Submitted by Dominick Jesus (dominickdejesus@hotmail.com) on 2016-01-20T17:43:55Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Carine Emer.pdf: 6114014 bytes, checksum: a86ebdbabf68c8b36a55e54448d6f931 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T17:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Carine Emer.pdf: 6114014 bytes, checksum: a86ebdbabf68c8b36a55e54448d6f931 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-07-19 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Ant-plant mutualism is an important feature of the Amazon biodiversity. Its coevolutionary trajectories which generated tight compartmented networks are nowadays threatened by habitat alteration. The recent Brazilian demand for energy is leading to the construction of a series of hydroelectric which causes habitat loss and fragmentation. Our goal is to test how dam fragmentation affects the structure of ant-plant mutualistic networks, in particular species density and richness, connectance, modularity, and nestedness. We compared the networks of continuous forest with those from islands and lake edges as well as how networks change among islands varying in area, isolation, shape, and neighborhood. We developed the study in the Biological Reserve of Uatumã in Central Amazon, which includes the continuous forest around the 3147 km 2 of the Balbina dam reservoir and more than 3500 islands. Ant-plant communities were surveyed along 600 x 5 m plots in 20 islands, 5 lake edges, and 6 forests sites. Plant and ant richness and density was lower in islands and lake edge in comparison with forest, increased with island area and decreased with isolation. Density of all myrmecophyte species decreased from forest to lake edge and island. Unoccupied plants percentage was three times higher on islands than on forest. Plant and ant community, as well as interactions on islands and lake edge were nested with forest. Forest network was highly compartmented, while island and lake edge networks lost species, interactions and compartments and won new opportunistic ant species. Connectance didn’t change among habitats and was not related to islands traits. Natural history, landscape traits, ecological processes decay, coextinction, and new interactions were discussed as the main factors involved on nested communities, networks changes, species loss and connectance constancy of our community. Coextinction and interaction loss by dam fragmentation can influence evolutionary processes with important implications for conservation. / O mutualismo formiga-planta é uma característica importante da biodiversidade na Amazônia. Tal trajetória co-evolutiva gerou redes de interação fortemente compartimentadas, atualmente ameaçadas por alterações ambientais. A recente demanda brasileira por energia tem levado a construção de uma série de hidrelétricas que causam perda de habitat e fragmentação devido à inundação provocada pelo represamento dos rios. O objetivo deste trabalho é testar como a fragmentação e a perda de habitat afetam a estrutura de redes de mutualismo formiga-planta, especificamente riqueza e densidade de espécies, conectância, modularidade e aninhamento. Nós comparamos as redes da floresta contínua com aquelas das ilhas e da borda do lago, bem como a mudança das redes das ilhas em relação à área, isolamento, forma e vizinhança. O estudo foi desenvolvido na Reserva Biológica do Uatumã na Amazônia Central, que inclui a floresta contínua em torno dos 3127 km 2 do reservatório da hidrelétrica de Balbina e mais de 3500 ilhas. A comunidade formiga-mirmecófita foi investigada em plotes de 600 x 5 m em 20 ilhas, 5 áreas na borda do lago e 6 áreas na floresta contínua. A riqueza e a densidade de plantas e formigas foram menores nas ilhas e na borda do lago em relação à floresta, aumentou com a área e diminui com o isolamento das ilhas. A densidade de todas as espécies de plantas diminuiu da floresta para borda do lago e para as ilhas. A porcentagem de plantas desocupadas sem proteção de formigas foi três vezes maior nas ilhas em relação à floresta. As comunidades de plantas e de formigas, bem como as interações nas ilhas e na borda do lago são aninhadas com a comunidade da floresta. A rede de interação formiga-mirmecófita na floresta foi altamente compartimentada, enquanto que as redes das ilhas e da borda do lago perderam espécies, interações e compartimentos e ganharam novas espécies oportunistas de formigas. A conectância se manteve constante com a fragmentação da paisagem e não esteve relacionada a nenhuma característica das ilhas. História natural, características da paisagem, quebra de processos ecológicos, coextinção e novas interações foram discutidos como os principais fatores envolvidos no aninhamento das comunidades, mudanças nas redes, perda de espécies e manutenção da conectância. Coextinção e perda de interações por fragmentação por hidrelétricas podem influenciar processos evolutivos com importantes implicações para a conservação.

