published_or_final_version / Ecology and Biodiversity / Doctoral / Doctor of Philosophy

Orientador: Paulo Sergio Moreira Carvalho de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Christianini_AlexanderVicente_D.pdf: 2579789 bytes, checksum: 2736086f93095fb3c874eabe47217321 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nosso conhecimento a respeito dos sistemas de dispersão de sementes tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Um número crescente de estudos tem mostrado que a regeneração de plantas é freqüentemente muito mais complexa do que pensávamos, incluindo vários agentes ao longo de etapas subseqüentes do processo de dispersão de sementes. Por exemplo, formigas podem rearranjar a sombra de sementes que cai ao solo, o que pode influenciar as probabilidades de transição do estágio de semente para plântula durante o recrutamento. Neste trabalho reportamos informações mostrando que formigas são importantes agentes de dispersão secundária de sementes na maior savana da América do Sul, o cerrado. Formigas interagiram com diásporos caídos de muitas plantas dispersas primariamente por vertebrados frugívoros. Formigas freqüentemente limparam as sementes da polpa dos frutos, o que aumentou sua germinação. As sementes de Erythroxylum pelleterianum (Erythroxylaceae), Xylopia aromatica (Annonaceae) e Miconia rubiginosa (Melastomataceae) são dispersas primariamente por aves, mas a maior parte de seus frutos cai ao solo sob a planta-mãe. Formigas removeram grande parte destes diásporos caídos, e promoveram dispersão direcionada a microsítios ricos em nutrientes onde houve maior sobrevivência de plântulas, como demonstrado para E. pelleterianum. Contudo, este benefício por vezes foi alcançado à custa de perdas significativas de sementes para formigas granívoras, como em Xylopia aromatica. Aves são responsáveis pela dispersão de sementes a longas distâncias e colonização de novos sítios, enquanto formigas rearranjam a sombra de sementes numa escala menor, depositando-as em sítios onde a sobrevivência das plântulas é aumentada. Embora a maioria das formigas foi generalista em relação às características dos diásporos, formigas cortadeiras mostraram algumas preferências, especialmente por diásporos ricos em carboidratos. Nós sugerimos que estas preferências podem ser devidas às defesas químicas da folhagem de plantas do cerrado, que forçariam as formigas a depender de frutos carnosos para o cultivo de fungo no interior dos ninhos. Finalmente, nós mostramos que as interações formiga-diásporo são suscetíveis a efeitos de borda, que diminuem os benefícios obtidos por plantas dispersas secundariamente por formigas. Esta informação é especialmente relevante, uma vez que o cerrado está sendo convertido para agricultura a taxas alarmantes e efeitos de borda não haviam sido reconhecidos para o cerrado até o momento / Abstract: Our knowledge about seed dispersal systems has been improved considerably in the last few years. An increasing number of studies has shown that the process of plant regeneration is often much more complex than we realize, including several different agents across subsequent steps of seed dispersal. For instance, ants may reshape the seed shadow after seeds fall to the ground, and this may influence the transition probabilities from seed to the seedling stage in plant recruitment. Here we report data showing that ants are important agents of secondary seed dispersal in the largest South American savanna, the cerrado. Ants interacted with fallen diaspores of many plants primarily dispersed by vertebrate frugivores. Ants often cleaned the seeds from fruit matter, what increased seed germination. The seeds of Erythroxylum pelleterianum (Erythroxylaceae), Xylopia aromatica (Annonaceae) and Miconia rubiginosa (Melastomataceae) are primarily dispersed by birds, but most fruits fall to the ground under the parent tree. Ants removed a considerable number of fallen diaspores of these plants, and provided directed dispersal to nutrient-enriched microsites where seedling survival was increased, as shown for E. pelleterianum. However, this benefit sometimes is attained at the cost of significant seed loss to granivorous ants, as in the case of Xylopia aromatica. Birds are likely responsible for long-distance dispersal and colonization of new patches, while ants reshape the seed shadow at a finer scale, delivering seeds to specific sites where seedling survival is more likely. Although most ant taxa were generalist in relation to diaspore traits, leaf-cutter ants showed a preference pattern for some diaspores, particularly carbohydrate-rich ones. We suggest that such preference may be driven by the chemically-protected plant leaves of the cerrado, which would constrain leaf-cutter ants to rely on fleshy fruits for fungus culturing inside their nests. Finally, we showed that ant-diaspore interactions are susceptible to edge effects, which decrease benefits obtained by plants secondarily dispersed by ants. This information is particularly relevant, since the cerrado is currently being converted to cropland at an alarming rate, and so far edge effects had not been recognized in the cerrado / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

