Interações planta-animal, tais como polinização, são a chave de processos ecológicos in muitas comunidades terrestres. O estudo de quem interage com quem é uma importante ferramenta para se entender os processos ecológicos e evolucionários. Em algumas comunidades tropicais, mais de um quarto de todas as espécies de planta pode ser polinizado por besouros. Eles são um grupo de inseto muito antigo e diversificado e eles interagem com angiospermas desde o período de suas origens e princípio da diversificação. Adicionalmente, a interação entre besouros e recursos florais provém singular oportunidade para se avaliar a complexidade de interações e a possibilidade de generalização como a tendência para plantas para usar uma enorme proporção da fauna de besouros visitantes como polinizadores, ou especialização com plantas usando uma proporção relativamente pequena da fauna disponível de visitantes como polinizadores. A distribuição espacial de espécies vegetais tem sido considerada um importante componente na determinação de interações planta-animal, sendo esperado que muitos padrões observados nestes sistemas resultem de variações na distribuição de recursos vegetais. A disponibilidade de recursos florais apresenta variações espaço-temporais que podem influenciar a eficiência dos polinizadores do ponto de vista quantitativo, pela freqüência de ocorrência da interação, ou qualitativo pela contribuição dada ao sucesso reprodutivo das espécies. Os principais objetivos da presente tese foram: 1) descrever a história natural e interação flores besouros em espécies de Cerrado em relação à heterogeneidade espaço-temporal da distribuição de recursos entre fitofisionomias localizadas na Estação Ecológica de Itirapina (EEI) e em área de Cerradão pertencente ao Instituto Arruda Botelho (22º12- 22º10S e 47º55- 47º57W, respectivamente) durante dois anos consecutivos; 2) verificar o padrão local de distribuição de flores e besouros em quatro fitofisionomias de cerrado estudadas; 3) caracterizar a nível de comunidade os padrões de interações observados na comunidade composta por besouros associados a flores; 4) finalmente, compreender detalhadamente um dos diversos sistemas de interação besouros-plantas registrados na área de estudo. Escolhemos o sistema de interação de D. furfuracea-besouros com o objetivo de descrever sua fenologia de floração e frutificação e seu sistema reprodutivo, verificando se há limitação polínica e de recursos. Também foi avaliada a função e o efeito dos visitantes florais sobre o sistema reprodutivo. Uma alta proporção de espécies de plantas tem suas flores visitadas por besouros em todas quatro fitofisionomias de Cerrado estudadas (12-40%), indicando que os dados disponíveis até o momento subestimam a ocorrência de cantarofilia para áreas de Cerrado. Este consiste no primeiro estudo focando toda uma comunidade de besouros associados a flores. Não houve variação temporal entre anos tanto para as redes de visitantes-flores ou para redes de polinizadores-plantas. Redes de polinizadores-plantas tiveram espécies de besouros altamente especialistas. Attalea geraensis¸ C. pubescens, D. furfuracea>, D. hispida, K. coriacea, S. petrea, T. formosa e X. aromatica consistem em espécies de planta envolvidas em muitas interações e foram consideradas espécies centrais. Tanto as redes de visitantes-flores, como a rede de polinizadores-plantas evidenciaram uma estrutura composta combinando estrutura de rede aninhada com compartimentada, mas com predomínio do padrão compartimentado. Estes compartimentos são resultantes tanto das muitas interações espécie-específica entre espécies de besouros e plantas, como daquelas espécies de planta que interagem com várias espécies especialistas de besouros. De modo geral, focando atenção nos besouros, ambas as redes, visitantes-flores e polinizadores-plantas foram definidas como altamente especializadas já que visitaram flores poucas espécies de planta tanto para comparações entre anos, como entre fitofisionomias. O presente estudo mostrou que o Cerrado apresenta sistemas de interação entre besouros e flores de espécies de planta com alta especificidade. Dentre as várias espécies de planta compreendidas nestas redes de interação de alta especificidade, merece desta D. furfuracea que apresenta uma fauna composta por várias espécies de besouros polinizadores altamente especialistas. Duguetia furfuracea é uma espécie auto-incompatível, cuja população estudada apresentou limitação polínica e de recursos no solo. Há duas guildas especializadas de besouros interagindo com esta espécie de planta. A primeira é composta por uma única espécie de curculionídeo (Plasilia sp.) que visitou suas flores em baixa abundância (média de 0,55 besouros por flor), mas com alta freqüência de ocorrência (44,9% das flores) e suas larvas consomem as sementes dos frutos que se desenvolvem. A segunda guilda é composta por várias espécies de besouros nitidulídeos, principalmente Colopterus sp.3 que visitaram as flores em grande abundância (média de 99 besouros por flor) e também com alta ocorrência de visitação (92% das flores) e que efetivamente promoveram a polinização. O sistema de polinização de D. furfuracea consiste no primeiro caso de polinização mutualística obrigatória envolvendo diferentes guildas de visitantes florais. Este também é o primeiro