Na região centro-oriental da Amazônia, a formiga Pseudomyrmex concolor forma associação mutualista com plantas da espécie Tachigali myrmecophila, onde a formiga estabelece sua colônia nas domácias dessa Fabaceae. Apesar dessa planta não disponibilizar diretamente nenhum recurso alimentar, as formigas funcionam como agentes anti-herbivoria. Esse fenômeno torna o modelo Pseudomyrmex-Tachigali apropriado para testar hipóteses sobre relações ecológicas mutualistas formiga-planta. Espécies que vivem juntas tem como característica o desenvolvimento de estratégias defensivas para manutenção do valor adaptativo de ambas. Esta tese trata da ecologia comportamental e de interações no sistema Pseudomyrmex-Tachigali com o objetivo principal de descrever padrões e explicar processos ecológicos que contribuam para o esclarecimento desse fenômeno. O modelo mutualista utilizado é distribuído em sub-bosques de Florestas de Terra Firme amazônica na Área de Proteção Ambiental do Rio Curiaú, Amapá. Esta tese foi organizada em quatro capítulos que se propõem a responder perguntas, a partir de uma abordagem experimental e observacional, sobre história natural, morfologia, ecologia e comportamento animal dessa relação ecológica. O capítulo 1 teve como objetivo caracterizar o ninho e descrever a estrutura e composição colonial de P. concolor, demonstrando que características como tamanho da planta e espaço da domácia são fatores limitantes para o crescimento colonial. Além disso, evidenciou-se que operárias de P. concolor patrulham e investigam T. myrmecophila diuturnamente durante a estação chuvosa e estação seca amazônico. No capítulo 2 foi corroborada a hipótese de que P. concolor funciona como defesa biótica induzida, e que essas formigas investem mais esforços na defesa de partes mais valiosas para sua planta hospedeira. O capítulo 3 demonstrou que operárias de P. concolor apresentam variação espaço-temporal em T. myrmecophila associada a divisão de trabalho na defesa da colônia. No quarto e último capítulo, evidenciou-se que operárias de P. concolor são eficazes em reconhecer companheiras de ninho e discriminar intrusos, baseadas em sinais químicos, através de comportamentos agressivos. Os quatro capítulos em conjunto retratam a história natural de um mutualismo bem-sucedido entre uma formiga e uma planta mirmecófita na Amazônia brasileira. / In the central-eastern region of the Amazon, the ant Pseudomyrmex concolor (Pseudomyrmecinae) establishes obligatory mutualistic relationship with the plant Tachigali myrmecophila (Caesalpinaceae), where the ants nest inside the domatia. These plants dont directly provide any food resource, even though the ants act as anti-herbivory agents. This phenomenon makes Pseudomyrmex-Tachigali an appropriate model to test hypotheses about obligatory mutualistic ecological relationships. Species living together are characterized by the development of defensive strategies for maintaining the fitness of both organisms related. This thesis addresses the behavioral ecology and interactions of the Pseudomyrmex-Tachigali system, with the major aim to describe patterns and explain ecological processes that contribute to the elucidation of this issue. The mutualistic model analysed is distributed in the Terra Firme Amazonon Forest environments of River Curiaú Reserve, Amapá-Brazil. We organized the study into four chapters that intend to answer questions, from an experimental and observational approach, about natural history, morphology, ecology and animal behavior of this ecological relationship. In chapter 1, we characterized the nest as well as we described the structure and colonial composition of P. concolor. We verified that features such as size of plant and domatia space are factors that limit the colonial growth in P. concolor. In addition, we showed that workers patrol and investigate T. myrmecophila during day and night throughout the winter and summer Amazonian. In Chapter 2, we corroborate the hypothesis that P. concolor works as induced biotic defense and they invest more efforts toward defend the most valuable parts to their host plant. In Chapter 3, we showed that workers of P. concolor have spatio-temporal variation in T. myrmecophila plants associated with division of labor related to defense of the colony. In the fourth and final chapter, we found that P. concolor are effective to recognize nestmates and discriminate intruders through aggressive behaviors, based upon chemical cues. The four chapters together portray the natural history of the successful mutualism between an ant and their myrmecophytic plant in the Brazilian Amazon.

