When species undergo poleward range expansions in response to anthropogenic change, they likely encounter less diverse communities in new locations. If low diversity communities provide weak biotic interactions, such as reduced competition or predation, range-expanding species may experience high niche opportunities. Here, we investigated if oak gall wasp communities follow a latitudinal diversity gradient (LDG) and if lower diversity communities provide weaker interactions at the poles for a range-expanding community member, Neuroterus saltatorius. We performed systematic surveys of gall wasps on a dominant oak, Quercus garryana, throughout most of its range, from northern California to Vancouver Island, British Columbia. On 540 trees at 18 sites, we identified 23 oak gall wasp morphotypes in three guilds (leaf detachable, leaf integral, and stem galls). We performed regressions between oak gall wasp diversity, latitude, and other abiotic (e.g. temperature) and habitat (e.g. oak patch size) factors to reveal if gall wasp communities followed an LDG. To uncover patterns in local interactions, we first performed partial correlations of gall wasp morphotype occurrences on trees within regions). We then performed regressions between abundances of co-occurring gall wasps on trees to reveal if interactions are putatively competitive or antagonistic. Q. garryana-gall wasp communities followed an LDG, with lower diversity at higher latitudes, particularly with a loss of detachable leaf gall morphotypes. Detachable leaf gall wasps, including the range-expanding species, co-occurred most on trees, with weak co-occurrences on trees in the northern expanded region. Abundances of N. saltatorius and detachable and integral leaf galls co-occurring on trees were negatively related, suggesting antagonistic interactions. Overall, we found that LDGs create communities with weaker associations at the poles that might facilitate ecological release in a range-expanding community member. Given the ubiquity of LDGs in nature, poleward range-expanding species are likely moving into low diversity communities. Yet, understanding if latitudinal diversity pattern provides weak biotic interactions for range-expanding species is not well explored. Our large-scale study documenting diversity in a related community of phytophagous insects that co-occur on a host plant reveals that LDGs create high niche opportunities for a range-expanding community member. Biogeographical patterns in diversity and species interactions are likely important mechanisms contributing to altered biotic interactions under range-expansions.
Cuando las especies se expanden hacia los polos en respuesta al cambio antropogénico, es probable que las encuentren comunidades menos diversas en sus nuevos lugares. Si las comunidades de baja diversidad proporcionan interacciones bióticas débiles, como competencia reducida o depredación, las especies que se expanden pueden tener ‘oportunidades de alto nicho’. Aquí, investigamos si las comunidades de avispas de las agallas muestran un gradiente de diversidad latitudinal (LDG) y si las comunidades de menor diversidad proporcionan interacciones antagónicas más débiles en los polos para las comunidades que se expanden. Específicamente, investigamos estas relaciones en la comunidad de Neuroterus saltatorius. Realizamos estudios sistemáticos de las avispas de las agallas en un roble dominante, Quercus garryana en la mayor parte de su área de distribución, desde el norte de California hasta la isla de Vancouver, en la Columbia Británica. Sobre 540 árboles en 18 sitios y 6 regiones, nos identificamos 23 mofotipos de avispas de las agallas en tres gremios (hoja desmontable, hoja integral y agallas del tallo). Ejecutamos regresiones entre la diversidad de avispas de las agallas, la latitud, y otros factores abióticos (p. ej., temperatura) y de hábitat (p. ej., tamaño del parche de roble) para revelar si las comunidades de avispas de las agallas siguieron un LDG. Para descubrir tendencias en las interacciones locales, primero ejecutamos correlaciones parciales de ocurrencias de morfotipos de avispas de las agallas en árboles dentro de las regiones. Luego ejecutamos regresiones entre las coocurrencias de las abundancias deavispas de las agallas en los árboles para revelar si las interacciones son supuestamente competitivas o antagónicas. Las comunidades de avispas Q. garryana-gall, siguieron un LDG, con menor diversidad en latitudes más altas, particularmente con una pérdida de morfotipos de agallas de hoja desmontable. Las avispas de las agallas de las hojas desprendibles, incluidas a las especies que se expanden su hábitat, se encontraron en sobre todos los árboles, con coocurrencias débiles en los árboles de la región expandida del norte. Las coocurrencias de las las abundancias de N. saltatorius,las agallas foliares desmontables, e agallas integrales en los árboles se relacionaron negativamente, lo que sugiere interacciones antagónicas. En general, encontramos que los LDG crean comunidades con asociaciones más débiles en los polos que podrían facilitar la liberación ecológica en un miembro de la comunidad que se expanden. Debido de la ubicuidad de los LDG en la naturaleza, es probable que las especies que se expanden hacia los polos se estén trasladando a comunidades de baja diversidad. Sin embargo, no se explora bien la comprensión de si las tendenciasde diversidad latitudinal proporcionan interacciones bióticas débiles para las especies que se expanden. Nuestro estudio degran escala documenta la diversidad en una comunidad relacionada de insectos fitófagos que coexisten en una planta hospedante. Como resultado, revela que los LDG pueden crear oportunidades de grandes nichos para un miembro de la comunidad que se expande. Los patrones biogeográficos en la diversidad y las interacciones entre especies son probablemente mecanismos importantes que contribuyen a las interacciones bióticas alteradas bajo la expansión del hábitat.
Keywords: Cynipidae; biotic interactions; ecological release; latitudinal diversity gradient; niche opportunity; range expansion; species diversity.
© 2022 The Authors. Journal of Animal Ecology © 2022 British Ecological Society.