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Contribution of marginal non-crop vegetation and semi-natural habitats to the regulation of insect pest populations by their natural enemies

Santos, Luan Alberto Odorizzi dos [UNESP] 24 April 2017 (has links)
Submitted by LUAN ALBERTO ODORIZZI DOS SANTOS null (luanodorizzi1@hotmail.com) on 2017-06-21T02:16:39Z No. of bitstreams: 1 TESE_LUAN_ALBERTO_ODORIZZI_DOS_SANTOS.pdf: 1320242 bytes, checksum: f90ac4fa9e096f32cb4444a87944e21f (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-21T14:31:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_lao_dr_jabo.pdf: 1320242 bytes, checksum: f90ac4fa9e096f32cb4444a87944e21f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T14:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_lao_dr_jabo.pdf: 1320242 bytes, checksum: f90ac4fa9e096f32cb4444a87944e21f (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / L'expansion des zones agricoles a conduit à la perte de biodiversité due à la réduction des habitats naturels et semi-naturels dans les paysages agricoles. Avec l'augmentation de la production agricole dans le monde, des techniques écologiquement rationnelles sont de plus en plus discutées qui permettent une gestion durable des habitats environnants. Les effets de ces habitats sur la population des insectes nuisibles et de leurs ennemis naturels sont encore mal connus. L'objectif de cette thèse était de comprendre les effets des environnements naturels et semi-naturels sur la population des insectes nuisibles et des ennemis naturels dans les régions tropicales (Brésil) et tempérées (France). Au Brésil (chapitre II), on a évalué l'effet de la distance des fragments sur la population de fourmis prédatrices et omnivores dans la canne à sucre. Les résultats montrent que la richesse en espèces diminue avec la distance des fragments forestiers et que la prédominance des espèces Dorymyrmex bruneus et Pheidole oxyops augmente. Des espèces de fourmis colonisant les champs de canne à sucre ont également été trouvées dans des fragments forestiers, ce qui suggère que ces derniers habitats sont des refuges pour les espèces de fourmis prédatrices pendant les périodes de perturbation comme la récolte de la canne à sucre ou le travail du sol. Cela a été confirmé par des différences plus fortes dans les communautés de fourmis après la récolte de la canne à sucre (saison sèche) que quatre mois plus tard / (saison des pluies) quand l'absence de perturbation a permis la re-lonosiation par les fourmis. Il y avait aussi une différence dans la richesse des espèces de fourmis entre les différents types de fragments (vallées fluviales et plaines). En France, on a évalué l'effet des bandes de fleurs sauvages, de la végétation spontanée et des bandes d'herbe sur la communauté des ennemis naturels et la régulation du puceron de la pomme rosâtre Dysaphis plantaginaea (chapitre III). En ce qui concerne les principaux ennemis naturels, nos résultats ont montré une densité plus élevée de hoverflies par rapport à d'autres types de bande, mais aucune différence pour les coccinelles (coccinelidae). Cependant, aucune différence de densité naturelle de l'ennemi n'a été observée à l'intérieur des vergers. Le nombre de pucerons était plus élevé près des marges, ce qui suggère que la colonisation à partir des bandes marginales peut contrecarrer les effets régulateurs positifs des ennemis naturels. Les effets positifs de la végétation de la marge de bande sur la régulation des ravageurs de la pomme nécessitent un mouvement d'ennemis naturels dans le verger. Nous avons testé les mouvements des prédateurs généralistes en étiquetant les bandes de marge avec des protéines d'oeufs et nous avons vérifié si elles se nourrissaient d'insectes nuisibles en utilisant l'analyse de marqueurs génétiques des gènes de papillon (Cydia pomonella) à l'intérieur des prédateurs (chapitre IV). Les résultats ont montré que peu de personnes se déplaçaient des marges de champ dans le verger. Cependant, 25% des prédateurs capturés se nourrissaient de C. pomonella indiquant encore un haut niveau de régulation naturelle. En conclusion, le mouvement limité des prédateurs à partir des bandes de marges dans les vergers peut expliquer l'absence de différences entre les traitements de bandes dans la régulation des ravageurs du verger (pucerons). Les habitats naturels et semi-naturels peuvent contribuer à la lutte contre les ravageurs en marge des cultures, mais dans les vergers de pommiers cet effet a fortement diminué avec la distance. / A expansão das áreas agrícolas levou à perda de biodiversidade devido à redução dos habitats naturais e semi-naturais nas paisagens agrícolas. Com o aumento da produção agrícola no mundo, são cada vez mais discutidas técnicas ambientais que permitem uma gestão sustentável dos habitats do entorno. Os efeitos desses habitats sobre a população de insetos-pragas e seus inimigos naturais ainda são mal compreendidos. O objetivo desta tese foi compreender os efeitos dos ambientes naturais e semi-naturais na população de insetos-pragas e inimigos naturais nas regiões tropicais (Brasil) e temperadas (França). No Brasil (Capítulo II) foi avaliado o efeito da distância de fragmentos sobre a população de formigas predadoras e omnívoras em cana-de-açúcar. Os resultados mostraram que a riqueza de espécies diminui com a distância dos fragmentos florestais e que a dominância das espécies Dorymyrmex bruneus e Pheidole oxyops aumenta. As espécies de formigas que colonizam áreas de cana-de-açúcar também foram encontradas em fragmentos de florestas, sugerindo que estes últimos são abrigos para espécies de formigas predatórias durante períodos de perturbação como colheita de cana-de-açúcar ou preparo do solo. Isto foi confirmado por diferenças mais fortes nas comunidades de formigas após a colheita da cana (estação seca) do que quatro meses depois (estação chuvosa) quando a ausência de perturbação permitiu recolonização por formigas. Houve também uma diferença na riqueza de espécies de formigas entre diferentes tipos de fragmentos (vales de rios e planícies). Na França, foi avaliado o efeito de