Na região centro-oriental da Amazônia, a formiga Pseudomyrmex concolor forma associação mutualista com plantas da espécie Tachigali myrmecophila, onde a formiga estabelece sua colônia nas domácias dessa Fabaceae. Apesar dessa planta não disponibilizar diretamente nenhum recurso alimentar, as formigas funcionam como agentes anti-herbivoria. Esse fenômeno torna o modelo Pseudomyrmex-Tachigali apropriado para testar hipóteses sobre relações ecológicas mutualistas formiga-planta. Espécies que vivem juntas tem como característica o desenvolvimento de estratégias defensivas para manutenção do valor adaptativo de ambas. Esta tese trata da ecologia comportamental e de interações no sistema Pseudomyrmex-Tachigali com o objetivo principal de descrever padrões e explicar processos ecológicos que contribuam para o esclarecimento desse fenômeno. O modelo mutualista utilizado é distribuído em sub-bosques de Florestas de Terra Firme amazônica na Área de Proteção Ambiental do Rio Curiaú, Amapá. Esta tese foi organizada em quatro capítulos que se propõem a responder perguntas, a partir de uma abordagem experimental e observacional, sobre história natural, morfologia, ecologia e comportamento animal dessa relação ecológica. O capítulo 1 teve como objetivo caracterizar o ninho e descrever a estrutura e composição colonial de P. concolor, demonstrando que características como tamanho da planta e espaço da domácia são fatores limitantes para o crescimento colonial. Além disso, evidenciou-se que operárias de P. concolor patrulham e investigam T. myrmecophila diuturnamente durante a estação chuvosa e estação seca amazônico. No capítulo 2 foi corroborada a hipótese de que P. concolor funciona como defesa biótica induzida, e que essas formigas investem mais esforços na defesa de partes mais valiosas para sua planta hospedeira. O capítulo 3 demonstrou que operárias de P. concolor apresentam variação espaço-temporal em T. myrmecophila associada a divisão de trabalho na defesa da colônia. No quarto e último capítulo, evidenciou-se que operárias de P. concolor são eficazes em reconhecer companheiras de ninho e discriminar intrusos, baseadas em sinais químicos, através de comportamentos agressivos. Os quatro capítulos em conjunto retratam a história natural de um mutualismo bem-sucedido entre uma formiga e uma planta mirmecófita na Amazônia brasileira. / In the central-eastern region of the Amazon, the ant Pseudomyrmex concolor (Pseudomyrmecinae) establishes obligatory mutualistic relationship with the plant Tachigali myrmecophila (Caesalpinaceae), where the ants nest inside the domatia. These plants dont directly provide any food resource, even though the ants act as anti-herbivory agents. This phenomenon makes Pseudomyrmex-Tachigali an appropriate model to test hypotheses about obligatory mutualistic ecological relationships. Species living together are characterized by the development of defensive strategies for maintaining the fitness of both organisms related. This thesis addresses the behavioral ecology and interactions of the Pseudomyrmex-Tachigali system, with the major aim to describe patterns and explain ecological processes that contribute to the elucidation of this issue. The mutualistic model analysed is distributed in the Terra Firme Amazonon Forest environments of River Curiaú Reserve, Amapá-Brazil. We organized the study into four chapters that intend to answer questions, from an experimental and observational approach, about natural history, morphology, ecology and animal behavior of this ecological relationship. In chapter 1, we characterized the nest as well as we described the structure and colonial composition of P. concolor. We verified that features such as size of plant and domatia space are factors that limit the colonial growth in P. concolor. In addition, we showed that workers patrol and investigate T. myrmecophila during day and night throughout the winter and summer Amazonian. In Chapter 2, we corroborate the hypothesis that P. concolor works as induced biotic defense and they invest more efforts toward defend the most valuable parts to their host plant. In Chapter 3, we showed that workers of P. concolor have spatio-temporal variation in T. myrmecophila plants associated with division of labor related to defense of the colony. In the fourth and final chapter, we found that P. concolor are effective to recognize nestmates and discriminate intruders through aggressive behaviors, based upon chemical cues. The four chapters together portray the natural history of the successful mutualism between an ant and their myrmecophytic plant in the Brazilian Amazon.