The pollinators of Mountain Olympus: biodiversity, composition, and pollination efficiency

Abstract

Mount Olympus (2918 m), the highest Greek mountain and a legendary landmark of the Greek Mythology, constitutes a biodiversity hotspot and endemism centre, and is considered a model system for ecological, evolutionary, and biogeographical studies. We first studied bumblebee diversity and bumblebee pollination networks along the altitudinal gradient of Mt. Olympus and discovered that is one of the richest mountains regarding bumblebee diversity. Species richness of both bumblebees and plants in flower followed a unimodal pattern along the altitudinal gradient, the former peaking at high altitudes, the latter at lower to intermediate altitudes. Bumblebee–plant visitation networks were larger, more diverse, and more generalized in the between intermediate altitudes. Secondly, we considered a wider pollinator fauna, and we studied α- and β-diversity of pollinators, flowering plants, and plant–pollinator interactions along the altitudinal gradient of Mt. Olympus. Alpha‐diversity of pollinators, flowering plants, and plant–pollinator interactions was found to be altitude-dependent; alpha‐diversity of all pollinators, bee flies, bees, non-bumblebee bees and butterflies showed a linear decline with altitude, whereas those of hoverflies and bumblebees showed a unimodal pattern. Beta-diversity and its turnover component of all pollinators, hoverflies, bees, bumblebees, non-bumblebee bees, butterflies and flowering plants showed linear increase, whereas those of bee flies and of plant–pollinator interactions showed no relation to the pairwise altitudinal difference. The high dissimilarity and uniqueness of pollination networks is driven by species turnover and formation of new interactions between new species, as a result of the high biodiversity and endemism of Mt. Olympus. Thirdly, we investigated pollen limitation and its drivers along an altitudinal gradient of Mt. Olympus. The plant species Stachys germanica showed moderate to high self-compatibility, low spontaneous self-pollination, and low pollen limitation across all altitudes and years. Bumblebees were the dominant pollinators; their visitation increased with altitude, it was positively correlated with seed set, and negatively with pollen limitation. The opposite trend was found for the visitation by other pollinators. Finally, we explored climate change effects on pollinator distribution and diversity along the altitudinal gradient of Mt. Olympus. Potential loss of suitable habitat and upward shift for most pollinator groups were projected, with the exception of bumblebees and hoverflies which were predicted to descend. Pollinator extinctions were not forecasted; instead, a pronounced species-specific response to climate change was observed. Species richness hotspots will be relocated to higher altitudes and to the north-eastern mountain side.

Το όρος Όλυμπος, το ψηλότερο ελληνικό βουνό (2918 m) και θρυλικό ορόσημο της ελληνικής μυθολογίας, αποτελεί θερμό σημείο βιοποικιλότητας και κέντρο ενδημισμού και θεωρείται πρότυπο σύστημα για εκπόνηση οικολογικών, εξελικτικών και βιογεωγραφικών μελετών. Πρώτα, μελετήθηκε η βιοποικιλότητα και τα δίκτυα επικονίασης των βομβίνων κατά την υψομετρική διαβάθμιση του Ολύμπου και βρέθηκε να είναι από τα βουνά με την υψηλότερη βιοποικιλότητα βομβίνων. Ο πλούτος των ειδών τόσο των βομβίνων όσο και των ανθοφόρων φυτών ακολουθεί μονοκόρυφη κατανομή κατά την υψομετρική διαβάθμιση, με τους βομβίνους να φτάνουν στο μέγιστο σε μεγάλα υψόμετρα ενώ τα ανθοφόρα φυτά σε χαμηλά έως ενδιάμεσα υψόμετρα. Τα δίκτυα επικονίασης βομβίνων–φυτών ήταν μεγαλύτερα, πιο διαφοροποιημένα και πιο γενικευμένα σε ενδιάμεσα υψόμετρα. Ακολούθως, λήφθηκε υπόψη μια ευρύτερη πανίδα επικονιαστών και μελετήθηκε η α και β ποικιλότητα των επικονιαστών, των ανθοφόρων φυτών και των αλληλεπιδράσεών φυτών–επικονιαστών κατά την υψομετρική διαβάθμιση του Ολύμπου. Παρατηρήθηκε συσχέτιση της α-ποικιλότητας των επικονιαστών, των ανθοφόρων φυτών και των αλληλεπιδράσεών φυτών–επικονιαστών με το υψόμετρο, και συγκεκριμένα μονότονη μείωση για το σύνολο των επικονιαστών, τις βομβυλίδες, τις μέλισσες, τις μέλισσες πλην βομβίνων και τις πεταλούδες. Αντίθετα, οι συρφίδες και οι βομβίνοι παρουσίασαν μονοκόρυφη κατανομή. Η β-ποικιλότητα συνολικά, καθώς και η συνιστώσα της που αφορά την αντικατάσταση ειδών, βρέθηκε να αυξάνεται με την υψομετρική διαφορά μεταξύ των ζευγών θέσεων δειγματοληψίας για το σύνολο των επικονιαστών, τις συρφίδες, τις μέλισσες, τους βομβίνους, τις μέλισσες πλην βομβίνων, τις πεταλούδες και τα ανθοφόρα φυτά· αντίθετα, η β-ποικιλότητα των βομβυλίδων και των αλληλεπιδράσεων φυτών–επικονιαστών δεν παρουσίασαν συσχέτιση. Η υψηλή βιοποικιλότητα και ο ενδημισμός του Ολύμπου είναι ίσως οι αιτίες για την υψηλή ανομοιότητα και μοναδικότητα των δικτύων επικονίασης, λόγω της αντικατάστασης των ειδών από νέα και του σχηματισμού νέων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των νέων ειδών. Στη συνέχεια, μελετήθηκε ο περιορισμός μεταφοράς γύρης και οι αιτίες του κατά την υψομετρική διαβάθμιση του Ολύμπου. Το φυτικό είδος Stachys germanica βρέθηκε να είναι μέτρια έως υψηλά αυτογονιμοποιούμενο, ελάχιστα αυτεπικονιαζόμενο και με μικρό περιορισμό μεταφοράς γύρης σε όλα τα υψόμετρα και έτη. Οι βομβίνοι ήταν οι κύριοι επικονιαστές, ενώ η επισκεψιμότητά τους, που αυξανόταν με το υψόμετρο, συσχετίστηκε θετικά με τη παραγωγή σπερμάτων και αρνητικά με τον περιορισμό μεταφοράς γύρης· αντίθετη συσχέτιση διαπιστώθηκε για τους υπόλοιπους επικονιαστές. Τέλος, διερευνήθηκαν οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στην κατανομή και την βιοποικιλότητα των επικονιαστών κατά την υψομετρική διαβάθμιση του Ολύμπου. Προβλέφθηκε συρρίκνωση της χωρικής κατανομής για όλες τις ομάδες επικονιαστών και ανοδική κίνηση για τις περισσότερες ομάδες, με εξαίρεση τους βομβίνους και τις συρφίδες που προβλέφθηκε να κινηθούν καθοδικά. Οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής ενδέχεται να είναι ειδο-εξαρτώμενες, χωρίς κάποιο είδος να διατρέχει άμεσο κίνδυνο εξαφάνισης. Τα θερμά σημεία βιοποικιλότητας των επικονιαστών αναμένεται να εντοπίζονται μελλοντικά σε μεγαλύτερα υψόμετρα και στη βορειοανατολική πλευρά του βουνού.