faixas de flores silvestres, vegetação espontânea e gramíneas na comunidade de inimigos naturais e a regulação do pulgão cinza Dysaphis plantaginaea (Capítulo III). No que diz respeito aos principais inimigos naturais, os nossos resultados mostraram uma maior densidade de sirfideos nas faixas de flores em comparação com outros tipos de faixas, mas nenhuma diferença para joaninha (Coccinelidae). Não foram observadas diferenças nas densidades de inimigos naturais dentro dos pomares. O número de afídeos foi maior perto das margens, sugerindo que a colonização das faixas nas margens pode neutralizar os efeitos reguladores positivos dos inimigos naturais. Os efeitos positivos da vegetação nas faixas da margem na regulação de pragas da maçã requerem um movimento de inimigos naturais no pomar. Nós testamos os movimentos de predadores generalistas marcando as faixas das margens com proteína de ovo e verificamos se eles se alimentavam de insetos pragas usando a análise de marcadores moleculares de genes de mariposas (Cydia pomonella) nos predadores (capítulo IV). Os resultados mostraram que poucos indivíduos se movimentaram das margens do campo para o pomar. No entanto, 25% dos predadores capturados alimentados com C. pomonella ainda indicam um alto nível de regulação natural. Em conclusão, o movimento limitado de predadores das faixas de plantas nas margens em pomares pode explicar a ausência de diferenças entre os tratamentos na regulação de pragas do pomar (pulgões). Habitats naturais e semi-naturais podem contribuir para o controle de pragas nas margens das culturas, mas em pomares de maçã este efeito diminuiu fortemente com a distância. / The expansion of agricultural areas has led to the loss of biodiversity due to the reduction of natural and semi-natural habitats in agricultural landscapes. With the increase of agricultural production in the world, environmentally sound techniques are increasingly discussed that allow a sustainable management of surrounding habitats. The effects of these habitats on the population of insect pests and their natural enemies are still poorly understood. The objective of this thesis was to understand the effects of natural and semi-natural environments on the population of insect pests and natural enemies in tropical (Brazil) and temperate (France) regions. In Brazil (Chapter II) the effect of the distance of fragments on the population of predatory and omnivorous ants in sugarcane was evaluated. The results showed that the species richness decrease with distance from forest fragments and that the dominance of the species Dorymyrmex bruneus and Pheidole oxyops increase. Ant species colonizing sugarcane fields were also found in forest fragments suggesting that the latter habitats are refuges for predatory ant species during periods of disturbance such as sugarcane harvest or soil tillage. This was confirmed by stronger differences in ant communities after sugarcane harvest (dry season) than four months later (rainy season) when absence of disturbance allowed re-colonosiation by ants. There was also a difference in the richness of ant species between different fragment types (river valleys and plateaus). In France, the effect of wildflower strips, spontaneous vegetation and grass strips on the community of natural enemies and the regulation of the rosy apple aphid Dysaphis plantaginaea (Chapter III) were evaluated. Concerning major natural enemies, our results showed a higher density of hoverflies in wild flower strips compared with other strip types but no differences for ladybirds (coccinelidae). However, no differences in natural enemy densities were observed inside orchards. Aphid number was higher close to the margins suggesting that colonization from margin strips may counteract positive regulatory effects of natural enemies. Positive effects of strip margin vegetation on regulation of apple pests require a movement of natural enemies into the orchard. We tested the movements of generalist predators by labelling margin strips with egg protein and we checked whether they fed on pest insects using specific genetic marker of the codling moth (Cydia pomonella) (chapter IV). The results showed that few individuals were moving from the field margins into the orchard. However, 25% of the captured predators fed on C. pomonella still indicating a high level of natural regulation. In conclusion, the limited movement of predators from margin strips into orchards may explain the absence of differences between strip treatments in orchard pest regulation (aphids). Natural and semi-natural habitats can contribute to pest control at the margins of crops, but in apple orchards this effect strongly decreased with distance.
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Revisão do gênero Appula Thomson, 1864 (Coleoptera, Cerambycidae, Cerambycinae, Elaphidionini)

Franceschini, André Franco January 2000 (has links)
Made available in DSpace on 2013-08-07T19:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000415448-Texto+Completo-0.pdf: 4616487 bytes, checksum: b4750569b2cae561676391294cb2fcf7 (MD5) Previous issue date: 2000 / A taxonomic revision of the genus Appula Thomson, 1864 is presented. The following new species are described: from Brazil, A. diamantinensis (Pará, Mato Grosso) and A. santarensis (Pará); and from Peru and Brazil (Mato Grosso, Goiás), A. eduardae. Seven species are redescribed, illustrated and keyed. Male and female genitalia are studied for the first time for the Appula species. / Apresenta-se a revisão taxonômica do gênero Appula Thomson, 1864 com a redescrição das sete espécies conhecidas: A. aliena Martins, 1981; A. argenteoapicalis Fuchs, 1961; A. lateralis (White, 1853); A. melancholica Gounelle, 1909; A. nigripes Bates, 1960; A. sericatula Gounelle, 1909; A. undulans (White, 1853). Mais três espécies novas são descritas: do Brasil, A. diamantinensis (Pará, Mato Grosso) e A. santarensis (Pará); do Peru e do Brasil (Mato Grosso, Goiás), A. eduardae. As espécies foram ilustradas e separadas em chave. A genitália de machos e fêmeas foi estudada pela primeira vez para as espécies de Appula.