Orientador: Paulo Sergio Moreira Carvalho de Oliveira, Andre Victor Lucci Freitas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T07:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SendoyaEcheverry_SebastianFelipe_M.pdf: 1152705 bytes, checksum: f4c1b0194f043988353ca041df10f1d9 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As larvas de Eunica bechina (Lepidóptera; Nymphalidae) se alimentam das folhas jovens do pequi Caryocar brasiliense (Caryocaraceae), uma planta que apresenta nectários extraflorais (NEFs). Estes nectários são intensamente visitados por muitas espécies de formigas forrageadoras de néctar no cerrado brasileiro. As formigas exercem uma forte pressão seletiva nas larvas devido à predação e/ou remoção das lagartas na planta hospedeira. Este estudo examina experimentalmente se a presença de formigas nas plantas de C. brasiliense media as decisões de oviposição por fêmeas de E. bechina. O objetivo foi determinar a importância do espaço livre de inimigos para a seleção de locais de oviposição pela borboleta. Neste estudo desenvolvemos experimentos de oviposição em campo em ramos pareados de uma planta de C. brasiliense, desenhados para testar em campo as preferências da borboleta em relação à presença na planta de diferentes tipos de insetos, incluindo algumas espécies de formigas. A presença de um herbívoro especialista do pequi (Edessa rufomarginata, Pentatomidae), ou de uma formiga não agressiva e visitante da planta (Cephalotes pusillus), não influenciaram a oviposição por fêmeas de E. bechina quando comparadas com ramos sem insetos (controle). Por outro lado, detectamos uma redução significativa na freqüência de oviposição em ramos com qualquer uma de duas espécies de formigas do gênero Camponotus quando comparado com ramos controle sem insetos. A tendência de evitar locais da planta ocupados por formigas agressivas não foi afetada com o incremento na demanda de galhos para oviposição pelas fêmeas da população. Sugerimos que as fêmeas de E. bechina utilizam características como forma e tamanho dos insetos como sinais de reconhecimento para mediar a decisão de oviposição. O comportamento das fêmeas de evitar ramos com formigas agressivas pode reduzir a mortalidade da prole sobre a planta hospedeira Esta capacidade de discriminação, além de um conjunto de defesas morfológicas e comportamentais das larvas, aparentemente é fundamental para permitir à E. bechina se especializar em uma planta defendida por formigas tal como o pequi / Abstract: Larvae of Eunica bechina Lepidoptera (Nymphalidae) feed on young leaves of Caryocar brasiliense (Caryocaraceae), a shrub bearing extrafloral nectaries that is intensively visited by many nectar-gathering ant species in the Brazilian cerrados. Visiting ants exert strong predation pressure on the caterpillars of E. bechina on the host plant. This field study examines experimentally whether ant presence on C. brasiliense shrubs mediates oviposition decisions by E. bechina females. The aims of this study were to determine the importance of an enemy-free space for the selection of plant locations for oviposition by the butterfly. Oviposition experiments on paired branches of C. brasiliense were designed to test egg-laying preference by Eunica in relation to the presence or absence of different types of insects on the plant. Field experiments demonstrated that presence of a specialist insect herbivore of Caryocar (Edessa rufomarginata, Pentatomidae), or of the non-aggressive visiting ant Cephalotes pusillus, had not effect on oviposition by E. bechina females compared to insect-free control branches. On the other hand, there was a significant reduction in oviposition frequency on branches with either of two aggressive ant species of the genus Camponotus compared to insect-free control branches. Avoidance of plant locations occupied by such aggressive ants persists even under high levels of oviposition sites demand by the females of the local population. We suggest that E. bechina butterflies use ant traits such as size and form as visual recognition cues to mediate oviposition decisions. By doing so, the egg-laying female reduces the probability of larval offspring encountering aggressive ants on the host plant. This discrimination capacity, in addition to an array of behavioral and morphological defenses of the caterpillars, is apparently crucial to permit the butterfly to specialize on such a risky, ant-defended host plant / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

I examined the impact of the exotic, invasive plant Old World climbing fern, Lygodium microphyllum (Cav.) R. Brown, on tree island plant and ant communities in the northern Everglades. I selected 15 tree islands representing four groups: non-Lygodium islands, islands with low levels of Lygodium, islands with high levels of Lygodium, and disturbed islands impacted by people. I used a variety of diversity indices to compare plant and ant data among habitats. The ant communities studied included native and exotic species typical of south Florida. Tree island plant communities were consistent with descriptions from previous studies. Plant species richness decreased with the level of L. microphyllum in the ground and midstory layers. Abundance of native plants decreased with level of L. microphyllum in the ground, midstory, and overstory layers. Lygodium microphyllum did not affect ant communities suggesting that although it negatively impacts plant communities it can provide habitat for ants. / by Camille Darby Carroll. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2009. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2009. Mode of access: World Wide Web.

