especialistas del género Pinus (Cudmore et al., 2010; FAO, 2010; Marini et al., 2012; Safrayik y Wilson, 2006). Esto tiene mayor relevancia, ya que dentro de este género se encuentran especies con comportamiento agresivo, capaces de matar árboles sanos a diferentes escalas ecológicas, y por lo tanto considerarse plagas (Armendáriz-Toledano et al., 2018; Castellanos-Bolaños et al., 2013; Raffa et al., 2015).
Se han documentado incrementos poblacionales en varias especies agresivas de Dendroctonus,así como un aumento en el número de generaciones que pueden tener por año (Biedermann et al., 2019; Hart et al., 2014; Ning et al., 2021). Específicamente, en Norteamérica se están experimentando daños severos por incremento de la frecuencia de infestaciones en lugares donde estos escarabajos eran escasos y en áreas fuera de su distribución nativa (Creeden et al., 2014; Weed et al., 2013). En México, se han reportado casos en los que brotes recientes de escarabajos descortezadores han ocasionado importantes pérdidas en los bosques de coníferas (Conafor, 2014).
Aunque los pinos han interactuado históricamente con los escarabajos descortezadores, las disrupciones climáticas recurrentes han afectado su salud. El aumento de temperatura induce estrés fisiológico, debilitando sus defensas y favoreciendo los brotes de algunas especies de descortezadores (Boyd et al., 2013; Dukes et al., 2009; Weed et al., 2013). Cuando los árboles están debilitados, producen menos resina o dejan de hacerlo, al reducirse en los ductos del xilema, los insectos acceden al floema con facilidad, provocando la muerte de los pinos (Dukes et al., 2009; Gaylord et al., 2015; Raffa et al., 2008). Sin embargo, es evidente que aún se requieren investigaciones sobre la resiliencia de los ecosistemas ante el cambio climático, que permitan realizar predicciones más precisas. El aumento de brotes de Dendroctonus en México también ha impactado al estado de Oaxaca. En el periodo de 2004 a 2009 brotes de las especies primarias D. adjuntus, D. mexicanus y D. frontalis afectaron alrededor de 6,300 ha de bosque, cuantificando un volumen aproximado de madera de 957,400 m3 (Castellanos-Bolaños et al., 2013). Aunado a ésto, la precipitación anual e índice de infiltración disminuyeron considerablemente en los bosques de Oaxaca como consecuencia del cambio climático, lo que ocasionó incendios forestales con mayor frecuencia, disminución de la cubierta forestal y proliferación del escarabajo descortezador (Rivera-Jiménez et al., 2019).
Oaxaca es considerado como un centro de diversificación de pinos en el país, donde se reportan 14 especies de Pinus (Del-Castillo et al., 2004) y 7 especies de escarabajos del género Dendroctonus (Salinas-Moreno et al., 2010). Dadas estas características y aunado a las recientes sequías recurrentes, se ha considerado que varias regiones del estado presentan un alto riesgo de brotes de escarabajos descortezadores lo que significa una amenaza potencial para sus bosques (Cibrian et al., 1995; Durán y Poloni, 2014; Farjon, 1996; Salinas-Moreno et al., 2010). Aunque el impacto de estos escarabajos represente un gran riesgo para las zonas forestales, no se recomienda eliminarlos del bosque, pero es necesario mantener bajo control su potencial de contagio. A pesar de la información sobre el control de Dendroctonus y los avances tecnológicos para monitorear las plagas, la vía más exitosa para su control sigue siendo la remoción mecánica de los árboles infestados (Castellanos-Bolaños et al., 2013; Cibrián-Tovar et al., 1995, 2015; Durán y Polini, 2014).
En este contexto, el manejo forestal comunitario resulta fundamental para enfrentar dichos desafíos (Cibrián-Tovar y Macías-Sámano, 2021). En este estudio, este tipo de manejo forestal se entiende como un conjunto integral de prácticas comunitarias, basadas en conocimientos tradicionales y adaptadas a las condiciones ecológicas y culturales locales. Dentro de este enfoque, la recolección de leña, el ecoturismo y los saneamientos forestales se incorporan como componentes de un mosaico de actividades, lo que permite una gestión flexible y adaptativa del ecosistema forestal. Asimismo, el manejo forestal comunitario integra la conservación, el aprovechamiento sostenible y el uso diversificado de los recursos, facilitando la resiliencia y el mantenimiento de los bosques (Toledo, 2013; Toledo y Barrera-Bassols, 2008).
El 85% de los bosques de Oaxaca está en tierras de propiedad social, por ello, el saneamiento forestal y el manejo deben considerar aspectos socioculturales e institucionales, así como a las comunidades y actores involucrados (Bray, 2013). En el estado, los esquemas de gobernanza local sólidos han permitido experiencias exitosas de manejo, aprovechamiento maderero y conservación (Bray et al., 2012; Gasca-Zamora, 2014). En Oaxaca los sistemas de usos y costumbres regulan en gran medida las acciones de gobernabilidad y participación ciudadana a nivel local; es decir, las comunidades asumen su autonomía para ejercer el control de sus procesos de desarrollo y gestión de los recursos naturales (Bray et al., 2012; Mathus-Alonso et al., 2010). En las comunidades y ejidos forestales se ha optado por el control de plagas forestales bajo esquemas de gobernanza de múltiple escala, lo que implica la confluencia de distintos actores interesados en resolver dicha problemática. Los actores externos (local, gubernamental, académico, conservacionista) suman esfuerzos con las comunidades y ejidos forestales para aportar a través de capacitaciones, investigaciones, difusión de información y otras actividades que, en conjunto con el manejo forestal comunitario, fortalecen el conocimiento y las prácticas dirigidas a mantener bosques saludables (Durán y Polini, 2014; Gasca-Zamora, 2014; Mathus-Alonso et al., 2010).
Durante el periodo de 2004 a 2009 se registraron afectaciones importantes por ataques de escarabajos del género Dendroctonus en 98 comunidades. La región de Pueblos Mancomunados, conformada por los municipios de Santa Catarina Lachatao, Amatlán y Yavesía fue la más afectada. (Castellanos-Bolaños et al., 2013). Dado que los datos disponibles en la literatura científica y en los informes institucionales oficiales son muy generales (Pacheco-Aquino y Durán, 2023), se seleccionó a la comunidad de Santa Catarina Lachatao como estudio de caso para este proyecto. Esta comunidad manifestó un interés activo por disponer de información detallada que contribuyera a mejorar el manejo forestal y el control de plagas. En consecuencia, el presente proyecto se diseñó desde un enfoque participativo en el que la comunidad se involucró en el desarrollo de la investigación. El objetivo fue documentar y evaluar la eficiencia del manejo forestal comunitario para el control del escarabajo descortezador en Santa Catarina Lachatao en parcelas de bosque bajo diferente manejo, así como la cuantificación de la abundancia de Dendroctonus frontalis, D. mexicanus y D. adjunctus.
Materiales y métodos
Santa Catarina Lachatao (SCL) se encuentra al este del estado de Oaxaca entre las coordenadas 17°05’-17°17’ N, 96°27’-96°33’ O, en un gradiente altitudinal entre 1,800 y 3,200 m snm. La temperatura media promedio oscila entre 10 y 20 °C, con un rango de precipitación total anual de 800 a 1,200 mm. El clima es templado subhúmedo con lluvias en verano (95.84%), semicálido subhúmedo con lluvias en verano (2.31%) y templado húmedo con abundantes lluvias en verano (1.85%) (Fernández et al., 2013; INEGI, 2010). La cubierta de la comunidad es bosque templado, el cual se compone de asociaciones mixtas de pino-encino y encino-pino. La tenencia de la tierra es comunal y se rigen por el sistema de gobierno por usos y costumbres (Fernández et al., 2013; INEGI, 2010).
SCL pertenecía a Pueblos Mancomunados, que se estableció en 1957, junto con los municipios de Amatlán y Yavesía, las agencias municipales de Latuvi, Benito Juárez, Cuajimoloyas, y las agencias de policía de La Nevería y Llano Grande, todos forman parte del distrito de Ixtlán de Juárez. La superficie del Mancomún era de 29,430.86 ha y los comuneros de las 8 poblaciones eran poseedores de los recursos naturales dentro del área. Sin embargo, cada comunidad tenía un área determinada de la que tenía que hacerse responsable (DOF, 1961; Rojas-Serrano y Martínez-Corona, 2017).
Pueblos Mancomunados era considerado una comunidad indivisible; sin embargo, algunos municipios comenzaron a manifestar su desacuerdo con esta figura colectiva, debido a diferencias en la gestión y el manejo de los recursos naturales. Por ello, en 1961 se les reconocen los bienes comunales a Santa Catarina Lachatao, Amatlán y Yavesía, ésto ha derivado en tensiones y conflictos intracomunitarios recurrentes (DOF, 1961). Actualmente, se encuentran delimitando el territorio que correspondería a cada municipio, agencias municipales y agencias de policía.
En la comunidad de SCL, la tierra y los recursos naturales son propiedad comunal, lo que significa que todos tienen derecho de aprovecharlos, pero también la responsabilidad de conservarlos. Asimismo, tienen la obligación y el derecho de participar en los sistemas de cargos para la organización política y social de la comunidad, con el fin de decidir y contribuir en el destino de ésta. El principal órgano de toma de decisiones es la Asamblea Comunitaria, en la que participan todos los miembros de la comunidad (a partir de los 16 años), en ésta se distribuyen las tareas entre las personas de la comunidad y se asignan a las personas que ocuparán cargos comunales y cargos de autoridades (Bello-Cervantes, 2015; Rojas-Serrano y Martínez-Corona, 2017).
Con la finalidad de conocer el manejo forestal en la comunidad de SCL, así como las medidas para el control de las poblaciones de las especies de escarabajo descortezadores reportadas en la región, se realizaron 15 entrevistas semiestructuradas entre marzo y julio de 2019. Entre las personas entrevistadas se encontraba el encargado comunal del bosque, representantes comunales vigentes durante el periodo de muestreo, autoridades anteriores, guías turísticos y personas que realizaban alguna actividad en el bosque.
Los sitios para evaluar la presencia y abundancia de escarabajos descortezadores se eligieron en conjunto con la comunidad, seleccionando los sitios en los que los habitantes habían identificado brotes de descortezadores atípicos. Se seleccionaron 6 sitios separados entre sí por lo menos por 1,500 m y en un gradiente altitudinal entre 1,937 y 2,755 m snm (tabla 1).
Para el muestreo de las comunidades de escarabajos descortezadores, se siguió la metodología empleada por Rubín-Aguirre et al. (2015). En cada uno de los sitios seleccionados se colocaron trampas Lindgren de 12 unidades sobre una estaca de metal y en claros en donde el pino más cercano estuviera, mínimo, a 10 metros de distancia de la trampa, para evitar la invasión a pinos cercanos. En cada trampa se agregó frontalina (feromona) + alfa/beta-pineno (kairomona) y endo-brevicomina como atrayentes de escarabajos descortezadores, con especial énfasis en capturar especies agresivas de descortezadores (Macías-Sámano y Niño-Domínguez, 2016). En la base de cada trampa se colocó un contenedor plástico con anticongelante diluido al 50% con agua, con la finalidad de preservar los insectos capturados. Los insectos se recolectaron en conjunto con la comunidad, durante la época de secas cada 3 semanas por 5 meses, de marzo a julio de 2019, se preservaron en alcohol al 70% y se identificaron en el laboratorio con las claves de la Guía ilustrada para identificar a las especies del género Dendroctonuspresentes en México y Centroamérica (Armendáriz-Toledano et al., 2018) y The bark Ambrosia beetles of North and Central America (Coleoptera: Scolytidae): a taxonomic monograph (Wood, 1982).
En cada sitio de muestreo, se evaluó el estado fitosanitario de las especies de pino utilizando la metodología descrita por del Río-Mora (2011), la cual se fundamenta en los indicadores sugeridos por Innes (1993) y Berryman (1986). El diseño de muestreo consistió en marcar 2 parcelas circulares de 25 m2 cada una a 25 m de distancia de la trampa en cada sitio. Se optó por este diseño para maximizar la relevancia práctica, dada la realización del muestreo en conjunto con la comunidad.
Dentro de cada parcela se contaron e identificaron a nivel especie los individuos de pino presentes, el diámetro a la altura del pecho (DAP) y se evaluó el vigor de los pinos. Este último se calculó en una escala del 1 al 6, en donde el valor 1 significa que el árbol está en perfecto estado y el 6 es indicador de un árbol muerto. En el contexto del presente estudio participativo, se adoptó esta metodología por su facilidad de aplicación al permitir que las personas de la comunidad evaluaran el estado fitosanitario del bosque sin requerir conocimientos técnicos especializados. Se registró si los árboles presentaban síntomas de ataque por Dendroctonus en el momento de la evaluación (p. ej., grumos de resina sobre la corteza) o si presentaba marcas de haber sufrido un ataque anterior (p. ej., orificios con aserrín o galerías en la corteza sin escarabajos). Esta aproximación integrada facilita la interpretación de los datos y el seguimiento de la dinámica de infestaciones en un marco de manejo forestal comunitario.
Tabla 1
Localidades de estudio con su altitud correspondiente.