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Regulação de áreas de forrageamento e estruturação de comunidades de cupins

Araújo, Ana Paula Albano 02 1900 (has links)
A utilização do hábitat pelos animais depende do balanço entre os custos e benefícios envolvidos durante o forrageamento, como disponibilidade de recursos e interações negativas. Os cupins (Insecta: Isoptera) são organismos detritívoros que apresentam grande importância econômica e ecológica. No entanto, ainda não são totalmente conhecidos os mecanismos que estruturam as comunidades destes insetos. Com o intuito de preencher parte desta lacuna, o objetivo desta tese foi verificar os fatores responsáveis pela variação na área de forrageamento dos cupins e como estes podem interferir na estruturação de suas comunidades. A questão central deste trabalho foi entender: Por que há variação na abundância e riqueza de cupins em diferentes locais? Para tentar responder esta pergunta foram testadas as seguintes hipóteses: i) a abundância e riqueza de espécies é maior em locais com maior disponibilidade de recursos; ii) cupins reduzem suas áreas de forrageamento à medida em que há aumento da oferta de recursos; iii) as áreas de forrageamento dos cupins apresentam picos de sobreposição nos pontos extremos de qualidade do hábitat (baixa e alta) e baixa sobreposição em locais de qualidade intermediária; e v) fatores bottom-up e top-down atrasam a decomposição de recursos porque cupins utilizam preferencialmente recursos em alta quantidade/qualidade e evitam recursos que conferem risco de predação. Nossos resultados mostraram que, ao contrário do previsto, houve uma redução na abundância e riqueza de cupins em locais com maior disponibilidade de recursos. No entanto, conforme esperado, cupins reduziram o tamanho de suas áreas de forrageamento em locais com alta qualidade de recursos. Foram observados picos de sobreposição de áreas de forrageamento nos pontos extremos (inferior e superior) de qualidade de hábitat. Verificamos também que cupins selecionaram mais rapidamente recursos em maior quantidade e que não conferiam riscos de predação. Desta forma, pode-se concluir que cupins são seletivos quanto à utilização de locais de forrageamento e que apresentam flexibilidade comportamental em regular o tamanho de suas áreas de uso dependendo das variações ambientais. Esta flexibilidade pode explicar padrões de riqueza aparentemente contraditórios. Assim, o presente trabalho contribui com novos conhecimentos a respeito do forrageamento dos cupins e pode auxiliar no entendimento da estruturação das comunidades destes insetos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT:The use of habitats by animals depends on the balance of costs and benefits associated to foraging, like availability of resources and negative interactions. Termites (Insecta: Isoptera) are detritivorous organisms with great economic and ecological importance. However, the mechanisms that structure their communities are not completely known. So, the objective of this thesis was to study the factors that lead to the variation of termite foraging areas and how they can interfere in their community structure. The central question of this work was: Why is there variation in termite abundance and richness? To answer this question, the following hypotheses were tested: i) the abundance and richness of species are greater in sites with higher resource availability; ii) termites reduce their foraging areas as resource availability increases; iii) the overlapping peaks of the termite foraging areas occur in the extreme points of the habitat quality (low and high); and iv) bottom-up and top-down factors delay resource decomposition by termites because they prefer resources in high quality and quantity and avoid resources that offer predation risks. Results show a reduction of termite abundance and richness in places with abundance of resources. However, as it was expected, termites reduced the size of their foraging areas in high quality patches. Our results corroborate the hypothesis that there is more overlap of foraging areas in the extremes of the habitat quality. We also see that both bottom-up and top-down factors delay the use of resources by termites. They selected resources in high quantity and without predation risk. Concluding, termites select their foraging areas and present a behavioral flexibility that allows them to regulate the size of their foraging areas according to the environmental conditions. This flexibility can explain the seemingly contradictory termite patterns of richness. This work can contribute for the understanding of termite foraging and community structure.
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Ecologia de assembléias de Drosophilidae (Insecta, Diptera) de manguezais da Ilha de Santa Catarina, sul do Brasil

Schmitz, Hermes José January 2006 (has links)
Apesar de assembléias de drosofilídeos já terem sido estudadas em diversos ambientes, os manguezais ainda surgem como um ambiente inexplorado. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as assembléias de drosofilídeos encontradas nos manguezais da ilha de Santa Catarina, sul do Brasil. Para isso, foram realizadas 28 coletas nos três principais manguezais da ilha – Itacorubi (13 coletas), Tavares (8 coletas) e Ratones (7 coletas) - entre o período de julho de 2002 e julho de 2005. Um total de 82.942 espécimes foi analisado, distribuídos em 69 espécies de seis gêneros. Foi encontrada uma grande dominância de Drosophila simulans Sturtevant, seguida por D. malerkotliana Parshad & Paika, Zaprionus indianus Gupta, D. mediostriata Duda, D. willistoni Sturtevant, D. paulistorum Dobzhansky & Pavan, D. repleta Wollaston, D. polymorpha Dobzhansky & Pavan e D. mercatorum Patterson & Wheeler. As demais espécies não atingiram 1% de abundância relativa. Não foram encontradas diferenças importantes entre os locais, mas as diferenças sazonais foram relevantes. A dinâmica populacional de várias espécies pareceu estar relacionada, experimentando picos de abundância no outono, embora haja algumas exceções importantes O número de indivíduos e a riqueza de espécies observada também foram mais elevados nesta estação, mas a eqüitabilidade e a riqueza de espécies estimada por rarefação se mostraram mais elevadas no inverno. No entanto, algumas importantes variações temporais pareceram não ser relacionadas a fatores que operam sazonalmente. A composição das assembléias pareceu sofrer uma pequena modificação quando são comparadas as amostras de verão e outono com as de inverno e primavera. As assembléias de outono apresentaram uma estrutura típica, caracterizada pela abundância aumentada de D. malerkotliana, enquanto as demais estações se assemelharam mais aos períodos adjacentes do que aos mesmos períodos de anos diferentes.
