Insects are highly susceptible to the adverse effects of forest fragmentation. It is now beyond any doubt that fragmentation-induced changes in abundance and species richness occur in many insect groups. However, the study of insects in fragmented forests is still in its infancy and lacks real direction. Simple empirical studies are not answering the questions we most want to answer about fragmented systems. Are we in the midst of a mass-extinction crisis? What is the functional significance of the immense insect biodiversity? Does biodiversity loss affect ecosystem functioning? A more focused, functional approach to the study of forest fragmentation is required to move beyond the description of pattern and to determine how changes in insect communities affect ecosystem processes in fragmented forests.

Abstract: In the wake of widespread loss of old‐growth forests throughout the tropics, secondary forests will likely play a growing role in the conservation of forest biodiversity. We considered a complex hierarchy of factors that interact in space and time to determine the conservation potential of tropical secondary forests. Beyond the characteristics of local forest patches, spatial and temporal landscape dynamics influence the establishment, species composition, and persistence of secondary forests. Prospects for conservation of old‐growth species in secondary forests are maximized in regions where the ratio of secondary to old‐growth forest area is relatively low, older secondary forests have persisted, anthropogenic disturbance after abandonment is relatively low, seed‐dispersing fauna are present, and old‐growth forests are close to abandoned sites. The conservation value of a secondary forest is expected to increase over time, as species arriving from remaining old‐growth forest patches accumulate. Many studies are poorly replicated, which limits robust assessments of the number and abundance of old‐growth species present in secondary forests. Older secondary forests are not often studied and few long‐term studies are conducted in secondary forests. Available data indicate that both old‐growth and second‐growth forests are important to the persistence of forest species in tropical, human‐modified landscapes.

Here we build on the manifesto ‘World Scientists’ Warning to Humanity, issued by the Alliance of World Scientists. As a group of conservation biologists deeply concerned about the decline of insect populations, we here review what we know about the drivers of insect extinctions, their consequences, and how extinctions can negatively impact humanity. We are causing insect extinctions by driving habitat loss, degradation, and fragmentation, use of polluting and harmful substances, the spread of invasive species, global climate change, direct overexploitation, and co-extinction of species dependent on other species. With insect extinctions, we lose much more than species. We lose abundance and biomass of insects, diversity across space and time with consequent homogenization, large parts of the tree of life, unique ecological functions and traits, and fundamental parts of extensive networks of biotic interactions. Such losses lead to the decline of key ecosystem services on which humanity depends. From pollination and decomposition, to being resources for new medicines, habitat quality indication and many others, insects provide essential and irreplaceable services. We appeal for urgent action to close key knowledge gaps and curb insect extinctions. An investment in research programs that generate local, regional and global strategies that counter this trend is essential. Solutions are available and implementable, but urgent action is needed now to match our intentions.

Biologists are still trying to grasp the global dimensions of the phylum Arthropoda and its major class the Insecta, in spite of the fact that over a million species of arthropods have been described. The canopy of rain forest trees is believed by many to hold the key to the immense diversity of insects. In recent years the use of knock-down insecticides to sample insects from rain forest canopy has revealed information on the canopy's arthropod inhabitants and community structure. The sampling techniques involved are outlined and data reviewed on taxonomic and guild structure, species abundance, body size and biomass of insects, and the faunal similarity of trees. Calculations by Erwin (1982), based on knock-down insecticide studies of the beetle fauna of one species of Central American tree, suggest there may be 30 million species of tropical forest arthropods. Reanalysis of these calculations, using additional data, produces a range of possible estimates from about 10 to 80 million. The unknown range of plant host-specificities of tropical insects is the main weakness of this method of calculation. Assessment of the faunal importance of the canopy in relation to that of other rain forest biotopes requires comparative quantitative studies. The preliminary results of one such simple study suggest that over 42 million arthropods may be found in a hectare of Seram rain forest (at the time of study), and that 70% occur in the soil and leaf litter and 14% in the canopy. They also suggest that Collembola and Acarina are the dominant groups in this hectare, and that there are as many ants as all the other insects (excluding Collembola).