Nombre del sitio
Altitud (m snm)
El Llano
1,937
Sin nombre
2,200
Yalahui
2,263
Cuatro Caminos
2,385
Loma de Ocote
2,628
Lodiu
2,755
Para analizar si había diferencias en el vigor de los pinos entre sitios de muestreo, se realizó una prueba de X2 que comparó las categorías del arbolado. También se efectuó un análisis de componentes principales (PCA) como herramienta exploratoria para categorizar los tipos de manejo y observar si existía algún tipo de agrupación entre los sitios muestreados; las variables utilizadas en el PCA fueron: extracción de leña, actividades de ecoturismo, sin manejo actual, saneamiento oportuno y saneamiento inoportuno. Adicionalmente, se aplicó una regresión lineal utilizando las 2 primeras dimensiones del PCA con el fin de determinar si los distintos tipos de manejo forestal influían en la abundancia de los escolítidos del género Dendroctonus. Este enfoque combinado (PCA + regresión) brinda una manera de explorar patrones en los datos y probar si dichos patrones tienen un efecto estadísticamente significativo en la abundancia de los descortezadores.
Resultados
El 2003 fue el primer año en el que se identificaron los brotes de plaga de escarabajos descortezadores en Santa Catarina Lachatao. Derivado de las diferentes visiones e intereses de las comunidades que conformaban Pueblos Mancomunados en torno al manejo forestal, no se tomaron medidas inmediatas en cuanto al control de la plaga. Así, al siguiente año, en 2004, la Conafor trató de llegar a acuerdos con los municipios, las localidades y las agencias de policía para controlar la infestación por descortezadores, sin tener éxito por lo que la plaga continuó propagándose.
Fue hasta el 2009, debido a la preocupación general de la comunidad de Lachatao, cuando las mismas personas comenzaron a controlar la plaga sin intervención de expertos. Este saneamiento consistió en derribar los pinos plagados; no obstante, en la comunidad no se sintieron satisfechos con el resultado de esta intervención. Por lo anterior, para el 2010 en Cuatro Caminos (2,385 m snm) contrataron a una empresa privada para que realizara el saneamiento, debido a que la plaga estaba muy propagada. En este sitio, se consideró que el saneamiento fue inoportuno, ya que tuvieron que quemar y hacer derribos de una gran cantidad de árboles. En este sitio no se hizo extracción de la madera restante del saneamiento, pues fueron demandados por la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (Profepa), debido a que no se realizó el procedimiento establecido por la Ley General de Desarrollo Forestal Sustentable y por la Norma Oficial Mexicana NOM-019-RECNAT-2006, que establece los lineamientos técnicos para el combate y control de los insectos descortezadores de las coníferas, por lo que se les impidió hacer uso de esa madera. El sitio se dejó sin manejo y no se intentó reforestar en los años siguientes; para el 2019 era evidente el proceso de regeneración natural en el sitio y las personas afirmaron que el sitio comenzó a mejorar por sí solo después del saneamiento, a pesar de que en su momento fue considerado inoportuno.
En 2013, en Loma de Ocote (2,628 m snm), se detectó un rebrote de la plaga. Aprendiendo de su experiencia anterior, los habitantes de SCL iniciaron las acciones de control inmediatamente derribando los pinos afectados y notificando a Conafor. Esto se consideró un saneamiento oportuno sin pérdidas mayores. Ese mismo año, también fue el último en el que se tomaron acuerdos entre las comunidades que conformaban Pueblos Mancomunados para extraer madera sana y dañada del área correspondiente a SCL. Estos hechos confirmaron la importancia de una visión ya arraigada en la comunidad: en SCL, las personas consideran que es necesario que la comunidad se mantenga unida e informada sobre las dinámicas, tareas y problemas en torno al bosque, ya que la división al interior de la comunidad afecta el manejo y bienestar del mismo. Con respecto al manejo forestal comunitario, se identificaron 3 principales actividades de los sitios de muestreo establecidos para este estudio en SCL: extracción de leña, ecoturismo, saneamiento forestal de plaga del escarabajo descortezador (con 2 categorías: oportuno e inoportuno) y se agregó una cuarta categoría, sin manejo actual.
La extracción de leña se realiza en 3 sitios: El Llano, Yalahui y Lodiu (1,937, 2,263 y 2,755 m snm, respectivamente) y es para consumo local, solo extraen personas de la comunidad de Lachatao y de la comunidad de Yavesía. El Llano (1,937 m snm) fue el único sitio donde se realizan actividades de ecoturismo. Se le otorgó la categoría de saneamiento oportuno al control que se realizó inmediatamente después de identificar el brote en Yalahui (2,628 m snm). Por otro lado, el saneamiento inoportuno se definió como aquel que se demoró en controlar la plaga y se propagó al punto de tener que realizar un saneamiento más agresivo en Cuatro Caminos (2,385 m snm). A la fecha del muestreo se encontraron 3 sitios sin manejo, es decir, donde no se realiza ninguna actividad forestal: Sin nombre, Cuatro Caminos y Yalahui (2,200, 2,385 y 2,628 m snm, respectivamente).
Durante los 5 meses de muestreo se recolectaron 13,948 insectos que fueron clasificados a nivel de orden, de los cuales 4,477 individuos pertenecen a géneros de escarabajos descortezadores. El género más abundante y para el que se identificaron a una categoría de especie los individuos recolectados, fue Dendoctonus (n = 4,033).Se reportaron 3 especies primarias: D. mexicanus (n = 2,080), D.frontalis (n = 1,249)y D. adjunctus (n = 493), y la presencia de 3 especies secundarias: D.valens, D.parallelocollis y D. approximatus.
Con respecto a los diferentes sitios estudiados, la abundancia de Dendroctonus varió de entre 2 y 6 especies; en El Llano se encontraron únicamente 2 especies, en Sin nombre, Yalahui, Cuatro Caminos y Loma de ocote se encontraron 4 especies y en Lodiu 6 especies (tabla 2). Las especies que estuvieron presentes en más sitios fueron D. mexicanus, D. valens y D. approximatus (5 sitios), mientras que D. adjuctus estuvo presente en 4 sitios, D. frontalis en 3 y D. parallelicolis en un solo sitio. En términos de abundancia de escarabajos, Dendroctonus tuvo una variación significativa (X = 670 ± 945), el sitio con mayor abundancia presentó 2,433 individuos (Cuatro Caminos), mientras que en el sitio Sin nombre se registraron únicamente 57 individuos.
Se identificaron 3 especies de Pinus: P. teocote, P. pseudostrobus yP. patula. El sitio con mayor riqueza de especies fue Lodiu (2,755 m snm), donde se encontraron las 3 especies de Pinus, en el sitio Sin nombre (2,200 m snm) se encontraron 2 especies (P. teocote y P. pseudostrobus), al igual que en Cuatro Caminos (2,385 m snm) (P. teocote y P. patula), en El Llano, Yalahui y Loma de Ocote (1,937, 2,263 y 2,628 m snm, respectivamente) solo se identificó 1 especie (P. teocote). En las parcelas estudiadas encontramos un rango de abundancias de Pinus entre 32 y 12 individuos por parcela. El Llano (1,937 m snm) presentó la mayor abundancia mientras que Cuatro Caminos y Loma de Ocote (2,385 y 2,628 m snm, respectivamente) fueron los sitios con menor abundancia donde se realizó saneamiento para controlar la plaga por descortezador.
Tabla 2
Riqueza de especies de los sitios de estudio.
Nombre del sitio
Altitud (m snm)
Riqueza de Dendroctonus
Riqueza de Pinus
El Llano
1,937
2
1
Sin nombre
2,200
4
2
Yalahui
2,263
4
1
Cuatro Caminos
2,385
4
2
Loma de Ocote
2,628
4
1
Lodiu
2,755
6
3
En cuanto al vigor del arbolado, se observa que la mayoría de los pinos se encuentra dentro de las primeras 3 categorías de vigor, pero hubo diferencias significativas entre sitios (X2 = 86.3, gl = 25, p = 0.05), particularmente en Cuatro Caminos y Loma de Ocote que son los sitios con saneamiento (2,385 y 2,628 m snm) no hay árboles muy dañados (categorías de vigor 5 y 6; fig. 1).
Finalmente, los resultados del PCA muestran que 79% de la variación observada en los sitios muestreados está fuertemente asociada con el tipo de manejo forestal que se realiza. En este sentido, se identificó que las prácticas de extracción de leña y la ausencia de manejo actual son las principales variables que explican la diferenciación de los sitios, seguidas por el saneamiento forestal, mientras que el ecoturismo tuvo una contribución menor (fig. 2). Para evaluar si el manejo llevado a cabo en SCL se relaciona con las abundancias de escarabajos descortezadores, analizamos la abundancia total de Dendroctonus y la abundancia de D. mexicanus con respecto a la dimensión 1 del PCA. Encontramos que los análisis no evidenciaron una relación significativa entre el manejo forestal y la abundancia total de Dendroctonus cuando se consideran todas las especies juntas (D1 = F1,4 = 3.4, p = 0.14). En contraste, D. mexicanus,la especie más abundantesí muestra una relación positiva con la dimensión 1 del PCA; en particular, los sitios en donde se ha realizado manejo presentan una mayor abundancia de esta especie(D1 = F1,4 = 31.17, p = 0.005, R2 = 0.88; fig. 3).
Discusión
Los escarabajos descortezadores cumplen una función ecológica clave al eliminar árboles adultos y permitir la regeneración de los pinos al facilitar la entrada de luz al sotobosque. Sin embargo, algunas especies tienen un alto potencial de convertirse en plagas forestales, por lo que es crucial monitorear sus poblaciones para evitar crecimientos descontrolados (Castellanos-Bolaños et al., 2009; Durán y Poloni, 2014; Equihua-Martínez et al., 2011; Raffa et al., 2008).El manejo forestal es fundamental para la detección y control oportuno de plagas. Conocer estas especies permite identificarlas a tiempo, destacando la importancia del monitoreo y saneamiento en colaboración con comunidades y ejidos forestales (Castellanos-Bolaños et al., 2013; Conafor, 2018). En este estudio, en SCL se encontraron 6 de las 7 especies de Dendroctonus reportadas para Oaxaca (Cibrián-Tovar et al., 1995; Salinas-Moreno et al., 2010) y se registraron 3 especies de Pinus, por lo que se puede decir que hay una alta riqueza de estos escarabajos. Dentro de esta diversidad se encontraron 3 especies agresivas o capaces de matar árboles sanos (D. adjunctus, D. frontalis, D. mexicanus) y 3 que muestran una baja capacidad de agregación de adultos, una baja tolerancia a las defensas del hospedador y son incapaces de matar árboles sanos (Payne et al., 1973): D. approximatus, D. parallelocollis, D. valens; de tal manera que no todos los congenéricos registrados en SCL se deberían considerar como especies susceptibles a tratamientos fitosanitarios.
Figura 1. Vigor del arbolado por categorías en los 6 sitios de muestreo seleccionados en el bosque de Santa Catarina Lachatao, Oaxaca, donde 1 representa a un árbol en perfecto estado y 6 representa a un árbol muerto.Figura 2. Análisis de componentes principales, donde se observa la agrupación de los sitios de estudio. Cada sitio está representado por su altitud. El color de la flecha refleja la contribución de cada variable al análisis.Figura 3. Relación entre la dimensión 1 del PCA y la abundancia de Dendroctonus mexicanus por sitio (escala logarítmica). D1 = F1,4 = 31.17, p = 0.005, R2 = 0.88.
La abundancia total de escarabajos descortezadores encontrados y específicamente la abundancia de las especies de importancia fitosanitaria en SCL (4,033 individuos, de los que 3,822 son especies agresivas, de los cuales 1,249 eran D. frontalis, 2,080 eran D. mexicanus y 493 eran D. adjunctus recolectados en 5 meses) es menor en comparación con la reportada en otros sitios, ~ 50,000 en 9 meses en Zimapán, Hidalgo (Soto-Correa et al., 2019), ~ 134,000 en 10 meses en la Reserva de la Biosfera de la Sierra Gorda (López-Gómez et al., 2017), y similar a los ~ 40,000 descortezadores en 11 meses al norte del estado de Querétaro (Morales-Rangel et al., 2018). Esta comparación debe interpretarse con cautela, dado que las diferencias en las condiciones del bosque, los períodos de muestreo y la composición de los atrayentes utilizados dificultan establecer comparaciones directas. Debido a la falta de una línea base en el contexto local, estos resultados deben tomarse más a modo preliminar. En este contexto, pareciera que las abundancias actuales no están indicando un problema importante en ninguno de los sitios muestreados. Sin embargo, es fundamental mantener un monitoreo comunitario activo (Cibrián-Tovar y Macías-Sámano, 2021).