Orientador: João Vasconcellos Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T19:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_TatianeGisele_M.pdf: 798527 bytes, checksum: 1a4e43c431da929637d06a17913050d8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A maior parte dos ambientes naturais têm sido convertidos para uso humano. Estas mudanças estão ocorrendo num ritmo nunca antes experimentado pela natureza. O aumento do conhecimento sobre a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas auxilia na busca de respostas de como e que forma estas ações estão afetando os sistemas naturais, e consequentemente no planejamento de melhores estratégias de conservação. Uma das maneiras de acessar os processos ecológicos que são difíceis de monitorar é buscar grupos ou organismos que facilitem o entendimento destas intervenções. A sensibilidade das assembleias de formigas, combinada com a sua importância funcional e amostragem fácil, fazem delas bons organismos para estudos de conservação. O estudo avaliou a estrutura das assembleias de formigas em três unidades de conservação na Floresta Atlântica. As formigas foram amostradas em uma floresta contínua no Parque Estadual da Serra do Mar, sudeste do Brasil, em áreas mais preservadas e menos preservadas. O objetivo foi determinar se a riqueza, a composição e a abundância destes organismos diferem entre as áreas contrastantes em relação ao grau de perturbação antrópica. Os resultados mostraram que a riqueza não foi afetada nas áreas com diferentes históricos de perturbação, mas a composição mudou drasticamente em duas das três áreas. A abundância de formigas cortadeiras foi baixa em todas as áreas e não mostrou diferenças significativas, e a abundância de Ponerinae foi semelhante entre os diferentes contrastes. Os resultados do estudo sugerem que nos sistemas estudados, os efeitos nas assembleias são dependentes da intensidade e da frequência da perturbação, e do tempo de recuperação da área alterada / Abstract: The majority of the natural environments have been converted for human use. These changes are occurring in a level never experienced before by nature. Increased the knowledge about the structure and functioning of ecosystems helps in finding answers about how to and in what way these actions can affecting natural systems, and consequently in the planning of better conservation strategies. One way to access the ecological processes that are difficult to monitor is to find groups of organisms that are affect by these changes. The sensitivity of ant assemblages, combined with their functional importance and easy of sampling makes them excellent organisms for conservation studies. The present study evaluated the structure of ant assemblages in three protect areas in the Brazilian Atlantic Forest. Ants were sampled within a continuous forest in the Serra do Mar State Park, southeastern Brazil, in disturbed and undisturbed areas. The objective was to determine if richness, composition and abundance of ant assemblages differ between contrasting areas in relation to the degree of human disturbance. Results showed that ant richness has not changed between areas with different disturbance history, while the composition has changed dramatically in two of the three areas. The abundance of leaf-cutting ants was low in all sites and showed no significant differences, and the abundance of Ponerinae was similar across the contrasting areas surveyed. Results suggest that in the studied systems, the effects are dependent of the intensity and frequency of disturbance, and also of the recovery time of disturbed area / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Orientador: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T12:16:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bieber_AnaGabrielaDelgado_D.pdf: 4767578 bytes, checksum: a5be946bbed3be1392fd289658057b21 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Em florestas tropicais, formigas de folhiço são freqüentemente vistas em interação com diásporos vegetais (frutos e sementes). Em alguns casos, esta interação oportunista resulta em um mutualismo. Enquanto formigas se beneficiam ao alimentar-se de partes carnosas nutritivas (i.e., polpa, arilo), elas podem beneficiar a semente, por exemplo, ao aumentar sua chance de germinação ou ao dispersá-la para micro-sítios ricos em nutrientes. Portanto, para algumas espécies de plantas, a perda de interações formiga-diásporo pode implicar numa redução do recrutamento de novos indivíduos. Nesta tese, estudamos os padrões de interação entre formigas e diásporos em dois tipos contrastantes de florestas, representativos do que resta da Floresta Atlântica no Estado de São Paulo: florestas