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Ureases de Canavalia ensiformis : processamento e mecanismo de ação em insetos

Stanisçuaski, Fernanda January 2007 (has links)
Ureases (E.C. 3.5.1.5) são metaloenzimas distribuídas em plantas, fungos e bactérias. As duas isoformas de ureases de Canavalia ensiformis (canatoxina - CNTX e urease do feijão de porco - JBU) são altamente tóxicas para insetos de diferentes ordens. A toxicidade dessas proteínas é dependente da liberação de um fragmento de cerca de 10 kDa a partir da proteína nativa. Essa liberação se dá por ação das enzimas digestivas cisteínicas e aspárticas (tipo catepsina B e D) presentes no trato digestivo de algumas ordens de insetos. Ureases não são tóxicas para insetos com digestão baseada em enzimas serínicas (tipo tripsina). Esse peptídeo de 10 kDa foi isolado e caracterizado, recebendo o nome de Pepcanatox. Um peptídeo recombinante, equivalente ao Pepcanatox, foi expresso em Escherichia coli e chamado Jaburetox 2Ec. Jaburetox 2Ec é tóxico, por via oral, para ninfas de Dysdercus peruvianus e, por injeção toráxica, para ninfas de Rhodnius prolixus e ninfas e adultos de Triatoma infestans. CNTX e JBU, dados por via oral, são tóxicos para ninfas de D. peruvianus e R. prolixus, mas não são tóxicas para as formas adultas desses insetos.O processamento de CNTX e JBU por enzimas de ninfas e adultos de D. peruvianus mostraram um perfil distinto, podendo ser esse diferencial o responsável pela falta de efeito tóxico observado em adultos. Usando Callosobruchus maculatus como modelo, as enzimas responsáveis pelo processamento das ureases foram investigadas. Usando Callosobruchus maculatus como modelo, as enzimas responsáveis pelo processamento das ureases foram investigadas. A purificação parcial das enzimas de C. maculatus por gel-filtração resultou em uma fração (Pico B) capaz de liberar um peptídeo de aproximadamente 10 kDa a partir de CNTX e JBU. A atividade proteolítica do Pico B é completamente inibida por Pep-A e parcialmente inibida por E-64, indicando a presença de aspártico (majoritária) e cisteíno proteases. Observamos que tanto E-64 (inibidor de cisteíno proteinases) quanto Pepstatina-A (inibidor de aspártico proteinases) diminuem a formação do peptídeo entomotóxico pelo Pico B, sugerindo que cisteíno e aspártico proteases estão envolvidas nesse processo.O mecanismo de ação em insetos das ureases, assim como dos peptídeos derivados, ainda não é conhecido. Um efeito observado in vivo é a diminuição da taxa de perda de peso de R. prolixus após a alimentação com ureases, indicando uma possível alteração no sistema excretório. Para avaliar o efeito das ureases e de Jaburetox 2Ec na secreção de R. prolixus, realizamos ensaios de secreção de fluídos pelos túbulos de Malpighi isolados, assim como ensaios de contrações dos intestinos anterior e posterior e vaso dorsal. JBU e Jaburetox 2Ec inibem a secreção de fluídos por túbulos de Malpighi isolados, de maneira dose dependente. CNTX também tem efeito antidiurético, enquando a urease de Helicobacter pylori (HPU) não causa nenhuma alteração na secreção dos túbulos de Malpighi. Jaburetox 2Ec, mas não JBU, causa um aumento dos níveis de GMPc nos túbulos sendo esse o segundo mensageiro de sua ação.Metabólitos de eicosanóides e cálcio (intra e extracelular) influenciam a ação de JBU, mas não de Jaburetox 2Ec. Ensaios de potencial transepitelial realizados com túbulos de Malpighi indicaram que Jaburetox 2Ec, mas não JBU, alteram a ação de uma H+-ATPase presente na membrana dos túbulos, causando um desequilíbrio no transporte iônico e, como consequência, alteração na secreção de fluídos. Os dados obtidos não mostram que JBU e Jaburetox 2Ec desencadeiam rotas distintas nos túbulos de Malpighi, ambos culminando em antidiurese. Assim como nos túbulos de Malpighi, JBU diminui o transporte de fluídos pelo epitélio do estômago de R. prolixus. Jaburetox 2Ec e JBU causam um aumento na frequência de contrações do estômago estimuladas por serotonina. No intestino posterior, observamos que JBU também causa um aumento na frequência e amplitude das contrações, e mudança no tônus basal do tecido. No vaso dorsal, nenhuma alteração significativa nas contrações foram observadas. Também avaliamos por microscopia o efeito da alimentação com JBU na liberação de serotonina, hormônio envolvido em diversos processos fisiológicos. Não observamos nenhuma alteração significativa na liberação desse hormônio a partir das células do sistema nervoso, assim como nos órgãos controlados por serotonina. A liberação de fragmento(s) entomotóxico(s) a partir de ureases vegetais, assim como o mecanismo de ação dessas ureases e fragmentos, são processosbastante complexos. Nessa tese tivemos êxito em caracterizar várias etapas desses processos, esclarecendo pontos chaves e levantando evidências para guiar trabalhos futuros. / Ureases (E.C. 3.5.1.5) are metalloenzymes widespread in plants, fungi and bacteria. Two isoforms of Canavalia ensiformis urease, (canatoxin - CNTX and jack bean urease – JBU), are toxic to insects from different orders. The toxicity of these proteins is due to the release of a 10 kDa peptide from the native protein. This release is due to the action of acidic digestive enzymes present in the insect digestive tract. Ureases are not toxic to insects with digestion relying on trypsin-like enzymes. The entomotoxic peptide, called Pepcanatox, was isolated and characterized and a recombinant peptide, equivalent to Pepcanatox was expressed in Escherichia coli. Jaburetox 2Ec, the recombinant peptide, is toxic by oral route to nymphs of Dysdercus peruvianus and by injection to nymphs of Rhodnius prolixus and nymphs and adults of Triatoma infestans. CNTX and JBU, administered by oral route, are toxic to nymphs of D. peruvianus and R. prolixus, but are innocuous to adults of these insects. Proteolytic processing of JBU and CNTX by digestive enzymes from D. peruvianus nymphs and adults showed a distinct profile. This differential processing could be related to the lack of toxic effect of the proteins in adults.Using Callosobruchus maculatus as a model, the digestive enzymes involved in urease’s processing were investigated. The partial purification of C. maculatus enzymes resulted in a protein fraction (Pool B) capable of releasing a 10kDa peptide from JBU and CNTX. The proteolytic activity of Pool B was completely abolished by Pep-A and partially inhibited by E-64, indicating the presence of aspartic (majoritary) and cysteine proteinases. Both E-64 and Pep-A decrease the formation of the entomotoxic peptide, suggesting that both classes of enzymes may be involved in this process. The purification of the enzymes present on Pool B will clarify the role of each of these enzymes on urease processing and release of the entomotoxic peptide. The mechanisms of action of ureases as well as urease-derived peptides in insects is still poorly characterized. A lower rate of weight loss in R. prolixus fed on a urease-containing meal was observed in vivo, indicating a possible alteration on theexcretory system. To evaluate the effect of ureases and Jaburetox 2Ec on R. prolixus excretion, we performed fluid secretion assays on isolated Malpighian tubules, as well as fore- and hindgut contractions assays. JBU and Jaburetox 2Ec inhibit Malpighian tubules fluid secretion in a dose dependent fashion. CNTX is also antidiuretic, while Helicobacter pylori urease (HPU) does not alter the secretion rate. Jaburetox 2Ec, but not JBU, increases tubules levels of cGMP. No changes in AMPc was seen with either polypeptide. Eicosanoid metabolites and calcium (intra- and extracellular) modulate the antidiuretic effect of JBU, but not that of Jaburetox 2Ec. Measurements of the transepithelial potential in Malpighian tubules indicated that Jaburetox 2Ec, but not JBU, disrupts the activity of a H+-ATPase present on tubules’ membranes, causing changes in fluid secretion due to an imbalance of ions transport. The data obtained show that JBU and Jaburetox 2Ec are acting on Malpighian tubules through different pathways, both leading to antidiuresis. As seen in Malpighian tubules, JBU also decrease the fluid transport across the crop epithelium of R. prolixus. Jaburetox 2Ec and JBU cause an increase of the frequency of crop contractions stimulated with serotonin. In the hindgut, JBU increases the frequency and amplitude of contractions, and alters the muscle basal tonus. In the dorsal vessel, no significant alterations were observed. Using microscopy, we also evaluated the effect of JBU feeding in the release of serotonin, a hormone involved in several physiological processes. There is no alteration in the release of this hormone from nervous system cells, as well as in tissues regulated by serotonin. All these data indicate that JBU and its derived peptide cause major alterations of post feeding physiological process in R. prolixus that contribute to, or can be the cause of the entomotoxic effect. The release of entomotoxic fragment(s) from plant ureases and their mechanism of action are complex processes. Here, we were successful in characterizing several steps of these processes, clarifying crucial points and providing leads for future work in this field.