El brote masivo de escarabajos descortezadores reportado en las entrevistas realizadas en SCL coincide con los periodos reportados en los informes generales en que se presentaron grandes brotes en más comunidades en la sierra Norte de Oaxaca. En el período de 2004 a 2009, más de 6,300 ha de bosques de pinos de Oaxaca fueron atacadas por los insectos descortezadores D. adjuntus, D. mexicanus y D. frontalis (Castellanos-Bolaños et al., 2009). Además, en el periodo de 2009 a 2014, Pueblos Mancomunados fue reportado como la región con mayor devastación de bosques causada por la plaga del escarabajo descortezador (Castellanos-Bolaños et al., 2013; Salinas-Moreno et al., 2010; Sosa-Díaz et al., 2018). Con lo anterior y aunado a la percepción local, se confirma que en SCL las poblaciones de Dendroctonus fueron plaga y que las medidas que tomó la comunidad ante dicha problemática, a pesar de los desacuerdos intracomunitarios, evitaron que el brote epidémico siguiera propagándose. Existen reportes de que en varios casos, el manejo efectivo de esta plaga se ha visto menguado por la existencia de conflictos comunitarios, problemas de litigio en los terrenos plagados, priorización de la extracción de madera sana o incluso por la carencia de programas de manejo forestal. Todas estas barreras limitan las acciones para atender el saneamiento de los bosques, dando lugar a que las plagas se expandan con más facilidad (Castellanos-Bolaños et al., 2009; Conafor, 2018).
En varias comunidades con manejo forestal maderero donde se promueve el crecimiento de una o pocas especies maderables, en épocas recientes se han visto impactos más severos de los brotes de especies de descortezadores agresivas, debido a la poca diversidad tanto de especies como de generaciones de pinos (Castellanos-Bolaños et al., 2009; Conafor, 2014; Sánchez-Martínez et al., 2007). Sin embargo, el manejo forestal comunitario que se realiza en SCL tiene la intención de conservar el bosque de manera que la comunidad pueda seguir abasteciéndose de los bienes que brinda, únicamente para autoconsumo. Rojas-Serrano y Martínez-Corona (2017) encontraron que en la comunidad de SCL se cree que la supervivencia del pueblo depende de la conservación del bosque. Gracias al monitoreo constante de los pobladores, el manejo tiene un bajo impacto en las dinámicas del ecosistema, lo que permite que el bosque conserve su capacidad de resistencia y recuperación ante disturbios naturales.
El hecho de haber encontrado una relación entre las prácticas de manejo forestal y las abundancias del descortezador D. mexicanus pone de manifiesto que las áreas previamente saneadas deberían continuar bajo monitoreo comunitario activo, puesto que tienen el mayor potencial de generar nuevos brotes. Debido a que después de los saneamientos el bosque presenta árboles con tallas menores, estas áreas podrían ser menos susceptibles como se ha demostrado en otros estudios, donde comparan la susceptibilidad de ataque de árboles pequeños y grandes (Doak, 2004; Hutchinson y Reid, 2022; Koontz et al., 2021), no obstante, es fundamental continuar con el monitoreo comunitario para detectar los brotes nuevos de manera oportuna.
Debido a que la predicciones del cambio climático apuntan a un incremento en las temperaturas máximas y en las condiciones de sequía para México (Sáenz-Romero et al., 2010), y a que se ha demostrado que estas condiciones pueden influir en la dinámica poblacional de Dendroctonus —de forma que sus poblaciones tienen mayor tasa de supervivencia y reproducción (Billings, 2011; Sáenz-Romero et al., 2023)— a la par de un incremento en la susceptibilidad y estrés por parte de los pinos (Creeden et al., 2014; Raffa et al., 2008), es fundamental fortalecer y mantener un monitoreo de las poblaciones de descortezadores y evaluar continuamente la salud del bosque (Billings, 2011; Cibrián-Tovar y Macías-Sámano, 2021). Si bien el ecosistema posee mecanismos de resiliencia que pueden modular la respuesta de las poblaciones de insectos descortezadores ante cambios ambientales, los desafíos sin precedentes asociados al cambio climático requieren estrategias de manejo sustentable, adaptativo y comunitario. En este sentido, el enfoque participativo adoptado —que combinó la evaluación fitosanitaria con el conocimiento local— permitió una comprensión más integral de los efectos de los brotes de escarabajos descortezadores (Pacheco-Aquino y Durán, 2023). Asimismo, este enfoque resalta la importancia de la implementación de saneamientos oportunos (p. ej., en SCL) como una herramienta clave para mitigar el impacto de los descortezadores y contribuir a la conservación de los bosques en escenarios de variabilidad climática.
Los resultados de esta investigación nos indican que el bosque de Santa Catarina Lachatao presenta buenas condiciones fitosanitarias y refleja su resiliencia gracias al manejo comunitario y las acciones de control aplicadas tras el brote de escarabajos descortezadores entre 2003 y 2009, con un rebrote en 2013. Aunque las especies más abundantes del género Dendroctonus (D. mexicanus, D. frontalis y D. adjunctus) son consideradas las más agresivas para los sistemas forestales mexicanos, su tamaño poblacional en esta comunidad está muy alejado al de otras zonas que presentan brotes considerables de descortezadores. Sin embargo, es crucial mantener un monitoreo activo y participativo debido a su potencial epidémico, especialmente ante el aumento de sequías y estrés hídrico previsto por el cambio climático, lo que podría incrementar las infestaciones. Estos hallazgos subrayan la importancia de un manejo comunitario adaptativo para enfrentar futuros brotes en un contexto de cambio climático.
Agradecimientos
A los pobladores y autoridades de la comunidad de Santa Catarina Lachatao por permitirnos trabajar en su territorio y compartir sus experiencias de manejo con nosotras. En particular a la familia Santiago Hernández, que fue crucial para el buen desempeño de la investigación. Todas las personas entrevistadas dieron su consentimiento para realizar el estudio.
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Relationship of the establishment of Dendroctonus adjunctus and Arceuthobium vaginatum with the structure of a Pinus hartwegii forest in Nevado de Colima, Mexico
Angel Rolando Endara-Agramont *, Rebeca Dennise Varo-Rodríguez, José Jonathan Aguirre-Zúñiga, Claudia Guadalupe Enríquez-Sánchez y Alma Abigail Luna-Gil
Universidad Autónoma del Estado de México, Instituto de Ciencias Agropecuarias y Rurales “El Cerrillo Piedras Blancas”, 50000 Toluca, Estado de México, México
*Autor de correspondencia: arendaraa@uaemex.mx (A.R. Endara-Agramont)
Recibido: 6 mayo 2024; aceptado: 29 julio 2025
Resumen
Las poblaciones de Pinus hartwegii se establecen por encima de 3,500 m snm, en torno a las montañas más altas del país, una de ellas es el Parque Nacional Volcán Nevado de Colima, mismo que está afectado por Arceuthobiumvaginatum y Dendroctonusadjunctus. El objetivo de la investigación fue determinar el daño provocado por ambos patógenos sobre la estructura y regeneración del bosque de P. hartwegii. Para ello, se instalaron 384 unidades de muestreo (UM de 1,000 m2 cada uno), donde se registró información dasonómica asociada a niveles de infestación de muérdagos y descortezadores. De acuerdo con los resultados obtenidos, 20% del bosque se encuentra infestado por muérdago y descortezador. Además, se presenta la eliminación del dosel dominante y reducción de árboles sanos > 40 DN en los sitios afectados. Por lo anterior, se concluye que los altos niveles de infestación de D. adjunctus y la superficie infestada por A. vaginatum afectan la estructura del bosque y, por tanto, comprometen el establecimiento de la regeneración natural, siendo la ladera oeste en torno al volcán la más afectada.
Palabras clave: Muérdago; Descortezador; Pinus hartwegii; Alta montaña; Estrato arbóreo
Abstract
The populations of Pinus hartwegii are established above 3,500 m asl, around the highest mountains in the country, one of them is the Nevado de Colima Volcano National Park, which is affected by Arceuthobium vaginatum and Dendroctonus adjunctus. The objective of the research was to determine the damage caused by both pathogens on the structure and regeneration of the P. hartwegii forest. To this, 384 sampling units were installed (MU of 1,000 m2 each), where forest information associated with mistletoe and bark beetle infestation levels was recorded. According to the results obtained, 20% are attacked by mistletoe and bark beetle. In addition, the elimination of the dominant canopy and reduction of healthy trees > 40 DN is presented in the affected sites. From the above, it is concluded that the high levels of infestation of D. adjunctus and the surface infested by A. vaginatum affect the structure of the forest and, therefore, compromise the establishment of natural regeneration, with the western slope around the volcano the most affected.
Keywords: Mistletoe; Bark beetle; Pinus hartwegii; High mountain; Tree stratum
Introducción
Los bosques templados de México cubren 15% de la superficie forestal, distribuidos en 5 regiones: Península de Baja California, Sierra Madre Occidental, Sierra Madre Oriental, Sierra Madre del Sur y el Sistema Volcánico Transmexicano (SVTM) (Sánchez-González, 2008). Se encuentran en un rango altitudinal de 1,800 a 4,000 m snm, donde se establecen más de 60 especies del género Pinus (Farjon et al., 1997; Styles, 1993) y hasta 8 especies del género Abies (Gernandt y Pérez-de la Rosa, 2014; Villaseñor, 2016).
En Jalisco convergen la Sierra Madre Occidental y el Sistema Volcánico Transmexicano, donde se establecen 34 especies de coníferas (Gernandt y Pérez-de la Rosa, 2014), es una de las entidades con mayor diversidad forestal. Sin embargo, para el periodo 2012-2021 se reportaron 345 notificaciones de saneamiento, lo que representa una superficie total de 54,157.70 ha, en 7,347.02 de ellas, las notificaciones se levantaron por insectos descortezadores y en 33,064.31 por plantas parásitas. El Parque Nacional Volcán Nevado de Colima abarca 2 de las principales regiones afectadas (Tuxpan y Zapotlán el Grande), cuenta con bosques de Pinus hartwegii y Abies religiosa (Sivicoff, 2022).
Las poblaciones de Pinus hartwegii se establecen sobre 3,500 m snm, en las laderas de los edificios volcánicos más altos del país (Endara et al., 2013). Estos bosques se ven afectados por plantas parásitas del género Arceuthobium (Endara-Agramont et al., 2022; Sáenz et al., 2020) e insectos descortezadores del género Dendroctonus (Endara et al., 2023).
México concentra la mayor diversidad de especies del género Arceuthobium (23) (Villaseñor, 2016); las afectaciones por plantas parásitas predisponen a los árboles al ingreso de descortezadores (Ferrenberg, 2020; Mathiasen, 2019), debido a la pérdida de vigor y reducción en el crecimiento de los árboles parasitados (Cibrián-Tovar et al., 1995) y, posteriormente, facilitando el ingreso de hongos ambrosiales que conducen a la muerte del hospedero (Farrell et al., 2001). En rodales de pino con múltiples agentes de perturbación (Dendroctonus ponderosa y Arceuthobium vaginatum subs. cryptopodum) se encontraron bajos porcentajes de copas vivas y una predisposición a la acumulación de combustible (Klutsch et al., 2014). Por su parte, en poblaciones de Pinus contorta con historiales de mortalidad en más de 70% del dosel causado por descortezador, se concluye que el manejo de los individuos muertos propicia la regeneración hasta 4 veces mayor que en rodales no tratados (Collins et al., 2011). Este escenario, podría influir negativamente en la combinación de muérdagos y descortezadores en la zona de estudio, puesto que la regeneración restante puede ser infectada por el muérdago.
México alberga 13 especies del género Dendroctonus (Armendáriz-Toledano y Zúñiga, 2017), que afectan, al menos, a 20 especies de coníferas de los géneros Pinus, Pseudotsuga, Abies y Cupressus (Cibrián-Tovar et al., 1995; Salinas-Moreno et al., 2004). La función de los descortezadores en ecosistemas naturales es inducir el recambio de especies vegetales a través de la infestación de árboles viejos o estresados hasta causarles la muerte, para posteriormente dar paso a nueva generación del componente arbóreo y, con ello, permitir el establecimiento de individuos con mejores condiciones de competitividad (Christiansen y Bakke, 1988).
Uno de los controles poblacionales de los descortezadores son las temperaturas invernales, que ayudan a mantener bajas las poblaciones de las larvas y a retrasar el desarrollo de los adultos (Raffa et al., 2008); sin embargo, en las últimas décadas el aumento de la temperatura en verano está acelerando el desarrollo de los adultos, al incrementar su capacidad reproductiva y fecundidad, lo que implica una mayor cantidad de generaciones de descortezadores al año (Lombardero et al., 2000; Sáenz et al., 2020).
El Parque Nacional Volcán Nevado de Colima (PNVNC) reporta la presencia de insectos descortezadores en sus bosques de pino desde 1963 (Conanp, 2006). De la misma manera, Arceuthobium vaginatum afecta 14% de la superficie de los bosques de pino establecidos por encima de 3,500 m snm. (Endara et al., 2023). Por lo anterior, el objetivo de la investigación fue determinar el daño provocado por el descortezador y el muérdago enano sobre la estructura y regeneración del bosque de P. hartwegii del Nevado de Colima.
Materiales y métodos
El PNVNC fue decretado en 1936 y cuenta con una superficie de 6,554 ha, alcanza una altitud de 4,270 m snm (fig. 1). El tipo de clima es semifrío con verano fresco corto, subhúmedo con precipitaciones en verano C (w2)(w)(x´)c(e). Los tipos de suelo más importantes son regosol, andosol, litosol y en menor escala, cambisol. En el límite altitudinal superior arbóreo se establece una población de Pinus hartwegii asociado con el zacatonal alpino (3,500-4,100 m snm), entre 3,300 y 3,500 se distribuyen los bosques de Alnus jorullensis y Abies religiosa, mientras que el bosque mesófilo de montaña entre 3,000 y 3,300 m snm. Estos ecosistemas albergan aproximadamente 172 especies de plantas vasculares,124 de mamíferos y 117 de aves (Conanp, 2006).