contínuas (CFs) e fragmentos de floresta com vegetação secundária (FFs) (quatro áreas cada). Durante este estudo, quatro abordagens complementares foram adotadas. Primeiramente, registramos as interações entre formigas e diásporos em cada uma das oito áreas durante um ano. As principais famílias de plantas assim como os principais gêneros de formigas registrados correspondem a grupos importantes já listados em estudos prévios realizados neste bioma. Apesar da abundância similar de diásporos considerados atrativos entre os dois tipos de floresta, houve um maior número de interações na floresta contínua. Esta diferença é provavelmente devida à comunidade vegetal depauperada dos fragmentos, composta por espécies menos atrativas para as formigas. Com base no mesmo conjunto de dados, comparamos se a topologia das redes de interação formiga-fruto diferiu entre os dois tipos de floresta. Três das sete métricas calculadas foram afetadas pelo tipo de floresta. A diminuição do número de espécies de plantas nos fragmentos florestais parece ser um fator-chave para justificar os resultados obtidos. Na terceira abordagem, oferecemos um diásporo sintético rico em lipídios em estações de remoção para comparar a visitação e o comportamento das formigas entre os dois tipos florestais. Em geral, um maior número de espécies de formigas foi atraído às estações das CFs. A freqüência de grandes poneríneas (em especial, Pachycondyla striata) em interação com diásporos sintéticos foi mais elevada em CFs, estando relacionada com uma maior remoção de diásporos nestas áreas. Por fim, avaliamos experimentalmente se a manipulação prévia por aves (uma condição mais comum em florestas contínuas) afeta a atratividade de diásporos caídos em relação a formigas. Para este procedimento, utilizamos o arbusto Psychotria suterella (Rubiaceae), comum no subosque de nossa área de estudo e cujos diásporos são dispersos por aves. Frutos que já tiveram contato com vertebrados apresentaram uma maior chance de interagir com formigas. Este resultado sugere que espécies vegetais em florestas fragmentadas, comumente sujeitas à perda de seus dispersores primários, ainda são afetadas pela diminuição da atratividade de frutos intactos para formigas (dispersores secundários), a despeito da abundância destes insetos no chão da floresta. De forma geral, os resultados desta tese indicam que a fragmentação da Floresta Atlântica afeta negativamente as interações formiga-diásporo. Portanto, é possível que em fragmentos florestais haja uma diminuição dos potenciais benefícios a sementes e plântulas derivados da interação com formigas, podendo repercutir negativamente no recrutamento das plantas / Abstract: In tropical rainforests, ground-dwelling ants opportunistically interact with fleshy diaspores and, in some cases, this interaction can be classified as mutualistic. While ants gain from eating the nutritious fleshy parts, they may benefit the seed in two ways: (1) greater germination success; and (2) directed dispersal to nutrient-rich microsites where seedlings grow better. Thus, for some plant species, the loss of ant-diaspore interactions may negatively affect plant recruitment. Here, we explore ant-diaspore interaction patterns in two divergent forest types, representing what has remained from the Brazilian Atlantic Forest of São Paulo State: continuous old-growth forests (CFs) and secondary forest fragments (FFs) (four sites each). During this study, four complementary approaches were adopted. First, we surveyed ant-diaspore interactions in all forest sites during one year. Main plant families and ant genera registered during our survey correspond to previous studies performed in this biome. In spite of the similar abundance of ant-attractive diaspores on the forest ground, there were striking differences on ant-diaspore interactions between continuous and fragmented forests. Differences are most certainly attributed to the species-poor plant community, composed by less attractive species, found in the fragments. Based on the same dataset, we investigated whether the topology of ant-diaspore interaction networks differed between our two studied forest types. Three out of seven network-level metrics calculated diverged between fragments and continuous forests. The decrease in the number of interacting plant species observed in the fragmented forests appears to be a key-factor for explaining the observed results. Third, we offered a lipid-rich synthetic diaspore in experimental removal stations to compare ant attendance and behavior between forest types. Again, the experiment evidenced differences between the opposing forest types. In general, a higher number of ant species was recorded in CFs. The frequency of