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História natural de Aulacothrips (THYSANOPTERA: HETEROTHRIPIDAE) e os efeitos do ectoparasitismo em cigarrinhas trofobiontes (HEMIPTERA: AUCHENORRHYNCHA)

Cavalleri, Adriano January 2012 (has links)
O registro do hábito ectoparasita em Thysanoptera estava limitado a Aulacothrips dictyotus (Heterothripidae). Esta espécie foi previamente registrada infestando ninfas e adultos de Aetalion reticulatum (Hemiptera: Aetalionidae), e acreditava-se que essa fosse uma associação única entre os tisanópteros. Entretanto, em recentes observações em áreas de Cerrado e floresta Amazônica, duas novas espécies de Aulacothrips foram encontradas, Aulacothrips minor e Aulacothrips amazonicus, respectivamente. Estes novos táxons apresentam histórias de vida distintas de Au. dictyotus e infestam diferentes hospedeiros. Ao mesmo tempo que não se conhecia a gama de hospedeiros destes tisanópteros, nada se sabia sobre a real interação deste tripes com as cigarrinhas e quais os efeitos da presença destes insetos para os Hemiptera. Nossos resultados indicam que Au. minor infesta várias espécies de Membracidae (Hemiptera), principalmente Guayaquila xiphias em áreas de Cerrado, enquanto que Au. amazonicus foi observada infestando cigarrinhas do gênero Ramedia (Membracidae) no Estado do Pará. Já Au. dictyotus ataca apenas Ae. reticulatum, uma cigarrinha de importância agrícola que possui uma ampla distribuição na América do Sul. Todas as espécies de Aulacothrips foram observadas sempre em hemípteros de hábito gregário atendidos por formigas, mas estas não molestam esses Thysanoptera. Estes tripes depositam seus ovos na planta, próximo à agregação de cigarrinhas. Este processo facilita as larvas de primeiro instar a encontrarem um hospedeiro. O hábito gregário destas cigarrinhas parece ser fundamental para estes tripes completarem seu ciclo de vida. Tal hábito permite que haja sempre hospedeiros disponíveis durante o processo de ecdise dos hemípteros, quando o tripes precisa abandonar seu hospedeiro e encontrar um novo indivíduo na mesma agregação. As três espécies de Aulacothrips apresentam diferenças marcantes nas áreas sensoriais dos antenômeros III–IV. Em Au. amazonicus estas áreas sensoriais são significativamente reduzidas enquanto que em Au. dictyotus estas são extremamente desevolvidas. É provável que a diferença existente no tamanho destes órgãos entre as espécies esteja intimamente relacionada ao grau de especificidade parasitária e caracteríticas do ambiente em que vivem. Observações da morfologia interna dos tripes e das cigarrinhas confirmaram o hábito ectoparasita de Aulacothrips. Estes parasitas foram observados sugando a hemolinfa das cigarrinhas, próximo aos corpos gordurosos. Avaliou-se o efeito da presença de Au. dictyotus no comportamento de Ae. reticulatum através da comparação de repertórios comportamentais de indivíduos infestados versus não infestados. Os resultados indicaram que Au. dictyotus modifica o comportamento das cigarrinhas. Os indivíduos infectados apresentaram um grande número de atos comportamentais relacionados à limpeza corporal e executam estas atividades em frequências mais altas quando comparados às cigarrinhas sem tripes. O número de registros ligados à alimentação foi menor em cigarrinhas infestadas, e o número de registros de locomoção e dispersão para longe da agregação de origem foi maior. Os dados apresentados aqui constituem os primeiros passos para reconstruir o cenário evolutivo envolvido neste fascinante sistema multitrófico no qual Aulacothrips está presente. / Ectoparasitism in Thysanoptera was recorded only from Aulacothrips dictyotus (Heterothripidae). This species was previously recorded infesting nymphs and adults of Aetalion reticulatum (Hemiptera: Aetalionidae) and this association was supposed to be singular amongst thrips. However, recent observations revealed two new Aulacothrips species in the Brazilian Cerrado and Amazon rainforest, Aulacothrips minor e Aulacothrips amazonicus, respectively. These new taxa exhibit distinct life-histories from Au. dictyotus and infest different hemipteran hosts. The host range of Aulacothrips was unknown, and it has not been demonstrated that the interaction with these insects is parasitic and what the effect of the thrips presence was to the Hemiptera. Our results showed that Au. minor infests several Membracidae (Hemiptera) species, especially Guayaquila xiphias in Cerrado areas, whereas Au. amazonicus was found infesting Ramedia treehoppers (Membracidae) in Pará state. In contrast, Au. dictyotus seems to attack only Ae. reticulatum, a widespread pest in South America. All Aulacothrips species were found attacking gregarious hemipterans tended by ants. However, the latter do not attack these Thysanoptera. Aulacothrips lay their eggs in the plant tissue, next to the Hemiptera agregation. This behaviour allows first instar larvae to find available hosts upon eclosion. The gregarious behaviour exhibited by these hemipterans also seems to be crucial to the thrips life-cycle. This behaviour allows them to infest new individual hosts whilst the previously attacked Hemipteran host moults, then the thrips detaches from the host and infests another individual of the same aggregation. The three Aulacothrips species show remarkable differences on the sensorial areas on antennal segments III–IV. In Au. amazonicus these sensoria are significantly reduced while in Au. dictyotus they are extremely developed. This difference observed in sensoria length amongst Aulacothrips species might reflect the degree of specificity of these parasites and habitat characteristics. Observations on the internal morphology of the thysanopterans and their associated hemipterans confirmed the ectoparasitic way of life of Aulacothrips. These parasites were observed sucking Hemiptera hemolymph, close to fat bodies. We analized the effect of Au. dictyotus presence on the behaviour of Ae. reticulatum through comparisons of behavioural repertories of thrips-infested versus non-infested individuals. Our results indicated that Au. dictyotus alter host behaviour. Infested individuals displayed a large number of behavioural acts related to self-cleaning and they execute these activities in higher frequencies when compared to thrips-free hemipterans. The number of records related to feeding was lower in infested Ae. reticulatum. Moreover, thrips-infested aetalionids showed more locomotion and dispersal records. The records presented here are the first steps to reconstruct the evolutionary scenario behind this remarkable multitrophic system involving Aulacothrips.