Figura 1. Área de estudio y sitios de muestreo.
Se establecieron 384 unidades de muestreo (UM) temporales en 3,086 ha del bosque de P. hartwegii del Parque Nacional Nevado de Colima, Jalisco, México. Los sitios se instalaron por encima de 3,500 m snm y hasta 3,900 m snm. Para ello se utilizó la intensidad mínima de muestreo del inventario forestal de reconocimiento, esto permitió dar la representatividad a la superficie muestreada; posteriormente, se adaptó el método de transectos, utilizando las curvas de nivel como líneas de acceso al bosque (Dauber, 1995); sobre cada línea se instalaron las UM con una equidistancia de 300 m y una separación altitudinal de 100 m, esto debido a la variación climática asociada a la altitud (Mayer y Ott, 1991).
Cada UM abarca una superficie de 0.1 ha (17.86 m de radio), en el levantamiento de información del sitio como altitud, pendiente y exposición se utilizaron instrumentos de precisión (brújula Suunto Tandem y GPS Garmin Rino 700). El registro de la regeneración (< 2.5 cm de DN), juveniles (≥ 2.5 < 7.5 de DN) y fustales (≥ 7.5 cm de DN) permitió cuantificar al arbolado (DN y altura total) y clasificar sus niveles de infestación por muérdagos enanos (Hawksworth, 1983) e insectos descortezadores (Billings y Espino, 2005).
Con base en la NOM-019, se determinó la presencia de descortezadores (< a 3 árboles con presencia de grumos blandos) y brotes (≥ a 3 árboles con presencia de grumos blandos) en cada UM (DOF, 2018). Para determinar la especie de descortezador se observaron la presencia de grumos de coloración transparente a blanca en la corteza de los árboles infestados, donde se realizaron colectas manuales de individuos adultos y se preservaron en alcohol etílico al 70% (Macías et al., 2004). Posteriormente, se llevaron a laboratorio y se observaron bajo un microscopio estereoscopio LEICA y un óptico MOTIC (40X) para su identificación utilizando las claves taxonómicas de Wood (1982) y Cibrián-Tovar et al. (1995), además de la observación de la varilla seminal (Lanier et al., 1988; Perusquía, 1978). En arbolado con presencia de muérdago enano se colectaron muestras botánicas, las cuales fueron prensadas y llevadas al herbario de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México, donde se identificaron mediante claves taxonómicas (Rzedowski y Calderón, 2011).
La información de sitios e individuos permitió generar valores numéricos por sitios (sanos e infestados), así como niveles de infestación (bajo, medio y alto); estos datos se visualizaron en el software ArcGIS ver.10.8, donde se utilizó la extensión para la interpolación de datos del vecino natural (Sibson, 1982), con ello se generaron mapas temáticos para la distribución espacial ambos patógenos. La densidad del arbolado se traduce en la sumatoria de individuos juveniles y fustales sanos (DN ≥ 7.5), así como el número de árboles muertos en pie por hectárea, para ello, se consideraron los rangos propuestos por Endara et al. (2013) y Rojas et al. (2019): denso (≥ 336 ind./ha), semidenso (< 336 ≥ 150 ind./ha) y fragmentado (< 150 ≥ 20 ind./ha).
La estructura horizontal se determinó mediante la agrupación de los individuos por categoría diamétrica, iniciando en la categoría de 10 (≥ 7.5 < 12.4 cm DN). Para la estimación de los estratos arbóreos (estructura vertical) se agruparon a todos los juveniles y fustales con sus alturas totales, los cuales se sometieron a una prueba de Anova para identificar diferencias mínimas significativas en el paquete estadístico MINITAB Release 12.21. (Endara et al., 2013). Para determinar el efecto de la afectación de muérdagos y descortezadores, se separaron los sitios sanos de los infestados (presencia de muérdago y descortezador) y así compararlos. Se cuantificó todo el renuevo clasificándolo en plántulas (< 30 cm de altura), brinzales (≥ 30 cm < 1.5 m de altura) y latizales (≥ 1.5 m de altura < 2.5 cm DN); a este grupo se sumaron los juveniles, ya que todavía son altamente vulnerables a incendios forestales y aún no garantizan su establecimiento en el bosque.
Resultados
El trabajo en laboratorio permitió identificar al escarabajo de los pinos de montaña Dendroctonus adjunctus (fig. 2) afectando al pino de las alturas (P. hartwegii), mismo que ha sido reportado en esta ANP desde 1963 (Conanp, 2006). En esta investigación se determinó que 24% de los sitios presentan brotes activos (52 sitios) y 15% solo con presencia (32 sitios).
Las colectas de material botánico permitieron identificar a la especie de muérdago enano Arceuthobium vaginatum, que para el PNVNC ya había sido reportado por Ruiz (1994) y Endara et al. (2023) y cubre una superficie de 417 ha (14%), mientras que el descortezador abarca 209 ha (7%), ambos parecen tener un patrón de distribución similar, ya que más de 70% de la superficie se concentra en la ladera oeste en torno al Volcán Nevado de Colima (fig. 3). Respecto a la altitud, tanto el muérdago como el descortezador están distribuidos desde 3,500 y hasta 3,900 m snm, el descortezador en polígonos grandes y continuos, el muérdago en parches más dispersos (de arbolado juvenil y con niveles de infestación: bajo 298 ha, medio 79 ha y alto 39 ha).
Figura 2. Izquierda, Arceuthobium vaginatum; derecha, Dendroctonus adjunctus en Pinus hartwegii.
La distribución de la estructura horizontal muestra una marcada diferencia entre los sitios con y sin muérdago y descortezador; en primer lugar, es notoria la reducción del número de árboles sanos, provocada por el establecimiento, tanto de muérdago como de descortezador, misma que se refleja en 48% menos en las categorías de regeneración y 59% menos en arbolado adulto (categorías 10-85 cm); en segundo lugar, la ausencia de arbolado con potencial semillero (> 35 cm) puede comprometer el establecimiento de la regeneración natural de la especie (fig. 4).
El Anova utilizado para conocer la distribución del arbolado agrupado por sus alturas en sitios sanos e infestados muestra la presencia de 3 estratos bien diferenciados en el bosque sin infestaciones y solo 2 en el bosque infestado (fig. 5); esto atribuido a la mortalidad de arbolado adulto en zonas con brotes activos de descortezador.
La representación gráfica del estrato arbóreo muestra que, el bosque sin infestación, pese a presentar 3 estratos en el análisis estadístico, el número de árboles del estrato superior no es representativo (4 ind./ha-1), ya que al graficar un bosque de 1,000 m2, éste desaparece, atribuido a la baja densidad de estos bosques (236 ind./ha-1). Por otra parte, los bosques infestados presentan una densidad mayor (263 ind./ha-1), esto se explica por la preferencia del descortezador por arbolado adulto, mismos que conforman los bosques densos del parque nacional (fig. 6).
Discusión
El descortezador de los pinos de montaña (Dendroctonus adjunctus) se distribuye en el centro de México sobre los principales sistemas montañosos (García-Navarrete et al., 2021), donde su impacto es mayor (Pérez-Miranda et al., 2021). La presencia de los escarabajos descortezadores de montaña está directamente relacionada con el establecimiento de muérdagos enanos; Endara et al. (2023) reportaron que más de 50% de los árboles enfermos en el Monte Tláloc y Nevado de Toluca presentan la sinergia de ambos patógenos. En el presente estudio, se reporta que 14% de la superficie del bosque de pino (Pinus hartwegii) está afectado por Arceuthobium vaginatum y 7% por D. adjunctus. En términos de superficie, el Nevado de Colima es la única montaña donde se pudo cuantificar la superficie infestada por descortezadores debido a la afectación en parches pequeños de bosques densos de arbolado adulto, esto parece favorecer su dispersión gradual hacia los árboles sanos en torno a los sitios de arbolado muerto en pie con brotes activos hacia los bordes. Al respecto, Cuellar et al. (2013) y Ruiz-González et al. (2018), reportan que, a mayor densidad de arbolado, aumenta el riesgo de la infestación por descortezadores del género Dendroctonus; esto concuerda con lo encontrado en este estudio, ya que los bosques densos son los que presentan mayor cantidad de arbolado muerto por descortezador. En contraste, Sosa et al. (2018) señalan que las altas densidades del arbolado no parecen ser los sitios favoritos para el escarabajo, aunque esto pueda deberse a que dicho estudio no se realizó en sitios de condición de infestación masiva.
Figura 3. Distribución espacial de muérdago enano y descortezador. Fuente: Endara et al. (2023) y trabajo de campo.
Lo anterior, aunado a que la presencia de Dendroctonus, es mayor en diámetros más grandes (Vázquez-Ochoa et al., 2022), provoca la reducción del número de árboles semilleros y, por lo tanto, puede comprometer el establecimiento de la regeneración natural. Por un lado, el descortezador está causando mortalidad en arbolado adulto (muchos de ellos semilleros), por el otro, el muérdago está atacando arbolado juvenil, esta combinación crea condiciones que puede contribuir a una mayor vulnerabilidad de los bosques (Aguirre et al., 2024), además de afectar en gran medida al establecimiento de la regeneración natural, ya que se ha registrado que la infección de muérdago enano reduce el éxito reproductivo del árbol y, a su vez, disminuye el reclutamiento (Queijeiro-Bolaños y Cano-Santana, 2015).
Dado que la homogeneidad en estructura y edad de los bosques son determinantes para la incidencia de insectos descortezadores (Raffa et al., 2008), la afectación de arbolado adulto y juvenil altera la distribución de la estructura vertical del bosque y ocasiona la desaparición del dosel dominante, ésto incrementa la vulnerabilidad de estos bosques ante incendios forestales y estrés de calor (Quintero-Gradilla et al., 2019), ya que no cuentan con un estrato superior bien definido, que cumple la función de dar sombra a los estratos medio e inferior. Además, dicho estrato protege a los árboles jóvenes de eventos climáticos como huracanes con rachas de viento de alta intensidad.
El clima es otra variable importante que limita la dispersión de los descortezadores, principalmente en la temporada de invierno (García-Navarrete et al., 2021). Sin embargo, las temperaturas en las zonas altas del país están incrementando (Sáenz et al., 2020), dados estos escenarios climáticos futuros, D. adjunctus probablemente alcanzará sitios altitudinales superiores (Estrada-Contreras et al., 2022). En el presente estudio, el escarabajo descortezador alcanza 3,900 m snm, mientras que, Salinas-Moreno et al. (2010) reportaron a D. adjunctus en intervalo de 3,100 y 3,500 m snm. Al mismo tiempo, el hospedero también migrará altitudinalmente, pues las zonas bajas del parque prácticamente carecen de arbolado adulto del pino de las alturas, esto probablemente debido a que el incremento actual del clima está reduciendo el vigor de P. hartwegii en las partes bajas, provocada por las altas temperaturas (Gallardo-Salazar et al., 2023).
Figura 4. Efecto de Arceuthobium vaginatum y Dendroctonus adjunctus sobre la estructura de Pinus hartwegii. Arriba, sitios sin muérdago descortezador; abajo sitios atacados por ambos patógenos.Figura 5. Estimación del estrato arbóreo en Pinus hartwegii (estructura vertical).
Las poblaciones del insecto descortezador han aumentado en años recientes, especialmente en la zona norte y centro de su distribución (Vázquez-Ochoa et al., 2022), además, los mayores brotes de descortezadores en México han ocurrido en el Eje Neovolcánico Transversal (del-Val y Sáenz-Romero, 2017). En este sentido y dado que, D. adjunctus presenta un comportamiento agresivo de colonización (Armendáriz-Toledano et al., 2018), produce alta mortalidad de pino, por lo que es necesario incorporar medidas de prevención para reducir sus afectaciones, principalmente sobre arbolado semillero y juvenil, y así disminuir los daños y cambios en la dinámica y estructura de los bosques.
El bosque de Pinus hartwegii del Parque Nacional Volcán Nevado de Colima está siendo afectado por Arceuthobium vaginatum y Dendroctonus adjunctus. La ladera oeste en torno al volcán Nevado de Colima es la más afectada, por un lado, el descortezador se distribuye en los bosques densos de arbolado adulto entre 3,600 y 3,800 m snm; mientras que el muérdago se establece en bosques fragmentados de arbolado juvenil entre 3,500 y 3,600 m snm, con pendientes ligeras y mayor exposición al sol. En ambos casos, los niveles de infestación afectan la estructura y comprometen la regeneración natural de P. hartwegii.
El 20% de la superficie muestreada presenta el establecimiento de uno u otro patógeno, por lo que, es necesario dar seguimiento a la dinámica de estas poblaciones, ya que pueden alterar el equilibrio natural de este ecosistema, principalmente en términos de estructura y regeneración del bosque.
Figura 6. Representación gráfica de la estructura vertical de poblaciones de Pinus hartwegii.
