Assessing herbivory rates of leaf-cutting ant (Atta colombica) colonies through short-term refuse deposition counts

Abstract

ABSTRACT Leaf-cutting ants (genera Atta and Acromyrmex) are considered dominant herbivores of Neotropical forests. However, so far quantitative, long-term, and large-scale assessments of their impact on these ecosystems are rare, because the available assessment methods were laborious and/or destructive. We describe a rapid, nondestructive, and inexpensive method to estimate the long-term harvest of Atta colombica colonies. Workers of A. colombica dump the colony refuse (exhausted fungal substrate) outside the nest. A single trail connects the refuse pile and the nest. In contrast to the foraging activity, the refuse deposition rate (the number of deposited refuse particles per minute) is diurnally constant and varies little on subsequent days. The number of refuse particles deposited per day was tightly correlated with the number of harvested fragments in nests of differing sizes (R2 = 0.77, P < 0.0001). Therefore, the daily harvest of a particular colony can be calculated from short-term counts (5 min) of the refuse deposition rate at any time of the day. Combining these data with information on average fragment size (weight and/or area) allows the calculation of the total daily amount of biomass and/or foliage area harvested by the colony. This new method facilitates quantifying A. colombica herbivory on scales of populations and ecosystems, or over long-term scales. RESUMEN Las hormigas cortadoras (generos Atta y Acromyrmex) se consideran los herbivores dominantes de bosques neotropical. Sin embargo, hasta ahora las tasaciones cuantitativas, a largo plazo y en gran escala de su impacto en estos ecosistemas son raros, porque los metodos disponibles de la tasacion son laboriosos y/o destructivos. Describimos un metodo rapido, no destructivo y de poco costo para estimar la cosecha a largo plazo de las colonias de Atta colombica. Las obreras de A. colombica descargan el desecho de la colonia (substrato del hongo exhausto) fuera del nido. Un solo sendero conecta la pila de desechos y el nido. En contraste con la actividad de forrajeo, la tasa de la deposicion de los desechos (el numero de las particulas del desecho depositadas por minuto) es diurnal, constante y varia poco entre dias subsecuentes. El numero de las particulas depositadas por dia fue correlacionado firmemente con el numero de fragmentos cosechados en los nidos de tamanos diferentes (R2 = 0.77, P < 0.0001). Por lo tanto, la cosecha diaria de una colonia se puede calcular de las cuentas a corto plazo (5 minutos) de la tase de la deposicion de los desechos en cualquier hora del dia. Combinando estos datos con la informacion sobre tamano promedio de los fragmentos (peso y/o area) permite la calculacion de la cantidad diaria del total de la biomasa y/o de area foliar cosechada por la colonia. Este nuevo metodo permite cuantificar la tasa de herbivoria de A. colombica a escalas de poblaciones y ecosistemas, o en escala de largo plazo.