large ponerines (mainly Pachycondyla striata) was higher in CFs, corresponding to the higher frequency of diaspore removal and the higher removal distances observed in these sites. Finally, we experimentally evaluated if previous handling by birds (a condition more frequent in continuous forests) would affect ant attendance to fallen fruits. For this approach, we used as a model the bird-dispersed species Psychotria suterella (Rubiaceae), a common treelet in the understory of our forest sites. As expected, "feces-embedded" and "mandibulated" P. suterella fruits had increased frequencies of ant attendance than "intact" fruits. This result suggests that plant species in fragmented forests, together with the pervasive loss of their primary seed dispersers, may also be affected by the decreased attractiveness of unhandled fruits to ants (secondary dispersers), in spite of the abundance of these insects on the forest floor. Altogether, our results indicate that Atlantic Forest fragmentation negatively affects ant-diaspore interactions with respect to most of the studied parameters. Therefore, we expect that fragments will present a decrease on ant-derived potential benefits to seeds and seedlings / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

The structuring of ant assemblages in a Southern African savanna was investigated using data from the only long-term, large-scale savanna fire experiment in Africa. A comprehensive survey of three habitats in the Kruger National Park (KNP) revealed a total of 169 ant species from 41 genera. The sampling efficiency and consistency of pitfall traps and Winkler samples for inventory, bioindicator and ecological studies in savanna habitats was compared using ants. Pitfall traps were more efficient and productive than Winkler sampling for epigaiec ants, with a greater total species richness and higher abundance of ants recorded. Suggestions were made to improve Winkler sampling output, and to allow quantitative data to be collected. With the structuring of local assemblages, competition was the most significant local factor tested. The relationship between ant dominance and ant species richness was consistent across three continents. A model developed to test mechanisms that could be responsible for the form of this relationship supported the hypothesis that competitive exclusion by dominant ants at least partially reduces species richness. Stress was only partially responsible for low dominance and low species richness, while scatter in the data points is related to patchiness of ants at baits. These findings contrast strongly with previous claims regarding the relationship between richness and dominance. Habitat complexity was not found to play an important role in determining ant assemblage body size in this savanna system. The size-grain hypothesis (Kaspari&Weiser 1999) which predicts that environmental rugosity results in positive allometric scaling of leg length on body length because of changes in locomotion costs, was tested by comparing the body sizes of ants from areas of contrasting habitat complexity. No support for the hypothesis was found. Phylogenetic independent contrast methods did however support the allometric relationship found by Kaspari and Weiser (1999). Ant assemblages in KNP exhibited a remarkable degree of resistance, and in some cases resilience, to burning. Species richness or abundance did not vary with different burning treatments, although ant assemblage composition was sensitive to burning treatment. This difference, however, was only pronounced between burnt and unburnt plots, not between burning treatments. The degree of response of ant assemblages is likely to be related to two main contributory factors: mean annual rainfall and changes in vegetation structure with burning, and the assemblage's history of association with fire. An overview of published research on the effects of fire on fauna in Southern Africa was undertaken. Few studies have examined the effects of fire on amphibians or reptiles and few experimental studies have been undertaken using an experimental fire regime applied over appropriately long time intervals. Most studies provided no information on the scale of the study. Replication was often not reported, and was generally inadequate. Information on the effects of fire on fauna in Southern Africa is fragmentary, and consequently informed management decisions regarding the consequences of burning policies on the conservation of biodiversity both within and outside protected areas are problematic. Recommendations and suggestions for improving fire research are given. / Thesis (DPhil (Zoology))--University of Pretoria, 2005. / Zoology and Entomology / unrestricted