Agradecimientos
A los directivos del Parque Nacional Nevado de Colima y a la Conanp por su aprobación para la realización del estudio. Un agradecimiento especial al Grupo de Alta Montaña, quienes nos apoyaron en el trabajo de campo. Este estudio fue financiado por el proyecto Conacyt-Conafor/A3-S-130105.
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Pseudoregma panicola (Hemiptera: Aphididae), un registro nuevo sobre Arundo donax y su potencial como plaga urbana en México
Ana Lilia Muñoz-Viveros a, Damaris Arce-Lara a, Rebeca Peña-Martínez b, Alfonso David Ríos-Pérez c, Álvaro de Obeso-Fernández del Valle c, Juan Manuel Vanegas-Rico a, *
a Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Unidad de Morfología y Función, Laboratorio de Control de Plagas, Av. de los Barrios No. 1, Los Reyes Iztacala, 54090 Tlalnepantla de Baz, Estado de México, Mexico
b Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Prolongación de Carpio y Plan de Ayala, Sto. Tomás, 11340 Ciudad de México, Mexico
c Tecnológico de Monterrey, Departamento de Bioingeniería, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Av. Eugenio Garza Sada 2501, 64849 Monterrey, Nuevo León, Mexico
Received: 30 April 2024; accepted: 28 February 2025
Abstract
Aphids are phytophagous insects that can affect the health of wild and urban vegetation, their effect being enhanced when they are exotic. The study was conducted in the garden of the Vasconcelos library, Mexico City. Insects were collected on ornamental Poaceae during December 2019, February 2020, and continued post-pandemic in 2023 (May-August 2023). Organisms were quantified and searched for natural enemies; morphological and molecular analyses of insects and plants were carried out. The aphid was determined as Pseudoregma panicola and Arundo donax as its host and first world report. Pseudoregma panicola and Arundo donax have molecular similarities with populations from Yunnan, China. The review of the scarce material from Mexico shows that P. panicola was collected from 1979 to 1981, on 3 wild species of Poaceae: ca. Phragmites in Morelos, Paspalum sp. and another undetermined species in Tamaulipas. The entomophagous present were: scarce larvae of Chamaemyiidae, and adults of the coccinellids Harmonia axyridis and Hippodamia convergens. The absence of parasitoids during 3 years of research, in addition to the low population of entomophagous, indicates an unfinished process of adaptation to this urban pest.
Keywords: Exotic insects; Poaceae; Chamaemyiidae
Resumen
Los áfidos son insectos fitófagos que pueden afectar la salud de la vegetación silvestre y urbana, cuyo efecto se potencia cuando son exóticos. El estudio se realizó en el jardín de la biblioteca Vasconcelos, Ciudad de México. Se recolectaron insectos sobre Poaceae ornamentales durante diciembre 2019, febrero 2020 y se continuó postpandemia en 2023 (mayo a agosto 2023). Se cuantificaron los organismos y se buscaron enemigos naturales; se realizaron análisis morfológicos y moleculares de los insectos y la planta. Se determinó el áfido como Pseudoregmapanicola y Arundo donax como su hospedante, lo cual constituye el primer reporte mundial. Pseudoregma panicola y Arundo donax tienen cercanía molecular con poblaciones de Yunnan, China. La revisión del escaso material de colección en México muestra que P. panicola se recolectó de 1979 a 1981, sobre 3 especies silvestres de Poaceae:ca. Phragmites en Morelos, Paspalum sp. y otra especie sin determinar en Tamaulipas. Los entomófagos presentes fueron escasas larvas de Chamaemyiidae y adultos de los coccinélidos Harmonia axyridis e Hippodamia convergens. La ausencia de parasitoides durante 3 años de investigación, además de la baja población de entomófagos, indica un proceso inconcluso de adaptación de esta plaga urbana.
Aphids are among the most significant pest groups affecting urban vegetation (Tello et al., 2005). They damage a wide range of host plants by sucking the juices from leaves and stems and producing honeydew. The damage is evident through symptoms such as discolored, battered, and yellowed leaves, as well as stunted growth, which detracts from the aesthetics of green areas and could represent a disease reservoir (Peña-Martínez, 1992; Rozo-Lopez et al., 2023; Tubby & Webber, 2010). Phytosanitary inspections are crucial in urban areas to ensure healthy vegetation, which, in turn, contributes to thermal comfort and indirectly reduces the risks of diseases (Tochaiwat et al., 2023; Yang et al., 2023).
In Mexico City, one of the largest cities in the world, commercial and tourist activities may facilitate the introduction of insect pests. The incursion of exotic aphids to Mexico can lead to severe economic impacts, like those generated by M. sorghi (also cited as M. sacchari) in sorghum crops during 2015 and 2016 (Peña-Martinez et al., 2016; Rodríguez-del Bosque & Terán, 2015). Therefore, it is essential to promptly document the presence of these exotic phytophagous insects and their hosts to mitigate potential damage to agricultural activities (Barczak et al., 2021; Korányi et al., 2021). Consequently, this study aims to report the presence of the aphid Pseudoregma panicola in ornamental plants in Mexico City.
Materials and methods
The sampling site was the garden of the Vasconcelos Public Library, located in Mexico City (19°26’53.5” N, 99°09’01.8” W; 2,241 m asl). This garden was created in 2006 to refurbish the city’s train station and incorporates 168 plant species from different sites (garden staff, personal communication).
The sample period spans from December 2019 to February 2020, when we observed and collected pest insects weekly. Following the COVID-19 pandemic, sampling was restarted in January 2023 to follow up on maintenance staff observations about the pest on Poaceae specimens used as ornamentals. The fieldwork at each visit consisted of 2 steps: photographing leaves (adaxial and abaxial side) with aphid colonies, including a metal ruler as a size reference, and sampling of these leaves, preserving them in airtight plastic bags for subsequent processing (rearing, mounting, and identifying natural enemies) in the Laboratorio de Control de Plagas de la Facultad de Estudios Superiores, Iztacala, UNAM. At the same time, another part of the plant material was provided to the herbarium of the same institution for identification.
The photographs were edited with Gimp software ver. 2.10.32 (The GIMP Development Team, 2023) to obtain tricolor images (green = leaf area, red = aphid specimens, white = background), including a centimeter scale. Then, images were processed with Image J software ver. 11 (Rasband, 2018) to estimate the area covered by the aphids on the adaxial and abaxial sides of the leaves. The abundance was calculated and compared with the M. sorghi infestation counting scale proposed for sorghum leaves (Bowling et al., 2015), using the original photos and Image J. Means and standard errors were calculated using SPSS software ver. 24.0 (IBM, 2016).
Some aphid specimens were processed according to the technique described by Blackman and Eastop (1994) and were identified according to the Noordam keys (1991). Part of the specimen material was preserved in 96% ethanol and kept refrigerated. Later, it was sent to the Laboratorio de Estrategias Ambientales y Fitotecnologías, of the Departmento de Bioingeniería at the Tecnológico de Monterrey for DNA extraction.
Molecular analyses were performed using cytochrome c oxidase I (COI) as suggested by several publications for aphids (Corsini et al., 1999; Folmer et al., 1994; Nováková et al., 2013; Zhang et al., 2011). A PCR reaction to amplify a COI fragment was performed using the primers LCOI490 and HCO2198 (Folmer et al., 1994). The reaction was performed using a denaturing step of 95° for 3 min, followed by 35 cycles of 95° for 1 min, 45° for 1.5 min, and 72° for 1 min, and finishing with an extension of 3 min at 72°. The amplicon was purified using a QIAGEN PCR Purification Kit following the manufacturer’s instructions. Finally, the amplicon was sequenced using Sanger sequencing with the same primers, and the sequence was uploaded to NCBI with the accession number PQ196704. Once the sequence was obtained, a BLAST was performed to identify the organism (Altschul et al., 1990). Similar sequences were downloaded, cropped, and aligned (muscle algorithm) using MEGA XI when the organisms were identified. A phylogenetic tree was created using maximum likelihood (Tamura et al., 2021).
An ecological niche model was made with the field records in Mexico (by the authors) and from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF.org, 2024) in Darwin Core format. The obtained data were subjected to 2 debugging processes: elimination of those records with coordinates 0 and 0, and elimination of duplicate data. Climatological variables were downloaded from WorldClim at a resolution of 5 arc minutes (≈ 10 km2) (Fick & Hijmans, 2017). The variables combining temperature and precipitation information, Bio8 – Mean temperature of the wettest quarter, Bio9 – Mean temperature of the driest quarter, Bio18 – Precipitation of the warmest quarter, and Bio19 – Precipitation of the coldest quarter, were removed due to the spatial anomalies they generate (Escobar et al., 2014).
The remaining 15 variables were used globally (except Antarctica) to avoid the risk of niche truncation (Chevalier et al., 2022). The variables were entered into the Niche A software (Qiao et al., 2016), and a principal component analysis (PCA) was performed. The 15 components were used to conduct ecological niche modeling based on the calibration zone and a 0.5-degree buffer (M, of the BAM model, Soberón et al., 2017). Using the ntbox package, more than 400 possible models were built within R, of which the one with the best omission and commission rates was kept (Osorio-Olvera et al., 2020). The resulting model was subjected to the MOP (Mobility-Oriented Parity) validation test, and only those regions that showed a low risk of extrapolation (near 1) were used (Owens et al., 2013).
Results
According to taxonomic identification and molecular test results, the specimens corresponded to Pseudoregma panicola (Takahashi) (Fig. 1). The host plant was determined by Izta Herbarium as Arundo donax L. The population density of P. panicola on this plant was estimated at 255 ± 65.4 individuals (range 75-750) per colony/leaf, with a more significant presence on the abaxial side, representing 46% of its cover. The leading group of associated entomophagous insects were silver fly larvae (Diptera: Chamaemyiidae), with an average abundance of 2.4 ± 0.8 (range 1-5) individuals/leaf over 3 years, besides a few adults of coccinellids (Coleoptera: Coccinellidae), Hippodamia convergens L., and Harmonia axyridis Pallas (0.12 ± 0.01 individuals per leaf/year). The population density of all predators was low compared to the pests. In the case of coccinellids, they were occasional, and immatures were not obtained.
Molecular sequence analysis indicated that the aphid P. panicola and its host A. donax, are most closely related to those sequenced from South Africa, Egypt, India, Italy, USA, and China (Fig. 2). Specimens of P. panicola from the latter country are most closely related to those sequenced from Poaceae in Yunnan Province, China, and, to a lesser extent, to specimens collected from Phyllostachys nigra Lodd. former Lindl. In the same region, the Fujian Province (Rui-Ling et al., 2013) (Fig. 3).
The model was only built with 60 occurrence points, of which 3 were obtained by the authors. The MOP achieved acceptable accuracy and a low risk of extrapolation values for Mexico, despite the fact that only 63 occurrence points were established (Fig. 4). For Mexico, regions such as the Yucatán Peninsula, the Valley of Mexico and northern and central Mexico seemed the most suitable to P. panicola distribution.
Discussion
The aphid P. panicola is reported in 4 continents: Africa —Argelia (Samia y Benoufella-Kitous, 2021), Asia —China (Holman, 2009; Riu-Ling, 2013), Japan (Holman, 2009), India (Holman, 2009; Singh & Singh 2018), Indonesia (Noordam, 1991), Nepal (Holman, 2009), and south of the Asian continent (Brumley, 2020), Oceania —Australia (Brumley, 2020) and New Zealand (Cottier, 1953), and America —Cuba, Costa Rica, Guadalupe, Puerto Rico, and Venezuela (Villalobos-Muller et al., 2010).
In Mexico, this species was initially reported by Peña-Martínez (1985), without specifying the host plant or location. Unedited documentary information from the Aphidomorpha collection of Mexico indicates that the aphid was collected by J. Butze at Coatlán del Río, Morelos, in 1979, on a host tentatively identified as Phragmites. The insects were identified by Dr. Remaudière in 1981, and the slide was subsequently donated to the former Dirección General de Sanidad Vegetal, today named Senasica. There are 2 unique slides in the Aphidomorpha collection: the first was surveyed from undetermined Poaceae on September 2nd, 1981, and the second on Paspalum sp. on September 4th, 1981; both collected by J. Holman and R. Peña-Martínez from Reserva de la Biosfera El Cielo, Gómez Farías, Tamaulipas, and corroborated in 2024 by the aphid specialists Ana Lilia Muñoz Viveros and Rebeca Peña Martínez.
Figure 1. Colonies and structures of Pseudoregma panicola. A, Leaf of Arundo donax infested by P. panicola colonies; B, live adults and nymph waxy covered, 1 mm scale; C, first instar nymph, 0.5 mm scale; D, habitus of aptera, 0.5 mm scale; E, antenna, 0.1 mm scale; F, frontal horns, 0.1 mm; G, ana plate bilobed, 0.1 mm scale; H, rostrum, 0.1 mm scale; I, cauda knobbed, 0.1 mm scale; J, K, sifunculus, lateral view and frontal view, 0.1 mm scale.Figure 2. Comparative dendrogram of Hormaphidinae aphids and comparative dendrogram of Arundo donax sequences, registered in Genbank and specimens from the study site.Figure 3. Mobility-oriented parity (MOP) values of the worldwide ecological niche model of Pseudoregma panicola.