The effects of forest fragmentation on beetle species composition were investigated in an experimentally fragmented tropical forest landscape in Central Amazonia. Leaf-litter beetles were sampled at seven distances from the forest edge (0–420 m) along forest edge-to-interior transects in two 100-ha forest fragments and two continuous forest edges, and at an identical series of distances along two deep continuous forest transects. Additional samples were taken at the centers of two 10-ha forest fragments and two 1-ha fragments. This sampling regime allowed discrimination between edge and fragment area effects. Beetle species composition changed significantly and independently with both decreasing distance from forest edge and decreasing fragment area. Edge effects on species composition were mediated by six important environmental variables: air temperature, canopy height, percent ground cover of twigs, litter biomass, litter moisture content, and an air temperature × distance from edge interaction effect, due to the different temperature profiles of edges with differing edge vegetation density. Population densities of 15 of the 32 most abundant beetle species tested (47%) were significantly affected by forest fragmentation. Species responses were classified empirically into four major categories: (A) edge sensitive, area insensitive; (B) area sensitive, edge insensitive; (C) edge and area sensitive; and (D) edge and area insensitive. Within these categories, trends in density were either positive (deep-forest species), or negative (disturbed-area species), with species showing the full spectrum of responses to fragmentation. The vast majority of species were adversely affected. Estimated species loss rates from forest fragments were: 49.8% of common species from 1-ha fragments, 29.8% from 10-ha fragments, and 13.8% from 100-ha fragments. Declining density was a significant precursor of species loss from forest fragments, but other species that did not show significant population density responses to fragmentation were also absent from some fragments, presumably by chance. The probability of species loss from forest fragments was not correlated with body size or trophic group for the 32 common species, although for the entire beetle assemblage (993 species) proportions of species in different trophic groups changed significantly with fragmentation. Rarity and population variability (in undisturbed forest) were significant predictors of susceptibility to fragmentation. Surprisingly, though, common species were significantly more likely to become locally extinct in small fragments than rarer species. This lends empirical support to models of multispecies coexistence under disturbance that suggest competitively dominant but poorly dispersing species are the first to become extinct due to habitat destruction. Thus, rarer species are predicted to be better dispersers and better at persisting.

It has been suggested that we do not know within an order of magnitude the number of all species on Earth [May RM (1988) Science 241(4872):1441-1449]. Roughly 1.5 million valid species of all organisms have been named and described [Costello MJ, Wilson S, Houlding B (2012) Syst Biol 61(5):871-883]. Given Kingdom Animalia numerically dominates this list and virtually all terrestrial vertebrates have been described, the question of how many terrestrial species exist is all but reduced to one of how many arthropod species there are. With beetles alone accounting for about 40% of all described arthropod species, the truly pertinent question is how many beetle species exist. Here we present four new and independent estimates of beetle species richness, which produce a mean estimate of 1.5 million beetle species. We argue that the surprisingly narrow range (0.9-2.1 million) of these four autonomous estimates--derived from host-specificity relationships, ratios with other taxa, plant:beetle ratios, and a completely novel body-size approach--represents a major advance in honing in on the richness of this most significant taxon, and is thus of considerable importance to the debate on how many species exist. Using analogous approaches, we also produce independent estimates for all insects, mean: 5.5 million species (range 2.6-7.8 million), and for terrestrial arthropods, mean: 6.8 million species (range 5.9-7.8 million), which suggest that estimates for the world's insects and their relatives are narrowing considerably.

Logged and disturbed forests are often viewed as degraded and depauperate environments compared with primary forest. However, they are dynamic ecosystems

Abstract The functional stability of ecosystems depends greatly on interspecific differences in responses to environmental perturbation. However, responses to perturbation are not necessarily invariant among populations of the same species, so intraspecific variation in responses might also contribute. Such inter-population response diversity has recently been shown to occur spatially across species ranges, but we lack estimates of the extent to which individual populations across an entire community might have perturbation responses that vary through time. We assess this using 524 taxa that have been repeatedly surveyed for the effects of tropical forest logging at a focal landscape in Sabah, Malaysia. Just 39 % of taxa – all with non-significant responses to forest degradation – had invariant responses. All other taxa (61 %) showed significantly different responses to the same forest degradation gradient across surveys, with 6 % of taxa responding to forest degradation in opposite directions across multiple surveys. Individual surveys had low power (< 80 %) to determine the correct direction of response to forest degradation for one-fifth of all taxa. Recurrent rounds of logging disturbance increased the prevalence of intra-population response diversity, while uncontrollable environmental variation and/or turnover of intraspecific phenotypes generated variable responses in at least 44 % of taxa. Our results show that the responses of individual species to local environmental perturbations are remarkably flexible, likely providing an unrealised boost to the stability of disturbed habitats such as logged tropical forests.

Abstract Understanding how community assembly processes drive biodiversity patterns is a central goal of community ecology. While it is generally accepted that ecological communities are assembled by both stochastic and deterministic processes, quantifying their relative importance remains challenging. Few studies have investigated how the relative importance of stochastic and deterministic community assembly processes vary among taxa and along gradients of habitat degradation. Using data on 1,645 arthropod species across seven taxonomic groups in Malaysian Borneo, we quantified the importance of ecological stochasticity and of a suite of community assembly processes across a gradient of logging intensity. The relationship between logging and community assembly varied depending on the specific combination of taxa and stochasticity metric used, but, in general, the processes that govern invertebrate community assembly were remarkably robust to changes in land use intensity.