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História natural de Aulacothrips (THYSANOPTERA: HETEROTHRIPIDAE) e os efeitos do ectoparasitismo em cigarrinhas trofobiontes (HEMIPTERA: AUCHENORRHYNCHA)

Cavalleri, Adriano January 2012 (has links)
O registro do hábito ectoparasita em Thysanoptera estava limitado a Aulacothrips dictyotus (Heterothripidae). Esta espécie foi previamente registrada infestando ninfas e adultos de Aetalion reticulatum (Hemiptera: Aetalionidae), e acreditava-se que essa fosse uma associação única entre os tisanópteros. Entretanto, em recentes observações em áreas de Cerrado e floresta Amazônica, duas novas espécies de Aulacothrips foram encontradas, Aulacothrips minor e Aulacothrips amazonicus, respectivamente. Estes novos táxons apresentam histórias de vida distintas de Au. dictyotus e infestam diferentes hospedeiros. Ao mesmo tempo que não se conhecia a gama de hospedeiros destes tisanópteros, nada se sabia sobre a real interação deste tripes com as cigarrinhas e quais os efeitos da presença destes insetos para os Hemiptera. Nossos resultados indicam que Au. minor infesta várias espécies de Membracidae (Hemiptera), principalmente Guayaquila xiphias em áreas de Cerrado, enquanto que Au. amazonicus foi observada infestando cigarrinhas do gênero Ramedia (Membracidae) no Estado do Pará. Já Au. dictyotus ataca apenas Ae. reticulatum, uma cigarrinha de importância agrícola que possui uma ampla distribuição na América do Sul. Todas as espécies de Aulacothrips foram observadas sempre em hemípteros de hábito gregário atendidos por formigas, mas estas não molestam esses Thysanoptera. Estes tripes depositam seus ovos na planta, próximo à agregação de cigarrinhas. Este processo facilita as larvas de primeiro instar a encontrarem um hospedeiro. O hábito gregário destas cigarrinhas parece ser fundamental para estes tripes completarem seu ciclo de vida. Tal hábito permite que haja sempre hospedeiros disponíveis durante o processo de ecdise dos hemípteros, quando o tripes precisa abandonar seu hospedeiro e encontrar um novo indivíduo na mesma agregação. As três espécies de Aulacothrips apresentam diferenças marcantes nas áreas sensoriais dos antenômeros III–IV. Em Au. amazonicus estas áreas sensoriais são significativamente reduzidas enquanto que em Au. dictyotus estas são extremamente desevolvidas. É provável que a diferença existente no tamanho destes órgãos entre as espécies esteja intimamente relacionada ao grau de especificidade parasitária e caracteríticas do ambiente em que vivem. Observações da morfologia interna dos tripes e das cigarrinhas confirmaram o hábito ectoparasita de Aulacothrips. Estes parasitas foram observados sugando a hemolinfa das cigarrinhas, próximo aos corpos gordurosos. Avaliou-se o efeito da presença de Au. dictyotus no comportamento de Ae. reticulatum através da comparação de repertórios comportamentais de indivíduos infestados versus não infestados. Os resultados indicaram que Au. dictyotus modifica o comportamento das cigarrinhas. Os indivíduos infectados apresentaram um grande número de atos comportamentais relacionados à limpeza corporal e executam estas atividades em frequências mais altas quando comparados às cigarrinhas sem tripes. O número de registros ligados à alimentação foi menor em cigarrinhas infestadas, e o número de registros de locomoção e dispersão para longe da agregação de origem foi maior. Os dados apresentados aqui constituem os primeiros passos para reconstruir o cenário evolutivo envolvido neste fascinante sistema multitrófico no qual Aulacothrips está presente. / Ectoparasitism in Thysanoptera was recorded only from Aulacothrips dictyotus (Heterothripidae). This species was previously recorded infesting nymphs and adults of Aetalion reticulatum (Hemiptera: Aetalionidae) and this association was supposed to be singular amongst thrips. However, recent observations revealed two new Aulacothrips species in the Brazilian Cerrado and Amazon rainforest, Aulacothrips minor e Aulacothrips amazonicus, respectively. These new taxa exhibit distinct life-histories from Au. dictyotus and infest different hemipteran hosts. The host range of Aulacothrips was unknown, and it has not been demonstrated that the interaction with these insects is parasitic and what the effect of the thrips presence was to the Hemiptera. Our results showed that Au. minor infests several Membracidae (Hemiptera) species, especially Guayaquila xiphias in Cerrado areas, whereas Au. amazonicus was found infesting Ramedia treehoppers (Membracidae) in Pará state. In contrast, Au. dictyotus seems to attack only Ae. reticulatum, a widespread pest in South America. All Aulacothrips species were found attacking gregarious hemipterans tended by ants. However, the latter do not attack these Thysanoptera. Aulacothrips lay their eggs in the plant tissue, next to the Hemiptera agregation. This behaviour allows first instar larvae to find available hosts upon eclosion. The gregarious behaviour exhibited by these hemipterans also seems to be crucial to the thrips life-cycle. This behaviour allows them to infest new individual hosts whilst the previously attacked Hemipteran host moults, then the thrips detaches from the host and infests another individual of the same aggregation. The three Aulacothrips species show remarkable differences on the sensorial areas on antennal segments III–IV. In Au. amazonicus these sensoria are significantly reduced while in Au. dictyotus they are extremely developed. This difference observed in sensoria length amongst Aulacothrips species might reflect the degree of specificity of these parasites and habitat characteristics. Observations on the internal morphology of the thysanopterans and their associated hemipterans confirmed the ectoparasitic way of life of Aulacothrips. These parasites were observed sucking Hemiptera hemolymph, close to fat bodies. We analized the effect of Au. dictyotus presence on the behaviour of Ae. reticulatum through comparisons of behavioural repertories of thrips-infested versus non-infested individuals. Our results indicated that Au. dictyotus alter host behaviour. Infested individuals displayed a large number of behavioural acts related to self-cleaning and they execute these activities in higher frequencies when compared to thrips-free hemipterans. The number of records related to feeding was lower in infested Ae. reticulatum. Moreover, thrips-infested aetalionids showed more locomotion and dispersal records. The records presented here are the first steps to reconstruct the evolutionary scenario behind this remarkable multitrophic system involving Aulacothrips.