Regarding P. panicola feeding, different genera of Poaceae were recorded as hosts: Andropogon, Arthraxon, Bambusa, Capillipedium, Cyrtococcum, Eragrostis, Ichnanthus, Indocalamus, Lasiacis, Oplismenus, Panicum, Paspalum, Phragmites, Phyllostachys, Pseudoechinolaena, Setaria, Stenthotheca, and Thysanolaena (Favret & Miller, 2012; Holman, 2009; Rui-Ling et al., 2013; Singh & Singh, 2018). Arundo donax is a new record of the host, which develops as secondary vegetation in the country, even as an ornamental, in various urban areas of Mexico City.
In Vasconcelos Library, A. donax occupies 80 m2 of the 2,600 m2 total garden area and is placed as a green barrier to hide the walls and give a feeling of thickness. The origin of purchase of this plant is uncertain; furthermore, no aphids or any other phytophagous have been recorded that have affected it since its placement (garden staff, personal communication). This green area is located near downtown Mexico City, where 3 public transportation systems converge, providing connections to the south, north, and east of the city, as well as to the airport, potentially facilitating the introduction of pest insects. Records on Phyllostachys nigra in Mexico indicate its presence in Nuevo León, Sinaloa, and San Luis Potosí (iNaturalist, 2024). Additionally, there are a few reports on the American continent (GBIF 2023), which also does not correspond to the continental distribution of P. panicola, suggesting that this plant is not the cause of its dispersal in America. A possible approach to discern the dispersal of P. panicola in Mexico would be the trade from Yunnan and other provinces of China to Central America and the USA, where Mexico is part of the naval route, and where plants with roots and foliage are sold for floral arrangements (Economic Complexity Observatory, 2023).
According to the Bowling’s scale infestation per leaf, the abundance of P. panicola on A. donax (up to 750 aphids) is higher than M. donacis (range 12 to 500 aphids) on the same host in Mexico (Vanegas-Rico et al., 2023), and M. sorghi on Sorghum (≈ 20-136 aphids) in Texas (Brewer et al., 2022). The low diversity of predators and the absence of parasitoids on P. panicola suggests that the potential natural regulators were in the process of adaptation during that period. Regarding exotic aphid populations, M. sorghi was detected in 2015, and more recently, M. donacis on A. donax in 2023. In the case of M. sorghi, at least 19 entomophagous (including 2 parasitoids) were recorded in northeastern Mexico sometime after its first report in the country (Rodríguez-del Bosque et al., 2018). The effect of natural enemies in Texas, 14 predators and 2 parasitoids, shows low abundance after 3-4 years of population studies (Brewer et al., 2022) compared to the initial report as a pest, where more than 1,000 aphids per leaf were observed (Bowling et al., 2015).
Figure 4. Ecological niche model of Pseudoregma panicola. The color bar depicts the environmental suitability of the species worldwide and Mexico.
In the case of M. donacis, coccinellids and silver flies were observed preying on aphids during their first report in Mexico (Vanegas-Rico et al., 2023). Recently, laboratory observations indicated that ladybugs and silver flies could consume all instars of M. donacis; in fact, a low percent of parasitism (˂ 5%) was observed in the Valley of Mexico and Ensenada, Baja California (pers. com. Vanegas-Rico).
The identity of silver flies remains unknown due to limited material and inconclusive molecular results. This Diptera group can feed on different species of adelgids, aphids, soft scales, and other hemipterans (Gaimari et al., 2024; Salas-Monzón et al., 2020; Satar et al., 2015; Vanegas-Rico et al., 2010), exhibiting a density-dependence with their prey (Vanegas-Rico et al., 2017). The last bioecological aspect is relevant because it influences the success of biological control programs (Gaimari, 1991; Havill et al., 2018), and has favored the selection of some silver fly species as biological control agents in Europe (Justesen et al., 2023), USA (Ross et al., 2011; Havill et al., 2018), and Israel (Mendel et al., 2020).
According to site management personnel statements, P. panicola is controlled through broad-spectrum insecticide and sanitary pruning. This last method is frequently used when dry, greyish leaves and white spots (aphid wax) are observed. As a result, the aphid population densities recorded since 2023 are low (18.5 ± 4.2) and scarcer in coccinellids (2.6 ± 1.4) and silver flies (0.4 ± 0.1). So far, there was no evidence of parasitism in additional surveys of 2024. In the 2023 and 2024 samples, predation was observed on the aphid colonies and coccinellid eggs, mainly by H. axyridis andsporadic Syphid and Scymninae larvae. This suggests the continued adaptation process of these entomophagous and a possible adverse effect of pest management. Therefore, a biological control strategy for conservation must be implemented to promote the permanence of beneficial organisms and increase their populations.
Arundodonax has been encouraged as an ornamental plant so that the first negative impact would be in this type of urban system. There is still no prospecting in the agricultural landscape, despite the wide distribution of A. donax in 27 states of Mexico, mostly as a riparian system weed (Goolsby et al., 2023). The tendency of the A. donax distribution model (Goolsby et al., 2023) is similar to the current climate modeling of the aphid proposed in this work. This shows the potential for the establishment of the aphid in different states of the republic, highlighting its suitability in the Basin of Mexico and northern and southwestern parts of the country where this plant develops as an invader in bodies of water.
Finally, the work confirms the presence of P. panicola in Mexico and its development as an urban pest of A. donax, representing a New World host record for this aphid, and the first report from North America. Molecular information suggests China as a possible place of origin for both the plant and the aphid. Although this process is not entirely clear, it is feasible that the economic routes for transporting live or forage plants from this Asian country are a significant element to consider for the potential introduction of Poaceae phytophagous insects. The impact on this family of plants is currently unknown, so future studies should focus in that direction.
Acknowledgments
Special thanks to Francisco Amador-Cruz, Professor of Ecology career at FES-Iztacala, for elaborating the maps and for providing suggestions for this manuscript.
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Leafhoppers of the tribe Athysanini associated to pine and oak forests in Mexico (Hemiptera: Cicadellidae), with description of a new species of the genus Eutettix
J. Adilson Pinedo-Escatel a, b, *
a Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Biología, Departamento de Zoología, Colección Nacional de Insectos, Tercer Circuito s/n, Ciudad Universitaria, 04510, Ciudad de México, México
b University of Illinois, Prairie Research Institute, Illinois Natural History Survey, 1816 S. Oak Street, 61820 Champaign, Illinois, EUA
*Autor para correspondencia: adilson.pinedo@ib.unam.mx (J.A. Pinedo-Escatel)
Recibido: 19 marzo 2024; aceptado: 28 febrero 2025
Resumen
Históricamente los insectos herbívoros de la tribu de cicadélidos Athysanini (Hemiptera: Cicadellidae) han sido ávidamente recolectados en bosques de pino y encino en México, además de contar con una notable distribución en el país, sin embargo, se desconoce cuáles géneros y especies están asociadas a estos ambientes boscosos. Esta es la primera contribución mediante múltiples eventos de recolección, especímenes revisados en colecciones y literatura especializada en la que se compiló un total de 385 georreferencias para 83 especies de 31 géneros, donde 90% de las especies son endémicas para el territorio mexicano y los datos demuestran presencia sobre 15 estados; Guerrero lidereó tanto en el número de registros como en número de especies. Además, se describe una especie nueva del género Eutettix Van Duzee, 1892, recolectada en el estado de Jalisco y se discute la distribución de las especies de Athysanini presentes sobre las pináceas y encinares mexicanos.
Historically, herbivorous insects of the leafhopper tribe Athysanini (Hemiptera: Cicadellidae) have been avidly collected in pine and oak forests in Mexico and have a remarkable distribution in the country. However, it is unknown which genera and species are associated with these forest environments. In this contribution, through multiple collection events, specimens reviewed in collections and specialized literature, a total of 385 georeferences were compiled for 83 species from 31 genera, where 90% of the species are endemic to the Mexican territory and its occurrences extend over 15 states; Guerrero led both, number of records and number of species. In addition, a new species of the genus Eutettix Van Duzee, 1892, collected in the state of Jalisco, is described and known distribution of the Athysanini species present in Mexican pine and oak forests is discussed.
Los bosques mexicanos cubren una significante extensión del territorio mexicano manteniendo una biota muy diversa y en algunos casos, hasta exclusiva (Rzedowski, 1991a, b, 2006). La cobertura vegetal forestal dentro del país se encuentra interconectada por límites de ecotonos diferenciándose por diversos factores estructurales, entre ellos, la composición de los bosques ya sean de coníferas, encino, tropical caducifolio, mesófilo de montaña o lluvioso (Rzedowski, 1991a, 2006). Algunos de estos últimos, son resilientes en áreas uniformes de vegetación, o en parches disruptivos con superficies fragmentadas, perturbadas o en constante presión ambiental por actividades antropogénicas (Parada-Aragón et al., 2019; Rzedowski, 1991b; Sosa y De-Nova, 2012; Steinmann, 2002). Las pináceas y encinares en México según Gernandt y Pérez-de la Rosa (2014), Tantray et al. (2017) y Valencia-Ávalos (2010) están ampliamente distribuidos desde 32º hasta 14º latitud norte en un rango altitudinal que oscila entre 200 y 3,700 m snm. A lo largo de la topografía mexicana se reportan 49 especies de pináceas, de las cuales 22 son endémicas y el resto están compartidas en gran parte con otros países del hemisferio norte (30%). En cambio, para los encinares se conocen 160 especies, de las cuales, 109 son endémicas (60%) y el resto se comparten en límites del norte o el sur del país (Gernandt y Pérez-de la Rosa, 2014; Tantray et al., 2017; Valencia-Ávalos, 2010, 2004).
La familia Cicadellidae (Hemiptera: Auchenorrhyncha) es un grupo de insectos que cuenta con una distribución cosmopolita albergando en la actualidad más de 23,000 especies en todos los ecosistemas terrestres conocidos, a excepción de los hielos perpetuos (Bartlett et al. 2018; Dietrich 2005). Los cicadélidos son organismos estrictamente obligados a consumir savia de las plantas vasculares superiores y, en consecuencia, su distribución está estrechamente sujeta a los gradientes tanto en latitud como en longitudes regidas por la vegetación asociada donde residen (Hamilton y Whitcomb, 2010; Pinedo-Escatel y Moya-Raygoza, 2015, 2018). A su vez, esta familia de insectos presenta altos grados de especialización y algunas especies particularmente consumen exclusivamente de una familia o especie vegetal, por lo cual, ciertas agrupaciones de especies se han considerado como organismos potenciales o vectores efectivos en la trasmisión de enfermedades fitopatogénicas a diferentes plantas ya sean cultivadas o silvestres alrededor del mundo (Hamilton y Whitcomb, 2010; Moya-Raygoza et al., 2019).
Por otro lado, la tribu Athysanini comprende a un grupo de cicadélidos muy diverso tanto en especies como en morfología. La tribu cuenta con 911 especies reportadas en el mundo y en México. Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al.(2021) y Pinedo-Escatel, Dietrich et al.(2021) documentaron 146 especies pertenecientes a 46 géneros, de las cuales 70% del total de especies son endémicas. Los hábitos alimenticios de estos organismos bajo esta categoría de tribu son variables y se encuentran desde pastizales o herbáceas, hasta árboles de tallas considerables. De 1930 a la fecha, se han descrito y reportado atisaninos asociados a sistemas boscosos en México (DeLong, 1939; Nielson, 1988; Pinedo-Escatel, Moya-Raygoza et al., 2021), sin embargo, no se ha detallado cuáles son las especies que exclusivamente residen en los bosques mexicanos de pinos y/o encinos, por consecuencia, el nombre de las pináceas hospederas aún sigue sin ser documentado; sin embargo, el rango altitudinal ha sido contundente para la distribución de las especies.
Los bosques de pinos y encinos, históricamente, albergan cicadélidos a lo largo del continente americano, sin embargo, poco o casi nada se conoce sobre su biología incluyendo aspectos como la alimentación o la reproducción (Taylor et al., 1993), a diferencia de otras familias dentro del suborden Auchenorrhyncha reportando ciclos biológicos a detalle (p. ej., Cercopidae en Castro-Valderrama et al. [2017]). En esa misma línea, poco o casi nada se ha profundizado para dar a conocer las especies de atisaninos sobre estos ecosistemas boscosos. Aunque Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al. (2021) ejemplificaron los patrones de distribución que la tribu exhibe sobre varios tipos de bosques mexicanos: seco, encinar, nuboso y de pino, no enlista en detalle las especies que residen exclusivamente en estos hábitats.
La presente contribución tiene como objetivo documentar las especies de la tribu Athysanini asociadas a los bosques de pino y encino en México con base en ejemplares recolectados por el autor, especímenes revisados en colecciones entomológicas y registros de la literatura. Además, se describe una especie nueva del género Eutettix Van Duzee, 1892 a partir de la recolecta en proximidades de la sierra madre del Sur en el estado de Jalisco.
