Mistletoes as keystone species in pine woodlands: exploring the ecological consequences of a new interaction cocktail

Abstract

En esta tesis doctoral estudiamos los diferentes papeles que juega simultáneamente el muérdago europeo (Viscum album subsp. austriacum) y sus consecuencias ecológicas en un pinar mediterráneo, mediante las múltiples interacciones planta–planta y planta–animal que genera en su ecosistema. Dada su naturaleza de planta hemiparásita, el muérdago ha sido tradicionalmente estudiado como patógeno del hospedador, causándole daños en el vigor vegetativo, morfológicos y reproductivos. Sin embargo, recientemente se han comenzado a poner en valor las interacciones ecológicas que el muérdago establece en el ecosistema forestal, no sólo con su hospedador, sino también con el resto de la comunidad donde habitan. Como consecuencia de estas nuevas interacciones, la presencia de muérdago en el dosel forestal de un bosque, puede provocar efectos directos e indirectos en su ecosistema mediante relaciones tróficas y no tróficas, favoreciendo la reestructuración de la composición de la comunidad. Así pues, dividimos esta tesis en tres grandes partes, donde desarrollamos diferentes capítulos estudiando el papel del muérdago I) como recurso clave para sus artrópodos asociados (Capítulos 1–3), II) como competidor directo con su hospedador (Capítulos 4–5) y III) como competidor indirecto con herbívoros del hospedador (Capítulo 6) y facilitador para la comunidad vegetal (Capítulo 7). Teniendo una visión holística, concluimos que los muérdagos son especies claves que desencadenan una serie de interacciones con importantes consecuencias ecológicas al nivel de comunidad, provocando efectos directos e indirectos en diferentes niveles tróficos. Esto tiene profundas implicaciones en la dinámica del ecosistema forestal, reestructurando toda la comunidad, desde la dinámica de nutrientes y plantas herbáceas hasta consumidores primarios y secundarios. Así pues, jugando simultáneamente los roles como nuevo recurso, competidor y facilitador, los muérdagos se convierten en ingenieros de ecosistemas, que añaden un nivel adicional de heterogeneidad al dosel forestal, promoviendo el incremento de la biodiversidad y complejidad del ecosistema.

In this thesis, a study is made of the different roles that the European mistletoe (Viscum album subsp. austriacum) can play simultaneously in a Mediterranean pine forest, and their ecological consequences generating multiple plant–plant and plant–animal interactions in their ecosystem. Due to their hemiparasitic nature, the mistletoe has been traditionally regarded as a host pathogen, causing detrimental effects on growth, morphology, and reproduction. However, recently other ecological interactions that mistletoe establishes in the forest ecosystem have been found to be noteworthy, not only with its host but also with the rest of the community where they live. Consequently, the presence of mistletoe in the forest canopy can cause direct and indirect effects in their ecosystem through trophic and non– trophic relationships, favoring the restructure of community composition. Therefore, this thesis has been split into three main parts examining the role of mistletoe: I) as a keystone resource for its associated arthropods (Chapters 1–3); II) as direct competitor with its host (Chapters 4–5); and III) as indirect competitor with host–feeding herbivores (Chapter 6) and facilitator for the herbaceous community (Chapter 7). From a holistic view, it is concluded that mistletoes are keystone species that trigger a series of interactions with important ecological consequences at the community level, causing direct and indirect effects at different trophic levels. This has profound implications for the dynamics of the forest ecosystem, restructuring the entire community, from nutrient dynamics and herbaceous community to primary and secondary consumers. Thus, by simultaneously providing new resources while acting as a competitor and facilitator, mistletoes become ecosystem engineers, building an additional level of heterogeneity to the forest canopy and amplifying biodiversity and complexity in their ecosystem.