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Ureases de Canavalia ensiformis : processamento e mecanismo de ação em insetos

Stanisçuaski, Fernanda January 2007 (has links)
Ureases (E.C. 3.5.1.5) são metaloenzimas distribuídas em plantas, fungos e bactérias. As duas isoformas de ureases de Canavalia ensiformis (canatoxina - CNTX e urease do feijão de porco - JBU) são altamente tóxicas para insetos de diferentes ordens. A toxicidade dessas proteínas é dependente da liberação de um fragmento de cerca de 10 kDa a partir da proteína nativa. Essa liberação se dá por ação das enzimas digestivas cisteínicas e aspárticas (tipo catepsina B e D) presentes no trato digestivo de algumas ordens de insetos. Ureases não são tóxicas para insetos com digestão baseada em enzimas serínicas (tipo tripsina). Esse peptídeo de 10 kDa foi isolado e caracterizado, recebendo o nome de Pepcanatox. Um peptídeo recombinante, equivalente ao Pepcanatox, foi expresso em Escherichia coli e chamado Jaburetox 2Ec. Jaburetox 2Ec é tóxico, por via oral, para ninfas de Dysdercus peruvianus e, por injeção toráxica, para ninfas de Rhodnius prolixus e ninfas e adultos de Triatoma infestans. CNTX e JBU, dados por via oral, são tóxicos para ninfas de D. peruvianus e R. prolixus, mas não são tóxicas para as formas adultas desses insetos.O processamento de CNTX e JBU por enzimas de ninfas e adultos de D. peruvianus mostraram um perfil distinto, podendo ser esse diferencial o responsável pela falta de efeito tóxico observado em adultos. Usando Callosobruchus maculatus como modelo, as enzimas responsáveis pelo processamento das ureases foram investigadas. Usando Callosobruchus maculatus como modelo, as enzimas responsáveis pelo processamento das ureases foram investigadas. A purificação parcial das enzimas de C. maculatus por gel-filtração resultou em uma fração (Pico B) capaz de liberar um peptídeo de aproximadamente 10 kDa a partir de CNTX e JBU. A atividade proteolítica do Pico B é completamente inibida por Pep-A e parcialmente inibida por E-64, indicando a presença de aspártico (majoritária) e cisteíno proteases. Observamos que tanto E-64 (inibidor de cisteíno proteinases) quanto Pepstatina-A (inibidor de aspártico proteinases) diminuem a formação do peptídeo entomotóxico pelo Pico B, sugerindo que cisteíno e aspártico proteases estão envolvidas nesse processo.O mecanismo de ação em insetos das ureases, assim como dos peptídeos derivados, ainda não é conhecido. Um efeito observado in vivo é a diminuição da taxa de perda de peso de R. prolixus após a alimentação com ureases, indicando uma possível alteração no sistema excretório. Para avaliar o efeito das ureases e de Jaburetox 2Ec na secreção de R. prolixus, realizamos ensaios de secreção de fluídos pelos túbulos de Malpighi isolados, assim como ensaios de contrações dos intestinos anterior e posterior e vaso dorsal. JBU e Jaburetox 2Ec inibem a secreção de fluídos por túbulos de Malpighi isolados, de maneira dose dependente. CNTX também tem efeito antidiurético, enquando a urease de Helicobacter pylori (HPU) não causa nenhuma alteração na secreção dos túbulos de Malpighi. Jaburetox 2Ec, mas não JBU, causa um aumento dos níveis de GMPc nos túbulos sendo esse o segundo mensageiro de sua ação.Metabólitos de eicosanóides e cálcio (intra e extracelular) influenciam a ação de JBU, mas não de Jaburetox 2Ec. Ensaios de potencial transepitelial realizados com túbulos de Malpighi indicaram que Jaburetox 2Ec, mas não JBU, alteram a ação de uma H+-ATPase presente na membrana dos túbulos, causando um desequilíbrio no transporte iônico e, como consequência, alteração na secreção de fluídos. Os dados obtidos não mostram que JBU e Jaburetox 2Ec desencadeiam rotas distintas nos túbulos de Malpighi, ambos culminando em antidiurese. Assim como nos túbulos de Malpighi, JBU diminui o transporte de fluídos pelo epitélio do estômago de R. prolixus. Jaburetox 2Ec e JBU causam um aumento na frequência de contrações do estômago estimuladas por serotonina. No intestino posterior, observamos que JBU também causa um aumento na frequência e amplitude das contrações, e mudança no tônus basal do tecido. No vaso dorsal, nenhuma alteração significativa nas contrações foram observadas. Também avaliamos por microscopia o efeito da alimentação com JBU na liberação de serotonina, hormônio envolvido em diversos processos fisiológicos. Não observamos nenhuma alteração significativa na liberação desse hormônio a partir das células do sistema nervoso, assim como nos órgãos controlados por serotonina. A liberação de fragmento(s) entomotóxico(s) a partir de ureases vegetais, assim como o mecanismo de ação dessas ureases e fragmentos, são processosbastante complexos. Nessa tese tivemos êxito em caracterizar várias etapas desses processos, esclarecendo pontos chaves e levantando evidências para guiar trabalhos futuros. / Ureases (E.C. 3.5.1.5) are metalloenzymes widespread in plants, fungi and bacteria. Two isoforms of Canavalia ensiformis urease, (canatoxin - CNTX and jack bean urease – JBU), are toxic to insects from different orders. The toxicity of these proteins is due to the release of a 10 kDa peptide from the native protein. This release is due to the action of acidic digestive enzymes present in the insect digestive tract. Ureases are not toxic to insects with digestion relying on trypsin-like enzymes. The entomotoxic peptide, called Pepcanatox, was isolated and characterized and a recombinant peptide, equivalent to Pepcanatox was expressed in Escherichia coli. Jaburetox 2Ec, the recombinant peptide, is toxic by oral route to nymphs of Dysdercus peruvianus and by injection to nymphs of Rhodnius prolixus and nymphs and adults of Triatoma infestans. CNTX and JBU, administered by oral route, are toxic to nymphs of D. peruvianus and R. prolixus, but are innocuous to adults of these insects. Proteolytic processing of