Materiales y métodos
Se utilizaron todos los registros de especímenes recolectados por Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021) sobre los bosques de pino y encino de México. Además de una serie de trabajos de campo entre 2022 a 2024, se implementó el uso de una red entomológica (35 cm de diámetro × 75 cm de profundidad) y una trampa de luz modificada de acuerdo con Aguilar-Pérez et al. (2019). Los ejemplares recolectados fueron preservados en frascos con etanol al 96% y depositados en refrigeración a -25 °C. Los segmentos terminales masculinos se examinaron siguiendo las técnicas de Triplehorn y Johnson (2005) y Oman (1949) para muestras de Auchenorrhyncha con las siguientes modificaciones: abdómenes sumergidos en solución caliente de KOH al 15%, enjuagados 3 veces en agua destilada y remojados con ácido acético para neutralizar remanentes de la potasa. Posterior al proceso de aclaración, los segmentos terminales se almacenaron en microtubos con glicerina debajo de las muestras correspondientes montadas en seco. Los especímenes fueron revisados en un microscopio estereoscópico Stemi DVA4 Carl Zeiss y digitalizados a través de una cámara óptica Olympus XLC. Las etiquetas de los especímenes estudiados incluyen el tipo de hábitat en el que fueron recolectados.
Para la especie nueva, se tomaron fotografías digitales de los organismos en vista dorsal, lateral y anterior, utilizando una cámara montada en un microscopio estereoscópico Olympus SZX12. La morfología interna de los machos fue fotografiada mediante un microscopio compuesto Olympus BX31 a través del software Gryphx. Todas las imágenes de múltiples planos focales se apilaron utilizando el software Helicon Focus (versión 8.2.18). La longitud del cuerpo se midió con un vernier electrónico desde el margen anterior de la corona, hasta el ápice de las alas anteriores en reposo. El color de los especímenes estudiados fue descrito con base en los ejemplares montados en seco. Los especímenes recolectados de la especie nueva se encuentran en la Colección Nacional de Insectos del Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México (CNIN) y el Illinois Natural History Survey de la University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, EUA (INHS).
La morfología externa sigue la esquematización de Dietrich (2005) y Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021), la venación de las alas sigue el sistema propuesto por Anufriev y Emeljanov (1988) y la quetotaxia de los apéndices sigue a Rakitov (1998). Los cambios nomenclaturales y los nombres válidos siguieron la lista de verificación de Linnavuori (1959), Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021), Oman et al. (1990), Omán (1949) y Zanol (2008). La descripción morfológica de la especie nueva sigue el modelo y circunscripción para la tribu Athysanini en México por Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021).
Compilación de registros de Athysanini en pináceas y encinares mexicanos. Se generó una base de datos general que incluye todos los registros conocidos para las especies que se distribuyen específicamente en los bosques de pino y encino en México mediante: a) organismos recolectados por el autor entre 2010 y 2024, especialmente en áreas con bosque de pino y encino en el país, b) la revisión de especímenes tipos y otros adicionales en las siguientes colecciones entomológicas nacionales e internacionales: Colección de Insectos del Instituto de Fitosanidad, Colegio de Postgraduados, Estado de México, México (CEAM); Colección Nacional de Insectos, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México (CNIN); Centro de Estudios en Zoología, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Jalisco, Zapopan, México (CZUG); Illinois Natural History Survey, Champaign, Illinois, EUA (INHS); Ohio State University, C.A. Triplehorn Insect Collection, Columbus, Ohio, EUA (OSUC); United States National Museum of Natural History, Washington, DC, EUA (USNM), y c) los registros conocidos por Nielson (1988) y DeLong (1939, 1946). Todos los registros de presencia, de manera individual, fueron reunidos en un archivo único para cada especie de México. Se utilizaron los trabajos de Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al. (2021) y Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021) como referencia para las especies endémicas y la homogenización entre los ambientes de pino y encino debido a que demostraron una preferencia por estos hábitats debido a su rango altitudinal.
Renderización de mapas. Los trazos vectoriales con todos los puntos georreferenciados provenientes de la literatura, especímenes en colecciones y eventos de recolección mediante trabajo de campo, fueron compilados y proyectados mediante ArcGis. Los polígonos de la vegetación en los mapas vectorizados siguen el sistema propuesto por Rzedowski (2006) y el mapa resultante incluye la distribución traslapada de los bosques de pino y de encino, además de los registros de atisaninos incluidos en los resultados de Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al. (2021) y Pinedo-Escatel, Dietrich et al. (2021). Únicamente los sitios con presencia de atisaninos fueron proyectados en el mapa. Todos los renderizados fueron elaborados por el autor.
Resultados
Se compiló un total de 385 georegistros de atisaninos para 83 especies de 31 géneros (120 de recolectas, 160 de revisión en colecciones y 105 de literatura) asociados a los bosques mexicanos de pino y encino. Del total de registros, 90% de las especies (74) y 53% de los géneros (17) son endémicos de México. En cambio, 27 especies (32%) residen exclusivamente sobre las pináceas y encinares mexicanos (tabla 1). Se presentan registros a lo largo de 15 estados del país, Guerrero ocupa el primer lugar (n = 80) seguido del Estado de México (n = 70) y Michoacán (n = 63) (fig. 1). El estado con más especies fue Guerrero (32 spp., 40%), seguido de Michoacán (28 spp., 35%) y el Estado de México (23 spp., 22%). Por otro lado, también Guerrero reportó 18 géneros (equivalente a 60% del total) y es el estado con el mayor número de taxones, tanto en registros como en especies endémicas (fig. 2). La distribución de los registros abarca latitudes desde el norte hasta el sur de México sobre la distribución reportada para ambos tipos de bosques (fig. 3).
Diagnosis. Color general amarillo blanquecino con múltiples manchas marrón. Dorso pigóforo fuertemente esclerotizado; apéndice en el interior fuertemente curvo dividido en 2 proyecciones, una delgada en longitud media y otra ensanchada sobresaliendo por el margen caudal. Edeago curvo dorsalmente con 1 par de procesos apicales lateralmente y gonoducto esclerotizado.
Descripción. Chicharritas con cuerpo alargado y moderadamente robustas, en vista dorsal semicilíndricas. Longitud media corporal 2.8 veces más larga que ancha. Dorso blanquecino con múltiples manchas marrones distribuidas disruptivamente. Cabeza con una banda no lineal de color naranja a distancia media entre el margen anterior y posterior dispuesta a manera transocular. Corona, 2.9 veces más ancha que larga; línea media ligeramente marcada; línea transocular convexa; superficie ligeramente estriada. Ojos blancos, 2.5 veces más anchos que largos, basolateral borde interno redondeado (fig. 4A, B). Ocelos negros, distancia al ojo menos de 0.3 veces del diámetro ocelar y 4 veces hacia la línea media. Rostro, 1.3 veces más largo que ancho; línea central blanca con 1 par de manchas naranjas transversales arriba y 4 pares de color marrón subsecuentes. Margen antenal de color marrón obscuro, sin formar una prolongación lateral y débilmente carinado. Antena igual a 1.1 veces en longitud respecto al rostro, color marrón y negro en ápice. Frontoclípleo con suturas laterales parcialmente subparalelas y con construcción media al costado de los pozos antenales, límite superior del frontoclípeo naranja claro y resto de la superficie con múltiples franjas transversales de color marrón delimitando una franja blanquecina sobre la línea media. Anteclípeo con construcción cerca de la base con márgenes laterales subparalelos, ápice expandido y sobrepasando ligeramente el margen posterior de la gena, superficie general de color marrón. Gena igual de amplia como el ancho del frontoclípeo y margen exterior débilmente angulado bajo el ojo (fig. 4C).
Tórax, pronoto blanquecino con manchas irregulares en color marrón, 2.2 veces más ancho que largo, margen anterior débilmente proyectado, margen lateral carinado y no extendido más allá del ancho de la base del ojo, margen posterior cóncavo y una muesca central; superficie trasversalmente surcada con algunas puntuaciones distribuidas sobre todo el disco. Escutelo blanquecino con margen anterior ancho (1.2 veces más que largo) y 1 par de manchas amarillas; margen posterior con 1 par de puntos negros sobre margen lateral; no protuberante en vista lateral. Tegminas. Membrana del primer par de alas translucida con patrones marrón sobre la sección claval y ápice de color negruzco, venas teñidas de color marrón; vena costal con margen blanco y líneas naranjas cercanas a la base alar; sin falsas venas trasversales, celda subapical externa sin falsas venas trasversales, celda subapical central traslucida, celda subapical interna sin venas trasversales adicionales y de color uniforme; 4 celdas apicales presentes, celda interior 1.2 veces más corta que la celda exterior, segunda y tercera celda igual en longitud pero la segunda presenta el doble de ancho que la tercera; región del clavo conectada con la vena Pcu y Cs mediante una vena trasversal en el primer tercio de la región y vena Pcu no conectada a A1. Segundo par alar, con esquema de venación típico para la tribu Athysanini. Patas blancas con máculas anaranjadas y patrón marrón, profémur fila AM con 1 macroseta a media altura, fila IC con 10 setas finas; protibia con 21 macrosetas sobre fila AD; mesotrocánter con 1 seta apical; metafémur con formula 2+2+1 sin setas adicionales.
Tabla 1
Listado de especies de la tribu Athysanini asociadas a bosques de pino y encino en México. Taxón endémico (*).
Género
Especie
Estado
Acunasus*
capitatus*
Guerrero, Jalisco
luteus*
Guerrero, Hidalgo
viridus*
Guerrero, Michoacán
Aligia
alvona*
Guerrero, Hidalgo, Ciudad de México, Veracruz
bicolor*
Ciudad de México
mexicana*
Ciudad de México, Veracruz, Hidalgo
Tabla 1. Continúa
Género
Especie
Estado
Alladanus*
mexellus*
Michoacán, Veracruz, Oaxaca
Angulanus*
incisurus*
Estado de México, Morelos, Jalisco, Oaxaca, Guerrero
Idiodonus
beamerellus*
Michoacán, Hidalgo
copulus*
Michoacán, Guerrero, Veracruz
edentulus*
Estado de México
excavatus*
Hidalgo, Estado de México
plummeri*
Estado de México, Morelos
wickhami*
Puebla, Estado de México, Ciudad de México, Puebla, Michoacán
Bardana*
depressa*
Estado de México, Morelos
Pseudaligia*
nigropunctata*
Hidalgo, Guerrero
Jaacunga*
spatulata*
Ciudad de México
vincula*
Hidalgo, Guerrero, Ciudad de México, Veracruz
Bonneyana
schwartzi
Coahuila, Nuevo León, Chihuahua
caldwelli*
Guerrero, Morelos, Michoacán, Puebla
Colladonus
anademus*
Estado de México
beameri*
Michoacán, Estado de México, Hidalgo, Puebla, Veracruz
claustrus*
Veracruz, Chiapas
bicinctus*
Ciudad de México
dampfi*
Veracruz, Estado de México, Michoacán
verecundus*
Estado de México, Michoacán, Morelos
albocinctus*
Estado de México, Hidalgo, Michoacán, Morelos, Ciudad de México
fasciaticollis*
Puebla, Michoacán, Estado de México
clathrus*
Puebla, Estado de México
titulus*
Ciudad de México, Veracruz, Estado de México
incidus*
Ciudad de México
Paracolladonus*
insculptus*
Estado de México
Paranurenus*
latidens*
Michoacán, Ciudad de México
Stoneana*
balli*
Guerrero
Crassana
marginella*
Guerrero, Oaxaca, Nuevo León
Paracrassana*
nigrifrons*
Puebla
Dampfiana*
deserta*
Guerrero
Conversana*
conversa*
Puebla, Morelos, Ciudad de México
Bandara
spinella*
Guerrero, Michoacán
mimica
Veracruz
Cahya
variabilis
Guerrero, Hidalgo, San Luis Potosí, Oaxaca
Eutettix
copula*
Ciudad de México
discapa*
Michoacán, Estado de México, Ciudad de México
placida*
Michoacán
ortegai*
Puebla
pedus*
Estado de México, Michoacán, Puebla, Morelos, Ciudad de México
Tabla 1. Continúa
Género
Especie
Estado
spinus*
Hidalgo, Ciudad de México, Estado de México
alvadus*
Hidalgo
chelatus*
Estado de México, Ciudad de México, Veracruz
contorqus*
Michoacán, Jalisco, Hidalgo
divergens*
Ciudad de México
harlani
Michoacán, Ciudad de México, Michoacán
krameri*
Hidalgo
lanceolatus*
Puebla
amixtlani sp. nov.*
Jalisco
Mesamia
alta*
Michoacán, Puebla, Guerrero
bifurcata*
Puebla, Michoacán, Ciudad de México, Estado de México, Morelos, Veracruz, Hidalgo
divisa*
Guerrero, Hidalgo, Veracruz, Michoacán, Jalisco
interrupta*
Ciudad de México
frigida*
Estado de México
orizaba*
Veracruz, Michoacán, Guerrero, Puebla, Ciudad de México, Hidalgo
puebla*
Puebla
montana*
Michoacán
interrupta*
Jalisco, Ciudad de México
separata*
Veracruz, Guerrero, Puebla, Hidalgo, Jalisco
Norvellina
cincta*
Puebla, Guerrero
denotata*
Ciudad de México, Guerrero, Michoacán, Estado de México
forficata*
Veracruz, Puebla
recepta*
Zacatecas
uncata*
San Luis Potosí, Guerrero, Puebla, Michoacán, Jalisco
Neodonus*
piperatus*
Michoacán, Hidalgo, San Luis Potosí
Renonus*
rubraviridis*
Jalisco, Guerrero
Retusanus*
luteus*
Guerrero
apicatus*
Guerrero
Cetexa
graecula
Coahuila
Cocrassana*
sexvarus*
Jalisco, Campeche, San Luis Potosí, Veracruz, Michoacán, Morelos
Figura 1. Número total de registros de presencia de la tribu Athysanini en bosques de pino y encino por entidades federativas de la República Mexicana.Figura 2. Número de géneros y especies de la tribu Athysanini presentes en bosques de pino y encino por entidades federativas de la República Mexicana que presentan registros.
