Biotic and abiotic drivers of litter decomposition in drylands: The role of UV and trophic interactions

Resumen

La descomposición retorna al suelo más del 50% de la productividad primaria y provee del principal recurso de energía y nutrientes para la compleja red alimenticia del suelo. En ecosistemas terrestres, la descomposición está jerárquicamente regulada por el clima, la calidad de la hojarasca y la biota del suelo. Sin embargo, en ecosistemas semiáridos, la descomposición parece estar gobernada por complejas interacciones bióticas y abióticas que no son bien entendidas. El principal objetivo de esta tesis es estudiar las interacciones que regulan la descomposición en ecosistemas semiárdios. Como primer objetivo evalué el efecto de la radiación UV y la actividad microbiana en etapas tempranas de la descomposición y exploré los efectos de estos dos componentes en etapas de descomposición avanzada que involucran a detritívoros (isópodos) (Capítulo 2). En un experimento de laboratorio, la radiación UV causó únicamente una pequeña proporción (3%) de la descomposición total y no se encontraron efectos de foto-facilitación. Por lo contrario, los microorganismos tuvieron un papel destacable en durante la descomposición a través de efectos sucesivos sobre los detritívoros, dado que encontramos sustanciales efectos aditivos de microorganismos y detritívoros sumando un 42% de la descomposición total (Capítulo 2). Los microorganismos también promovieron la expresión de sinergias en las mezclas de hojas (Capítulo 2 y 3) y actuaron como enlace entre depredadores y la descomposición de hojarasca (Capítulo 3). Además, la eliminación de microorganismos a través de biosidas revirtió los efectos sinérgicos en la mezcla de hojas y disparó los antagonismos entre las especies (Capítulo 2). En resumen, la radiación UV tuvo un efecto menor comparado con el efecto de los microorganismos y sus efectos sucesorios en la descomposición dirigida por detritívoros. El principal objetivo del capítulo 3 fue evaluar los múltiple efectos de los depredadores en la descomposición a través de efectos indirectos por consumo y efectos de no consumo, así a través de los efectos de los depredadores como ingenieros del ecosistema y cómo estos pueden generar sinergias durante la descomposición de mezclas de hojas (Capítulo 3). A pesar del alto impacto de los depredadores sobre los detritívoros (tanto en mortalidad como en comportamiento), prevalecieron múltiples efectos de los depredadores como ingenieros del ecosistema en sinergia con la identidad y diversidad de hojas sobre los efectos descendentes, haciendo que los depredadores mejoraran la descomposición al contrario de inhibirla. Estos resultados sugieren que los restos de la actividad de los depredadores (excretas) proveen de nutrientes adicionales que pueden fomentar la actividad microbiana y finalmente beneficiar a los descomponedores secundarios y acelerar la descomposición. En el capítulo 4 se evaluó el papel de las islas de fertilidad durante la descomposición de mezclas de hojas en ecosistemas semiáridos. La descomposición bajo el dosel de los arbustos fue consistentemente baja y mostró primordialmente efectos antagónicos dependiendo de la identidad de las hojas. Por lo contrario, la descomposición fuera del dosel resultó mayormente en efectos aditivos con escazas sinergias en una de las especies. Contrario a lo esperado, el gradiente de diversidad en la mezcla de hojas no tuvo efectos significativos. Debido a que encontramos mayor abundancia de fauna bajo el dosel, se sugiere que la descomposición funciona principalmente por factores bióticos bajo el dosel y abióticos fuera. La información provista por esta tesis podría ayudar al entendimiento de cómo la hojarasca se descompone en ecosistemas semiáridos, donde puede descomponerse en la planta o en el suelo. Esta tesis también ofrece propuestas sobre el entendimiento en la interacción entre factores bióticos y abióticos que tienen efectos difíciles de descifrar cuando se predice la descomposición en este tipo de ecosistemas.

Fecha de lectura	5 mar 2020
Idioma original	Inglés
Institución de lectura	Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Supervisor	Francisco I. Pugnaire (Director/a), Jordi Moya Laraño (Director/a) & Joan Pino Vilalta (Tutor/a)