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5 June 2022 Weather, fire, and density drive population dynamics of small mammals in the Brazilian Cerrado
Rodrigo C. Rossi, Natália O. Leiner
Author Affiliations +
Abstract

Understanding the relative importance of exogenous and endogenous factors in natural population dynamics has been a central question in ecology. However, until recently few studies used long-term data to assess factors driving small mammal abundance in Neotropical savannas. We used a 9-year data set, based on monthly captures, to understand the population dynamics of two scansorial small mammals inhabiting the Brazilian Cerrado: the semelparous gracile mouse opossum (Gracilinanus agilis), and the iteroparous long-tailed climbing mouse (Rhipidomys macrurus), the two most abundant species at Panga Ecological Station (Uberlândia/MG). We tested the impact of two fires that occurred in 2014 and 2017 on the abundance of both populations. Also, we used Royama's framework to identify the role of the endogenous system (intraspecific competition) and exogenous factors (annual rainfall, days with minimum and maximum temperatures, annual minimum Normalized Difference Vegetation Index [NDVI], and Southern Oscillation Index) in population dynamics. Extensive and severe fires had a lasting, negative impact on the studied populations, probably by reducing the carrying capacity of the environment. Both populations were influenced by negative first-order feedback, indicating density-dependent effects. Moreover, the endogenous system and the annual minimum NDVI operated as vertical effects determining G. agilis dynamics, while the R. macrurus population was governed by the vertical effects of 1-year lagged rainfall. Our results support the contention that small mammal population fluctuations are driven by the interaction between endogenous (density-dependent) and exogenous factors, which in this study were mainly associated with habitat complexity. Despite ecological similarities shared by both species, their response and recovery time to disturbances and environmental variables varied, probably due to their contrasting life histories. Hence, we emphasize the need to consider species life histories to understand the responses of small mammals to extreme events and reinforce the importance of long-term studies that evaluate the combined effects of endogenous and exogenous variables on population dynamics.

A compreensão da importância relativa de fatores exógenos e endógenos na dinâmica de populações naturais tem sido uma questão central na ecologia. Porém, até o momento, poucos estudos analisaram os fatores que determinam a abundância de pequenos mamíferos em savanas Neotropicais utilizando dados de longo prazo. Nós usamos um conjunto de dados de 9 anos, baseado em capturas mensais, para investigar a dinâmica de duas espécies escansoriais que habitam o Cerrado Brasileiro: a cuíca graciosa (Gracilinanus agilis) e o rato da árvore (Rhipidomys macrurus). Ambas são muito abundantes na Estação Ecológica do Panga (Uberlândia/MG), sendo a primeira semélpara e a segunda iterópara. Nós testamos o impacto de duas queimadas que ocorreram em 2014 e 2017 sobre a abundância das populações. Utilizamos a abordagem de Royama para identificar o efeito dos fatores endógenos (competição intraespecífica) e exógenos (precipitação anual, número de dias com temperaturas mínimas e máximas, valor mínimo anual do índice Normalizado de Diferença Vegetal - NDVI e Indíce de Oscilação Sul) sobre a dinâmica populacional. Incêndios extensos e severos impactaram negativamente ambas as populações, muito provavelmente pela redução na capacidade de suporte do ambiente. As duas espécies foram influenciadas por uma retroalimentação negativa de primeira ordem, indicando efeito de denso-dependência. Além disso, tanto o sistema endógeno quanto o NDVI (proxy da cobertura vegetal) operaram como um efeito de perturbação vertical gerando flutuações populacionais em G. agilis, enquanto a dinâmica populacional de R. macrurus foi governada pelo efeito vertical da chuva com defasagem de 1 ano. Nossos resultados corroboram a afirmativa de que a dinâmica populacional de pequenos mamíferos é determinada pela interação entre fatores dependentes de densidade e fatores exógenos, os quais estiveram relacionados à cobertura vegetal nesse estudo. Apesar da similaridade ecológica, as espécies apresentaram tempos de resposta e de recuperação às variáveis ambientais distintos, provavelmente em função de suas histórias de vida contrastantes). Assim, reforçamos a necessidade de considerar a história de vida das espécies para entender suas respostas a eventos extremos, e enfatizamos a importância de estudos de longo prazo que investiguem o efeito sinergístico de fatores endógenos e exógenos sobre a dinâmica das populações naturais.

Rodrigo C. Rossi and Natália O. Leiner "Weather, fire, and density drive population dynamics of small mammals in the Brazilian Cerrado," Journal of Mammalogy 103(5), 1127-1140, (5 June 2022). https://doi.org/10.1093/jmammal/gyac053
Received: 4 December 2021; Accepted: 4 May 2022; Published: 5 June 2022
KEYWORDS
climatic effects
cobertura vegetal
competição intraespecífica
efeitos climáticos
Gracilinanus agilis
Gracilinanus agilis
intraspecific competition
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