Abdomen de color marrón, apodemas no evidentes del esternito I y apodemas del segundo esternito amplios basalmente, pero pobremente desarrollados.
Cápsula genital, macho. Pigóforo 3.0 veces más ancha que alta, dorso fuertemente esclerotizado e inciso a mediana distancia de la base, márgenes sin procesos; con un proceso interior supra desarrollado con 2 terminales, la primera delgada saliendo ligeramente de la cápsula genital y la segunda, robusta y extendida más allá del margen ventral; lóbulos laterales con 3 hileras de 3 a 4 macrosetas distribuidas sobre el tercer tercio del pigóforo; microsetas pronunciadas y puntuaciones desde la longitud media hasta el ápice del pigóforo (fig. 5A, C). Tubo anal 2 veces más largo que ancho con relación al largo total, margen lateral y dorsal esclerotizado. Valva y placas masculinas libres, articuladas con el pigóforo (fig. 5 B). Valva masculina triangular, 3 veces más corta que ancha, superficie numerosamente puntuada. Placa subgenital, con forma triangular; superficie punteada; margen exterior sinuoso con una fila de 10-12 setas finas y margen interior recto sin setas; 5 a 8 macrosetas dispuestas a lo largo del margen externo de la placa (fig. 5 B). Estilo fuertemente bilobulado en la base, con 6 setas en lóbulo preapical y textura corrugada; lóbulo medial corto, no extendido; lóbulo preapical pobremente desarrollado; apófisis curvo, simple y con ápice romo. Conectivo más corto que el estilo; 2.5 veces más corto que el tamaño del edeago en vista dorsal, con forma de Y, brazos anteriores 2 veces más largos que la longitud total del tallo (figs. 5B, 6C). Edeago moderado dentro del pigóforo cubriendo cerca de 2/4 del espacio interior, en dirección dorsal, atrio desarrollado, preatrio poco desarrollado y fuertemente esclerotizado; en vista lateral edeago curvo, ápice con 1 par de espinas laterales; procesos aedeagales sinuosos y direccionados dorsalmente; gonoducto tan amplio como el eje edeagal; gonoducto bien esclerotizado más allá del preatrio hasta el ápice; gonoporo en posición caudal y abierto tan amplio como el eje (fig. 6A, B).
Figura 3. Puntos georreferenciados de registros de atisaninos en bosques de pino y encino en México. Mapa elaborado por J.A. Pinedo-Escatel.
Medidas (mm). Cuerpo: longitud ♂ 4.18-4.55; ancho 1.60-1.67. Cabeza, ancho 1.20-1.28; longitud media 0.36-0.39; ancho previo a los ojos 0.63-0.69; ancho entre los ojos 0.50-0.53. Ojo, ancho 0.46-0.50 y longitud 0.20-0.22. Distancia entre ocelos 0.60-0.62. Frontoclípeo, ancho 0.56-0.57 y longitud 0.96-0.98. Anteclípeo, ancho 0.18-0.19 y longitud 0.26-0.29. Lora, ancho 0.19-0.20 y longitud 0.30-0.33. Gena, ancho 0.50-0.53 y longitud 0.28-0.30. Pronoto, ancho 1.30-1.33 y longitud 0.52-0.54. Escutelo, ancho 0.90-0.96 y longitud 0.72-0.75. Primer par de alas, longitud 3.59-3.62. Pigóforo, altura 0.55-0.59 y longitud 0.85-0.98. Valva, ancho 0.60-0.65 y longitud 0.40-0.53. Placa subgenital, ancho ápice 0.10-0.12, ancho medial 0.22-0.26, ancho base 0.32-0.33 y longitud 0.81-0.83. Estilo, longitud 0.50-0.52. Edeago, longitud 0.77-0.80.
Figura 4. Eutettix amixtlanus sp. nov., aspecto general macroscópico del holotipo macho. A, Hábito general en vista dorsal; B, hábito general en vista lateral; C, hábito del rostro en vista anterior. Escala 1 mm.
Resumen taxonómico
Holotipo. Macho (CNIN) – México: Jalisco, Zapotitlán de Vadillo, Centro Ecoturístico Amixtlan, 19°29’43.1” N, 103°43’16.6” O, 1,543m, 22 febrero 2019, Pinedo-Escatel Col., Trampa de Luz – MEXJAL158.
Paratipos. Dos hembras: 1 hembra (INHS) – México: Jalisco, Autlán de Navarro, Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán, Puerto Los Masos, 19°41’20.0” N, 104°23’48.2” O, 1,651m, 3 noviembre 2017, Pinedo-Escatel Col., Red Entomológica – MEXJAL19; 1 hembra (CNIN) – México: Jalisco, Zapotitlán de Vadillo, Centro Ecoturístico Amixtlan, 19°29’41.6” N, 103°43’17.1” O, 1,545m, 23 febrero 2019, Pinedo-Escatel Col., Trampa de Luz – MEXJAL154
Etimología. El epíteto de la especie, con género masculino, está compuesto por la palabra Amixtlán derivada de la lengua originaria Náhuatl; formada de los vocablos: atl (agua), mixtli (nube) y tan (lugar), que significa “lugar entre las nubes”, nombre que recibe la región por los pobladores locales donde fue encontrado el espécimen holotipo.
Figura 5. Eutettix amixtlanus sp. nov., capsula genital del holotipo. A, Pigóforo en vista dorsal; B, placas subgenitales, estilos y conectivo en vista ventral; C, pigóforo y segmento X y XI en vista dorsal. Escala 0.5 mm.
Hábitat y plantas huésped. La nueva especie se encuentra en bosque de encino en la provincia sierra Madre del Sur, en Jalisco. La caracterización de la localidad tipo cuenta principalmente con Quercus spp., parches de Pinus douglasiana y P. oocarpa (fig. 8A, B).
Anotaciones adicionales. La especie nueva es muy similar a E. apicalus Hepner, 1942, sin embargo, de esta última puede ser diferenciada fácilmente por la disposición de los apéndices de la cápsula masculina, la curvatura del edeago y por los procesos apicales del edeago dispuestos lateralmente.
Discusión
Del total de registros obtenidos de las especies de atisaninos, la mayoría son reportes inéditos para el país (60%) y de éstos, únicamente 8 especies se han registrado en Norteamérica (Oman, 1949). En cambio, la presente contribución registra 74 especies endémicas mexicanas asociadas con los bosques mexicanos de pino y encino. Del total de especies endémicas registradas, algunas se habían reportado anteriormente por Nielson (1988) y DeLong (1946, 1939), sin embargo, no especifican detalles o la especie de árbol hospedero.
Figura 6. Eutettix amixtlanus sp. nov., detalles internos de la cápsula genital del holotipo. A, Edeago en vista lateral; B, ápice del edeago en vista anterior; C, estilos y conectivo en vista ventral. Escala 0.5 mm.
De las 83 especies, 12 cicadélidos fueron colectados en 7 especies de pinos y 2 encinos (tabla 2), en cambio para el resto de las especies que se reportan en asociación con estos bosques, no fue posible documentar el hospedero. Los registros demostraron también que la distribución de los atisaninos recae sobre las principales cadenas montañosas de México, sin embargo, algunas presentan pocos hallazgos como es el caso de la sierra Madre Occidental, a pesar de la extensión de este complejo montañoso, lo cual refleja el hueco que existe en el esfuerzo de muestreo para dicha zona.
Algunas de las especies aquí compiladas han sido mencionadas por Nielson (1988) y DeLong (1946), quienes detallan que los organismos que habitan estos bosques de altitud cuentan con múltiples registros exclusivamente sobre las Pinofitas; sin embargo, se desconocen las especies a las que están asociadas, en contraparte los registros en encinares son inéditos. Así mismo, se ha observado que los patrones de distribución presentados por varios organismos son inespecíficos o por el contrario para algunas especies puntuales, por ejemplo, Colladonus albocinctus (DeLong, 1946), que a pesar de ser una especie endémica de México, podría contar con hospederos alternativos a causa de la cantidad de registros conocidos en altitudes superiores a 2,500 m en Morelos, Ciudad de México, Hidalgo, Michoacán y Estado de México, ésto con fundamento en la distribución que presentan las pináceas mexicanas, según Gernandt y Pérez-de la Rosa (2014). En cambio, C. trabilis Nielson, 1988 se conoce de una localidad en el Estado de México a una altitud de 2,900 m, lo cual podría sugerir un microendemismo en una única planta hospedera, que Nielson (1988) no mencionó. Por consiguiente, otra evidencia es la adaptabilidad de algunas especies de cicadélidos al maniobrar e incitar más actividad en otro tipo de vegetación, como por ejemplo los encinos, como es el caso del género Acunasus DeLong, 1945, que mayormente se ha registrado en varias especies de encinares cercanos a pinos. La complejidad de la biología de los atisaninos por residir en los doseles ha complicado comprender los patrones de distribución, y a su vez, las causas o razones de asociación directamente hacia una o varias especies de plantas hospederas (Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al., 2021; Pinedo-Escatel, Moya-Raygoza et al., 2021).
Figura 7. Distribución de Eutettix amixtlanus sp. nov. en el estado de Jalisco. Mapa elaborado por J.A. Pinedo-Escatel.
Tabla 2
Especies endémicas de la tribu Athysanini con referencia directa de asociación a pinos y encinos en México.
Cicadélidos
Hospederos
Acunasus capitatus
Pinus jaliscana; Pinus douglasiana
Acunasus luteus
Pinus douglasiana; Pinus patula; Quercus affinis
Acunasus viridus
Pinus herrerae; Quercus affinis
Aligia alvona
Pinus douglasiana
Idiodonus beamerellus
Pinus douglasiana; Quercus mexicana
Jaacunga spatulata
Pinus douglasiana
Bonneyana schwartzi
Pinus greggii
Colladonus beameri
Pinus patula
Colladonus incidus
Pinus douglasiana; Quercus mexicana
Eutettix amixtlani sp. nov.
Pinus douglasiana; Pinus oocarpa
Mesamia alta
Pinus lawsonii; Quercus mexicana
Comayagua taeniata
Pinus patula; Quercus affinis
Figura 8. Bosque de encino en localidades donde los especímenes fueron recolectados en la proximidad de la sierra Madre del Sur, Jalisco.
Por otro lado, estos organismos son indicadores de la calidad del hábitat o de hábitats en regeneración debido a la sensibilidad que presentan al adaptarse a las condiciones que requieren para desempeñar sus ciclos biológicos (Biedermann et al., 2005; Hollier et al., 2005). Varias especies de esta tribu también tienden a presentar distribuciones estrechas y no se desplazan más allá de los límites geográficos de su planta huésped (Pinedo-Escatel, Aragón-Parada et al., 2021; Pinedo-Escatel, Moya-Raygoza et al., 2021), lo cual ha generado evaluaciones sobre su conservación, proponiendo que varias de éstas se encuentran en un estatus vulnerable o amenazadas, paralelamente junto al ambiente donde se encuentran (Pinedo-Escatel y Dietrich, 2020). Una consecuencia o reflejo directo es la disminución de especies por causas antropogénicas y por 1 o múltiples factores que intervienen directamente en el número de poblaciones en términos de riqueza, por lo cual las colecciones, acervos y registros disponibles reflejan una oportunidad para realizar evaluaciones pertinentes en la toma de decisiones para su conservación (Pinedo-Escatel et al., 2024). La nueva especie, E. amixtlanus, presenta una distribución restringida ya que reside en 2 localidades aisladas, donde las actividades antropogénicas alrededor van en súbito aumento, limitando la dispersión fuera del hábitat para ambos, la chicharrita y la vegetación hospedera. El aumento de la deforestación no regulada, ganadería con sobrecarga y uso de pesticidas desmedidos se suman a ejercer presión en la región, además de las reportadas por Pinedo-Escatel, Moya-Raygoza et al. (2021). Por ello, para comprender mejor el estatus de conservación de la chicharrita y de los insectos, deben dedicarse esfuerzos futuros en marcos de referencias en acciones de protección de flora y fauna en áreas clave y que prioricen a las especies que residen en ecosistemas paralelamente amenazados.
Agradecimientos
A Cristina Mayorga por su apoyo técnico en la Colección Nacional de Insectos (CNIN) del Instituto de Biología, UNAM. A Edith Blanco Rodríguez (Colegio de Postgraduados) por la toma de fotografías durante su estancia en el Illinois Natural History Survey, Univeristy of Illinois en Urbana-Champaign. A Diego y Axel Pinedo por su apoyo en la recolecta de los organismos estudiados. Esta investigación recibió apoyo por PAPIIT-DGAPA-UNAM (Núm. IT200324).
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