A subtribo Lychnophorinae ocorre na região do Cerrado do Brasil e contém cerca de 120 espécies. Recentemente, a filogenia da subtribo Lychnophorinae, baseada em sequências de DNA e dados morfológicos foi capaz de fornecer novas informações sobre a subtribo e seus gêneros. Além disso, o Cerrado brasileiro possivelmente abriga uma parcela considerável da entomofauna neotropical. Os objetivos gerais deste projeto de pesquisa são obter perfis metabólicos de plantas da subtribo Lychnophorinae e utilizá-los como ferramenta quimiotaxonômica para auxiliar na resolução da classificação taxonômica dessa subtribo e ainda, obter perfis metabólicos de insetos que se alimentem dessas plantas, visando a identificação de possíveis interações inseto-planta. Foram analisadas 78 espécies de plantas por GC-MS e UHPLC-UV(DAD)-MS(ESI-Orbitrap) nos modos positivo e negativo de ionização. As coletas de insetos foram feitas em intervalos trimestrais e, em seguida, esses insetos foram analisados utilizando a mesma metodologia analítica das plantas. As \"impressões digitais\" metabólicas das plantas e dos insetos foram precessadas no MetAlignTM e no MSClust, e as matrizes geradas foram submetidas a análises multivariadas no SIMCA. As plantas foram submetidas a análise de componentes principais (PCA), análise de cluster hierárquico (HCA) e análise discriminante ortogonal por mínimos quadrados parciais (OPLS-DA), entretanto os insetos, juntamente com suas plantas hospedeiras, foram analisados por PCA com o intuito de determinar a correlação entre seus metabólitos secundários. Os resultados das análises metabolômicas apresentaram proximidade com a filogenia principalmente para os dois maiors gêneros, Eremanthus e Lychnophora, analisados separadamente. Portanto, os resultados sugerem que os dados gerados a partir das análises metabolômicas podem ser utilizados em estudos quimiotaxonômicos da subtribo Lychnophorinae, sobretudo como dados primários para a reconstrução filogenética de gêneros. No que diz respeito às análises de possíveis interações inseto-planta, foi possível observar que alguns espécimens apresentaram correlação significativa com as plantas hospedeiras, evidenciando que a abordagem metabolômica pode ser utilizada como ferramenta na investigação de interações inseto-planta. Nestas amostras, pôde-se observar a presença de triterpenos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas adquiridas nas plantas por meio da herbivoria. / The subtribe Lychnophorinae occurs in the Cerrado domain of the Brazilian Central Plateau. The relationships among its recognized genera, as well as the relationships between Lychnophorinae and other subtribes belonging in tribe Vernonieae have been recently investigated upon a phylogeny based on molecular and morphological data. In addition, a preliminar overview of insect diversity in Brazilian Cerrado suggests that it may harbor a considerable fraction of the neotropical. We here report the use of a comprehensive untargeted metabolomics approach, combining LC-MS and GC-MS data together, followed by multivariate analyses aiming to assess the congruence between metabolomics data and the phylogenetic hypothesis, as well as its potential as a chemotaxonomic tool. Also we report the use of untargeted metabolomics approach aiming to assess insect-plant interactions. We analyzed 78 species by GC-MS and LC-MS in both positive and negative ionization modes. The metabolic profiles obtained for these species were treated in MetAlign and in MSClust and the matrices generated were combined and used in SIMCA for hierarchical cluster analyses (HCA), principal component analyses (PCA) and orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA). The insects were collected quarterly and analyzed by the same analytical methods as plants. Results show that metabolomics analyses are mostly congruent with the phylogenetic hypothesis especially at lower taxonomic levels. Therefore, our results suggest that data generated by metabolomics approaches provide valuable evidence for chemotaxonomical studies of Lychnophorinae subtribe, in particular as primary data for phylogenetic reconstruction of lineages as genera. Regarding to insects, it was possible to observe significative correlations between some insects and their host plants. In these samples, were able to identify triterpenes, flavonoids and sesquiterpene lactones.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Herbivory often influences the fitness and development of attacked trees, acting as an important factor of evolutionary pressure on a species ecology. However, there are few studies that show the effects of insect herbivores on Cerrado tree species. In this study I evaluated the impact of the leaf-cutter ant Atta laevigata on the vegetative and reproductive phenology, survival, growth, architecture and leaf nutrients of six tree species of a Cerrado vegetation. For three years, I visited individuals of Cardiopetalum callophylum, Coussarea hydrangeaefolia, Guapira graciliflora, Maprounea guianensis, Vochysia tucanorum and Xylopia aromatica, and determined the intensity of phenological events and leaf-cutter ant attacks. In addition, based on the recurrence frequency and intensity of ant-attacks (often 100% of leaf removal) previously observed, I created two artificial defoliation experimental treatments that simulated high and low Atta laevigata s attack frequency. I then evaluated how the different frequencies of high intensity attacks influenced the survival, growth, flower production, leaf nutrient content and architecture of the trees. The results showed that the defoliation by leaf-cutter ants reduced the photosynthetic area of attacked trees and reduced flower and fruit production of preferred species. However, it did not affect the synchrony and timing of leaf and flower/fruit production. Herbivory frequency had a negative effect on the plant tolerance to herbivory, survival, flower production and architecture in all six species. However, for some species, the leaf content of N and P were significantly higher in defoliated trees than in control trees. These results indicated that leaf-cutter ants can be considered chronic herbivores in some areas of the Cerrado, and that their continued activities can, in the long-term, affect the structure and dynamics of the vegetation. / A herbivoria