Orientador: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bottcher_Claudia_D.pdf: 2277526 bytes, checksum: fd9c885535eb1d45ead71daf14f43c8a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A grande quantidade de frutos carnosos e a diversidade e abundância de formigas em ambientes tropicais faz com que a interação entre formigas e diásporos seja bastante comum. Atualmente sabe-se que estas interações envolvem dezenas de espécies de plantas e formigas em uma comunidade ecológica. Dentre as espécies da fauna de formigas que interagem com diásporos, Pachycondyla striata e Odontomachus chelifer destacam-se como dispersores de sementes caídas no solo e as características físicas e químicas de seus ninhos freqüentemente promovem o estabelecimento de plântulas. Contudo, apesar da reconhecida importância dessas formigas para algumas espécies de plantas, nada se sabe sobre a influência desses diásporos no desenvolvimento e reprodução de suas colônias. Com base nesse cenário, esta tese foi dividida em duas partes relacionadas. Na primeira parte, Capítulo I, investigamos as interações entre formigas e diásporos não-mirmecocóricos em três diferentes fisionomias florestais da Ilha do Cardoso (restinga, planície e encosta), sudeste do Brasil. Durante dois anos de amostras mensais 517 interações envolvendo 53 espécies de formigas e 48 espécies de diásporos foram observadas. A maior parte das interações ocorreu em floresta de planície (54.62%), e menos da metade ocorreu nas demais áreas, encosta (31.33%) e restinga (14.06%). Myrmicinae teve o maior número de espécies em interação (39 espécies), totalizando 436 interações (82.20%). Seis espécies da subfamília Ponerinae foram responsáveis por 33 interações (6,4%). Myrtaceae foi a família de planta mais numerosa nas interações (14 espécies). Na segunda parte da tese, capítulos II e III, foi dado ênfase às duas espécies de formigas da subfamília Ponerinae (Pachycondyla striata e Odontomachus chelifer) onde investigamos a importância dos frutos na ecologia de forrageamento e desenvolvimento das colônias. No capítulo II nós estudamos como a estrutura dos ninhos, demografia das colônias, ritmo diário de atividades, dieta e área de vida dessas espécies variam espacial e sazonalmente em restinga e planície. Operárias de O. chelifer e de P. striata caçam de modo oportunista incluindo uma ampla variedade de itens alimentares, forrageando mais intensamente no período úmido quando alados são mais abundantes e as condições ambientais são mais favoráveis. A atividade de forrageamento apresentou variação entre as espécies de formigas, o que poderia ser associada com fatores físicos e disponibilidade de alimentos, mostrando que o comportamento de forrageamento de O. chelifer e P. striata corresponde a variabilidade temporal e espacial da Mata Atlântica. Para testar a hipótese de que o consumo de diásporos não-mirmecocóricos beneficiaria colônias de formigas, no Capítulo III nós testamos o efeito do consumo de sementes de C. canjerana, com arilos ricos em lipídeos, em colônias de O. chelifer sob condições controladas em laboratório. Constatamos que larvas de formigas alimentadas com diásporos de C. canjerana foram em média maiores e se desenvolveram melhor que larvas controle. Em conclusão, os resultados desta tese reforçam a importância da dispersão secundária por formigas para sementes primariamente dispersas por vertebrados. Os dados evidenciam também a importância do estudo da ecologia de forrageamento e da influência do consumo de frutos na sobrevivência e crescimento de colônias de formigas. / Abstract: The large number of fleshy fruits and the diversity and abundance of ants in tropical environments makes the ant-diaspore interaction very common. Currently it is known that these interactions involve a large number of plants and ants species in an ecological community. Among the ant species interacting with diaspores, Pachycondyla striata and Odontomachus chelifer stand out as main dispersers of seeds encountered on the forest ground. Moreover, the physical and chemical characteristics of their nests often promote the establishment of seedlings. However, despite the recognized importance of these ants for some species of plants, nothing is known about the influence of the consumption of fleshy diaspores in the development and reproduction of the ant colonies. Based on this scenario, this thesis was divided into two related parts. In the first part, Chapter I, we investigated the interactions between ants and nonmyrmecochorous diaspores in three different physiognomic forest of Cardoso Island (sandy, lowland and hillside), southeastern Brazil. During two years of monthly samples 517 interactions involving 53 ant species and 48 species of seeds were observed. Most interactions occurred in lowland Forest (54.62%), and less than half occurred in the two other areas, hillside (31.33%) and sandy Forest (14.06%). Myrmicinae had the highest species number in interaction (39 species), totaling 436 interactions (82.20%). The six species of the Ponerinae subfamily were observed exploring diaspores accounted for 33 interactions (6.4%). Myrtaceae was the most numerous plant family in interactions (14 species). In the second part of this thesis, Chapter II and III, we emphasized two species of Ponerinae (Pachycondyla striata and Odontomachus chelifer), investigating the importance of fruits in their foraging ecology and the development of their colonies. In Chapter II we studied how nest structure, colonies demography, daily activities, diet and home range of these two species vary spatially and seasonally in sandy and lowland forest. Odontomachus chelifer and Pachycondyla striata workers hunt opportunistically including a wide variety of food items. They forage more intensively during the wet season when alates are more abundant and environmental conditions are more favorable. The foraging activity showed variation among the ant species, which could be associated with physical factors and food availability, showing that the foraging behavior of O. chelifer and P. striata correspond to temporal and spatial variability of the Atlantic Forest. To test the hypothesis that the consumption of non-myrmecochorous diaspores benefit ant colonies, in Chapter III we tested the effect of consumption of seeds of Cabralea canjerana, with lipid-rich arils, in colonies of O. chelifer under controlled laboratory conditions. We found that ant larvae fed with diaspores of C. canjerana were on average larger and grew better than control larvae. In conclusion, the data presented here reinforce the importance of secondary dispersal by ants for seeds primarily dispersed by vertebrates. Our results also indicate the importance of studying the foraging ecology and the influence of fruit consumption on survival and growth of colonies of ants. / Doutorado / Ecologia / Doutor 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