Nest volume shapes termitophile abundance in Constrictotermes cyphergaster colonies

Sintesi Tecnica: La forma del volume del nido determina l'abbondanza dei termitofili nelle colonie di Constrictotermes cyphergaster

Problematica
Sebbene sia ben stabilito che la dimensione della colonia degli insetti sociali correli con la diversità e l'abbondanza degli organismi associati (termitofili), i meccanismi specifici che guidano questa relazione rimangono poco chiari. Ricerche precedenti sulla termite arborea Constrictotermes cyphergaster avevano identificato una soglia critica del volume del nido necessaria per la colonizzazione iniziale da parte dei termitofili (Cristaldo et al., 2012). Tuttavia, rimane una questione empirica aperta se il volume del nido continui a plasmare la dinamica delle popolazioni dei simbionti post-colonizzazione (capacità portante). Inoltre, non è chiaro se la scalabilità dell'abbondanza sia guidata esclusivamente dalla disponibilità di risorse o se sia mediata dai sistemi di riconoscimento chimico e dai meccanismi di tolleranza dell'ospite.

Metodologia
Lo studio ha investigato 60 nidi arborei di C. cyphergaster campionati tra il 2018 e il 2026 in quattro località della regione semiarida del Brasile (stato di Paraíba). I siti includevano due località rurali (Itatuba e Barra de São Miguel), una stazione sperimentale (São João do Cariri) e un'area di conservazione urbana (campus INSA a Campina Grande).

• Raccolta dati: I nidi sono stati raccolti, trasportati in laboratorio e frammentati. I termitofili (Termitocola silvestrii, Corotoca fontesi e Corotoca melantho) sono stati estratti, conservati e identificati morfologicamente.
• Misurazioni: Il volume del nido è stato stimato in situ utilizzando il metodo Cavalieri.
• Analisi statistica: Sono stati applicati Modelli Lineari Generalizzati Misti (GLMM) con una distribuzione binomiale negativa a eccesso di zeri in R. I modelli hanno valutato gli effetti del volume del nido, della specie di termitofilo e della località di campionamento sull'abbondanza. L'ID del nido è stato incluso come intercetta casuale per tenere conto dell'interdipendenza. La selezione del modello è stata eseguita tramite AIC e l'adeguatezza del modello è stata verificata utilizzando i residui simulati (DHARMa).

Risultati Chiave

1. Scalabilità dell'abbondanza con il volume: Il volume del nido ha predetto positivamente l'abbondanza dei termitofili. Ogni litro aggiuntivo di volume del nido ha aumentato il conteggio atteso dei simbionti del 2,4% (Indice del Tasso di Incidenza = 1,024). Nell'intervallo di volume osservato (3,1–67,6 L), si è predetto che i nidi più grandi ospitassero 4,6 volte più coleotteri rispetto ai nidi più piccoli.
2. Colonizzazione vs. Capacità Portante: Fondamentalmente, il volume del nido non ha predetto la probabilità che un nido ospitasse zero termitofili. Ciò indica che, mentre il volume determina la capacità portante (quanti simbionti un nido può sostenere), non agisce come il filtro primario per l' invasione iniziale nelle colonie stabilite.
3. Effetti di Specie e Località:
   • Specie: Termitocola silvestrii era significativamente più abbondante delle due specie di Corotoca (3,9× più di C. fontesi e 5,7× più di C. melantho).
   • Località: L'abbondanza variava significativamente per sito. Il sito urbano (INSA) ospitava sensibilmente meno simbionti rispetto ai siti rurali. Tuttavia, la composizione delle specie variava in base alla località (ad esempio, T. silvestrii era assente in alcuni siti rurali), rendendo difficile stimare indipendentemente gli effetti della località e dell'identità della specie.
4. Scalabilità Proporzionale: Nonostante l'aumento dell'abbondanza assoluta con la dimensione del nido, il rapporto tra termitofili e operai è rimasto costante (media di ~1,05 termitofili per 1.000 operai) attraverso l'intero gradiente di volume. Questa scalabilità proporzionale era statisticamente significativa (ANOVA, P = 0,4 per le differenze nei rapporti).

Significato e Rivendicazioni
L'articolo sostiene di estendere il quadro ecologico delle interazioni termitofilo-ospite da una prospettiva binaria di presenza/assenza a una quantitativa. Il contributo primario è la dimostrazione che il volume del nido modula la capacità portante sostenuta dei termitofili post-colonizzazione piuttosto che facilitare l'invasione iniziale.

Gli autori propongono che il rapporto costante tra simbionti e operai suggerisca uno dei tre meccanismi non mutuamente esclusivi:

1. Tracciamento Attivo: Le popolazioni di simbionti tracciano attivamente la crescita dell'ospite, sfruttando l'aumento delle interazioni trofallattiche e delle opportunità di movimento.
2. Tolleranza a Livello di Colonia: La colonia ospite tollera un carico proporzionale, sia sopprimendo attivamente le popolazioni sopra un carico per capita fisso, sia mitigando i costi di fitness attraverso la riallocazione dei compiti.
3. Integrazione Chimica Passiva: I simbionti potrebbero sfuggire al rilevamento attraverso l'acquisizione attiva degli idrocarburi cuticolari (CHC) dell'ospite che scala con la frequenza di contatto ("Meccanismo Zelig") o attraverso la diluizione del loro segnale chimico all'interno di un pool di lavoratori più ampio ("Meccanismo dell'Uomo della Folla").

Lo studio conclude che il sistema C. cyphergaster–termitofilo è regolato da molteplici assi: dimensione della colonia ospite, identità dell'ospite e contesto del paesaggio (specificamente l'urbanizzazione). La minore abbondanza nel sito urbano suggerisce che il disturbo antropico possa compromettere la salute della colonia o limitare la dispersione, riducendo la base di risorse disponibile per i simbionti. Gli autori sottolineano che questi risultati forniscono una base per futuri lavori sperimentali per distinguere i meccanismi specifici di regolazione della popolazione, come la frammentazione sperimentale della colonia o il profiling degli CHC.