Limites térmicos de espécies de besouros escarabeíneos (Coleoptera: Scarabaeinae) de Floresta Ombrófila Mista relacionado a características morfológicas e comportamentais

Abstract

Os besouros da subfamília Scarabaeinae são importantes cicladores de nutrientes nos ecossistemas. A utilização de carcaças e dejetos para alimentação e nidificação, atrelado a seus comportamentos de alocação de matéria orgânica, auxiliam na dispersão de sementes, bioturbação e enriquecimento e aeração do solo. A temperatura ambiental influencia o desenvolvimento, regula a distribuição temporal e espacial e forma o nicho térmico desses insetos. Assim, ao longo do tempo evolutivo foram desenvolvidas diferentes adaptações fisiológicas e comportamentais entre as espécies. Esse trabalho vem analisar os limites térmicos e a distribuição sazonal de diversas espécies de besouros escarabeíneos da Serra de Santa Catarina, uma região subtropical de altitude, hipotetizando que: durante o inverno haverá menor abundância; espécies de comportamento rolador serão menos abundantes em baixas temperaturas em relação às outras estratégias de nidificação; espécies noturnas suportam menores temperaturas devido às suas adaptações. Com isso, os objetivos deste trabalho foram: (I) Relacionar a variação sazonal da abundância de diferentes espécies com a temperatura ambiental, e descrever os limites térmicos de cada espécie. (II) Relacionar os limites térmicos às adaptações das espécies, tais como tamanho, período de atividade e comportamento de nidificação. Assim, para descrição do nicho térmico e distribuição temporal e espacial das espécies, utilizou-se dados de escarabeíneos pertencentes à coleção científica Mitia Heusi Silveira do Centro de Ciências Biológicas da UFSC, advindos de 21 coletas trimestrais padronizadas, entre os anos de 2017 e 2024, no Parque Nacional de São Joaquim, em Urubici-SC, Brasil. Das 19 espécies coletadas, apenas nove delas tiveram abundância suficiente para fazer a análise de dados. Elas foram divididas em 5 grupos que englobam suas características morfológicas e comportamentais, sendo analisadas em relação à sazonalidade e temperatura média do solo e do ambiente. Das características estudadas, o tamanho corporal e o hábito diário foram as características que mais se relacionam com a variação da temperatura; o comportamento de nidificação não foi associado aos limites térmicos das espécies. Além disso, os besouros escarabeíneos foram afetados pelas baixas temperaturas da região e a sazonalidade possui alta influência sobre a abundância. O maior tamanho corporal restringe mais as espécies diurnas que as noturnas em relação à sazonalidade, sendo as grandes diurnas restritas aos períodos mais quentes do ano, as pequenas diurnas inativas apenas nos invernos e as grandes noturnas com atividade constante durante o ano. O hábito diário se mostrou relevante perante a amplitude térmica, com espécies noturnas possuindo as maiores amplitudes. Por fim, devido a sua história evolutiva, é provável que a espécie Homocopris williami possua reprodução contínua, já que os adultos se mantêm ativos mesmo nos períodos de baixas temperaturas. As espécies Coprophanaeus saphirinus e Dichotomius opalescens devem ser univoltinas, pois possuem apenas um período reprodutivo no verão. Os dados deste trabalho aumentam os conhecimentos acerca da sazonalidade e nicho térmico das espécies de Floresta Ombrófila Mista da Serra de Santa Catarina, sendo relevante frente aos impactos do aquecimento global no fragmentado bioma Mata Atlântica.

Beetles from the Scarabaeinae subfamily are important nutrient cyclers in ecosystems. The use of carcasses and faeces for feeding and nesting, linked to their organic matter allocation behaviors, helps in seed dispersal, bioturbation and soil enrichment and aeration. Environmental temperature influences development, regulates temporal and spatial distribution and forms the thermal niche of these insects. Thus, over evolutionary time, different physiological and behavioral adaptations were developed among species. This work analyzes the thermal limits and seasonal distribution of several species of dung beetles from Santa Catarina mountains, a subtropical high-altitude region, hypothesizing that: during winter there will be less abundance; species with rolling behavior will be less abundant at low temperatures compared to other nesting strategies; nocturnal species support lower temperatures due to their adaptations. Therefore, the objectives of this work were: (I) Relate the seasonal variation in the abundance of different species with the environmental temperature, and describe the thermal limits of each species. (II) Relate the thermal limits to species adaptations, such as size, period of activity and nesting behavior. Thus, to describe the thermal niche and temporal and spatial distribution of the species, data from dung beetles belonging to the Mitia Heusi Silveira scientific collection of the Center for Biological Sciences at UFSC were used, coming from 21 standardized quarterly collections, between the years 2017 and 2024, in the São Joaquim National Park, in Urubici-SC, Brazil. Of the 19 species collected, only nine of them were abundant enough to perform data analysis. They were divided into 5 groups that encompass their morphological and behavioral characteristics, being analyzed in relation to seasonality and average temperature of the soil and environment. Of the characteristics studied, body size and daily habit were the characteristics most related to temperature variation; nesting behavior was not associated with the species' thermal limits. Furthermore, dung beetles were affected by the region's low temperatures and seasonality has a high influence on abundance. The larger body size limited the diurnal species more than the nocturnal ones in relation to seasonality, with the large diurnal species being restricted to the hottest periods of the year, the small diurnal species being inactive only in winter and the large nocturnal species having constant activity throughout the year. The daily habit proved to be relevant given the thermal amplitude, with nocturnal species having the largest amplitudes. Finally, due to its evolutionary history, it’s probable that the species Homocopris williami reproduces continuously throughout the year, remaining active even during periods of low temperatures. The species Coprophanaeus saphirinus and Dichotomius opalescens must be univoltine, as they only have one reproductive period in the summer. The data from this work increases knowledge about the seasonality and thermal niche of species from the Mixed Ombrophilous Forest of Santa Catarina mountains, being relevant in view of the impacts of global warming in the fragmented Atlantic Forest biome.