influência o sucesso reprodutivo e o desenvolvimento das plantas, atuando como um importante agente de pressão evolutiva na ecologia de algumas espécies. Porém, há poucos estudos que mostram o efeito da atividade dos insetos herbívoros nas espécies arbóreas do Cerrado. Neste estudo apresento evidências dos efeitos da formigas cortadeira Atta laevigata, sobre a fenologia, sobrevivência, crescimento, arquitetura e nutrientes foliares de seis espécies arbóreas. Durante três anos acompanhei indivíduos de Cardiopetalum callophylum, Coussarea hydrangeaefolia, Guapira graciliflora, Maprounea guianensis, Vochysia tucanorum e Xylopia aromatica e determinei a intensidade de cada evento fenológico e dos ataques por saúvas. Baseado no tempo de recorrência e na intensidade dos ataques (normalmente 100% das folhas removidas) previamente observados, criei duas categorias de desfolha que simulando uma alta e uma baixa freqüência de ataque por Atta laevigata. Dessa maneira, examinei como diferentes freqüências de ataques de alta intensidade influenciaram a sobrevivência, o crescimento, a floração, o teor de nutrientes foliares e a arquitetura das plantas. Meus resultados mostraram que a desfolha por saúvas diminuiu a área fotossintética das plantas e reduziu a produção de frutos das espécies preferidas. Porém, a sincronia e a época de produção de folhas e frutos não foram afetadas. Os resultados indicam também que a freqüência de desfolhas tem um efeito negativo na capacidade de tolerância, na sobrevivência, na produção de flores, e na arquitetura das árvores. Entretanto, para algumas espécies, as concentrações foliares de N e P foram significativamente maiores em plantas cortadas do que em não-cortadas. Estes resultados indicam que as saúvas podem ser consideradas herbívoros crônicos em áreas do Cerrado e que a atividade contínua destas formigas pode, a longo prazo, afetar a estrutura e dinâmica da vegetação. / Mestre em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

A subtribo Lychnophorinae ocorre na região do Cerrado do Brasil e contém cerca de 120 espécies. Recentemente, a filogenia da subtribo Lychnophorinae, baseada em sequências de DNA e dados morfológicos foi capaz de fornecer novas informações sobre a subtribo e seus gêneros. Além disso, o Cerrado brasileiro possivelmente abriga uma parcela considerável da entomofauna neotropical. Os objetivos gerais deste projeto de pesquisa são obter perfis metabólicos de plantas da subtribo Lychnophorinae e utilizá-los como ferramenta quimiotaxonômica para auxiliar na resolução da classificação taxonômica dessa subtribo e ainda, obter perfis metabólicos de insetos que se alimentem dessas plantas, visando a identificação de possíveis interações inseto-planta. Foram analisadas 78 espécies de plantas por GC-MS e UHPLC-UV(DAD)-MS(ESI-Orbitrap) nos modos positivo e negativo de ionização. As coletas de insetos foram feitas em intervalos trimestrais e, em seguida, esses insetos foram analisados utilizando a mesma metodologia analítica das plantas. As \"impressões digitais\" metabólicas das plantas e dos insetos foram precessadas no MetAlignTM e no MSClust, e as matrizes geradas foram submetidas a análises multivariadas no SIMCA. As plantas foram submetidas a análise de componentes principais (PCA), análise de cluster hierárquico (HCA) e análise discriminante ortogonal por mínimos quadrados parciais (OPLS-DA), entretanto os insetos, juntamente com suas plantas hospedeiras, foram analisados por PCA com o intuito de determinar a correlação entre seus metabólitos secundários. Os resultados das análises metabolômicas apresentaram proximidade com a filogenia principalmente para os dois maiors gêneros, Eremanthus e Lychnophora, analisados separadamente. Portanto, os resultados sugerem que os dados gerados a partir das análises metabolômicas podem ser utilizados em estudos quimiotaxonômicos da subtribo Lychnophorinae, sobretudo como dados primários para a reconstrução filogenética de gêneros. No que diz respeito às análises de possíveis interações inseto-planta, foi possível observar que alguns espécimens apresentaram correlação significativa com as plantas hospedeiras, evidenciando que a abordagem metabolômica pode ser utilizada como ferramenta na investigação de interações inseto-planta. Nestas amostras, pôde-se observar a presença de triterpenos, flavonoides e lactonas sesquiterpênicas adquiridas nas plantas por meio da herbivoria. / The subtribe Lychnophorinae occurs in the Cerrado domain of the Brazilian Central Plateau. The relationships among its recognized genera, as well as the relationships between Lychnophorinae and other subtribes belonging in tribe Vernonieae have been recently investigated upon a phylogeny based on molecular and morphological data. In addition, a preliminar overview of insect diversity in Brazilian Cerrado suggests that it may harbor a considerable fraction of the neotropical. We here report the use of a comprehensive untargeted metabolomics approach, combining LC-MS and GC-MS data together, followed by multivariate analyses aiming to assess the congruence between metabolomics data and the phylogenetic hypothesis, as well as its potential as a chemotaxonomic tool. Also we report the use of untargeted metabolomics approach aiming to assess insect-plant interactions. We analyzed 78 species by GC-MS and LC-MS in both positive and negative ionization modes. The metabolic profiles obtained for these species were treated in MetAlign and in MSClust and the matrices generated were combined and used in SIMCA for hierarchical cluster analyses (HCA), principal component analyses (PCA) and orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA). The insects were collected quarterly and analyzed by the same analytical methods as plants. Results show that metabolomics analyses are mostly congruent with the phylogenetic hypothesis especially at lower taxonomic levels. Therefore, our results suggest that data generated by metabolomics approaches provide valuable evidence for chemotaxonomical studies of Lychnophorinae subtribe, in particular as primary data for phylogenetic reconstruction of lineages as genera. Regarding to insects, it was possible to observe significative correlations between some insects and their host plants. In these samples, were able to identify triterpenes, flavonoids and sesquiterpene lactones.