JBU and CNTX by digestive enzymes from D. peruvianus nymphs and adults showed a distinct profile. This differential processing could be related to the lack of toxic effect of the proteins in adults.Using Callosobruchus maculatus as a model, the digestive enzymes involved in urease’s processing were investigated. The partial purification of C. maculatus enzymes resulted in a protein fraction (Pool B) capable of releasing a 10kDa peptide from JBU and CNTX. The proteolytic activity of Pool B was completely abolished by Pep-A and partially inhibited by E-64, indicating the presence of aspartic (majoritary) and cysteine proteinases. Both E-64 and Pep-A decrease the formation of the entomotoxic peptide, suggesting that both classes of enzymes may be involved in this process. The purification of the enzymes present on Pool B will clarify the role of each of these enzymes on urease processing and release of the entomotoxic peptide. The mechanisms of action of ureases as well as urease-derived peptides in insects is still poorly characterized. A lower rate of weight loss in R. prolixus fed on a urease-containing meal was observed in vivo, indicating a possible alteration on theexcretory system. To evaluate the effect of ureases and Jaburetox 2Ec on R. prolixus excretion, we performed fluid secretion assays on isolated Malpighian tubules, as well as fore- and hindgut contractions assays. JBU and Jaburetox 2Ec inhibit Malpighian tubules fluid secretion in a dose dependent fashion. CNTX is also antidiuretic, while Helicobacter pylori urease (HPU) does not alter the secretion rate. Jaburetox 2Ec, but not JBU, increases tubules levels of cGMP. No changes in AMPc was seen with either polypeptide. Eicosanoid metabolites and calcium (intra- and extracellular) modulate the antidiuretic effect of JBU, but not that of Jaburetox 2Ec. Measurements of the transepithelial potential in Malpighian tubules indicated that Jaburetox 2Ec, but not JBU, disrupts the activity of a H+-ATPase present on tubules’ membranes, causing changes in fluid secretion due to an imbalance of ions transport. The data obtained show that JBU and Jaburetox 2Ec are acting on Malpighian tubules through different pathways, both leading to antidiuresis. As seen in Malpighian tubules, JBU also decrease the fluid transport across the crop epithelium of R. prolixus. Jaburetox 2Ec and JBU cause an increase of the frequency of crop contractions stimulated with serotonin. In the hindgut, JBU increases the frequency and amplitude of contractions, and alters the muscle basal tonus. In the dorsal vessel, no significant alterations were observed. Using microscopy, we also evaluated the effect of JBU feeding in the release of serotonin, a hormone involved in several physiological processes. There is no alteration in the release of this hormone from nervous system cells, as well as in tissues regulated by serotonin. All these data indicate that JBU and its derived peptide cause major alterations of post feeding physiological process in R. prolixus that contribute to, or can be the cause of the entomotoxic effect. The release of entomotoxic fragment(s) from plant ureases and their mechanism of action are complex processes. Here, we were successful in characterizing several steps of these processes, clarifying crucial points and providing leads for future work in this field.
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Estudo ultraestrutural da resposta imune celular em Rhodnius prolixus (Hemiptera; Reduviidae; Triatominae) / Ultrastructural study of the immune cellular response in Rhodnius prolixus (Hemiptera; Reduviidae; Triatominae)

Borges, Andrezza Raposo January 2006 (has links)
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Ecologia de assembléias de Drosophilidae (Insecta, Diptera) de manguezais da Ilha de Santa Catarina, sul do Brasil

Schmitz, Hermes José January 2006 (has links)
Apesar de assembléias de drosofilídeos já terem sido estudadas em diversos ambientes, os manguezais ainda surgem como um ambiente inexplorado. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as assembléias de drosofilídeos encontradas nos manguezais da ilha de Santa Catarina, sul do Brasil. Para isso, foram realizadas 28 coletas nos três principais manguezais da ilha – Itacorubi (13 coletas), Tavares (8 coletas) e Ratones (7 coletas) - entre o período de julho de 2002 e julho de 2005. Um total de 82.942 espécimes foi analisado, distribuídos em 69 espécies de seis gêneros. Foi encontrada uma grande dominância de Drosophila simulans Sturtevant, seguida por D. malerkotliana Parshad & Paika, Zaprionus indianus Gupta, D. mediostriata Duda, D. willistoni Sturtevant, D. paulistorum Dobzhansky & Pavan, D. repleta Wollaston, D. polymorpha Dobzhansky & Pavan e D. mercatorum Patterson & Wheeler. As demais espécies não atingiram 1% de abundância relativa. Não foram encontradas diferenças importantes entre os locais, mas as diferenças sazonais foram relevantes. A dinâmica populacional de várias espécies pareceu estar relacionada, experimentando picos de abundância no outono, embora haja algumas exceções importantes O número de indivíduos e a riqueza de espécies observada também foram mais elevados nesta estação, mas a eqüitabilidade e a riqueza de espécies estimada por rarefação se mostraram mais elevadas no inverno. No entanto, algumas importantes variações temporais pareceram não ser relacionadas a fatores que operam sazonalmente. A composição das assembléias pareceu sofrer uma pequena modificação quando são comparadas as amostras de verão e outono com as de inverno e primavera. As assembléias de outono apresentaram uma estrutura típica, caracterizada pela abundância aumentada de D. malerkotliana, enquanto as demais estações se assemelharam mais aos períodos adjacentes do que aos mesmos períodos de anos diferentes.

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