sistema de polinização combinando polinizadores previsíveis e confiáveis, consumo de sementes, limitação polínica e limitação por recursos, o que resulta em um complexo e eficiente mecanismo para regulação da população do visitante floral consumidor de sementes e para otimizar o sucesso reprodutivo da planta. / Plant-animal interactions, such as pollination, are a key element in many terrestrial communities. The study of who interacts with whom is an important approach for understanding ecological and evolutionary processes. In some tropical communities, up to one quarter of all plant species may be pollinated by beetles. They are an ancient and much diversified insect group and they interact with angiosperms since the time of their origin and early diversification. Additionally, the interaction between beetle and floral resource provide unique opportunity to evaluate the complexity of interactions and the possibility of generalization as the tendency for plants to use a large proportion of the available beetle-visiting fauna as pollinators, or specialization with plants using a relatively small proportion of the available beetle visiting fauna as pollinators. The spatial distributions of plant species have been considered an important component in the determination of plant-animal interactions, and it is expected that many patterns observed in these systems resulting from variations in the resource distribution of plants. The availability of floral resources presents spatio-temporal variations that may affect the pollinator efficiency in its quantitative traits through frequency of occurrence of the interaction, or qualitative by its contribution to the fitness plant. Thus, the main objectives of this present thesis were: 1) describe the natural history and interactions of beetle with flowers in Cerrado species focusing the spatio-temporal heterogeneity of the resource distribution among phytophysiognomies located in the Itirapina Ecological Station and in the Cerradão area belongs to the Arruda Botelho Institute (22º12- 22º10S and 47º55- 47º57W, respectively) during two consecutive years.; 2) verify the local pattern of flowers and beetle distribution in the four cerrado phytophysiognomies studied; 3) characterize in the community level the interaction patterns observed in the community composed by beetles associated to flowers; 4) finally, comprehend deeply one of the several beetle-flower systems recorded to this studied area. We chose the D. furfuracea-beetle interaction system with aim to describe its flowering and fruit phenology and its reproductive biology verifying if there are pollen and resource limitation. Also was evaluated the role and effect of floral visitors in the fitness plant. A high number of flowering species was visited by beetles (12-40%) indicating that the data available up to now underestimate the representation of this interaction in Cerrado areas. This work represents the first study focusing in the entire beetle community associated to flowers. Was found no temporal variation in the interaction between beetles and flowers. Pollinator-plant webs had beetle species highly specialist. A. geraensis¸ C. pubescens, D. furfuracea, D. hispida, K. coriacea, S. petrea, T. formosa and X. aromatica , involved in many interactions were considered as core species. Both the visitor-flower and the pollinator-plant webs showed a compound structures mixing nested and compartmented networks structure, but predominating the compartmented pattern. These compartments are resultant from both of the many species-specific interactions between beetle and plant species and of the plant species that interact with several specialist beetle species. Both visitor-flower and pollinator-plant webs may be denominated as highly specialist from the beetle perspective whereas that these beetle fauna visited flowers of very few plant taxa over time and space. The present study showed that the Cerrado presents interaction systems between beetles and plants species with high specificity. Among the several plant species comprised in these interaction webs with high specificity, D. furfuracea presents a very interesting pollinator system, presenting a fauna composed by several pollinator beetle species highly specialized. D. furfuracea is a self-incompatible species, which studied population presented pollen and resource limitation. There are two specialized beetle guilds interacting with this plant species. The first guild is composed just by one curculionid species (Plasilia sp.) that visited flowers with low abundance (median of 0.55 beetles per flower), but presenting high frequency of occurrence (44.9% of the flowers) and their larvae consumed seed of that fruits that developed. The second guild is composed by several nitidulid beetles, principally Colopterus sp.3 that visited flowers in large abundance (median of 99 beetles per flower) and also presented high visitation occurrence (92% of flowers) and that effectively promoted the pollination. The pollination system of D. furfuracea consists is the first case of obligate pollination mutualism case involving different guilds of floral visitors. This also constitutes the first pollination system combining predictable and reliable pollinators, seed consumption, pollen and resource limitation resulting in a complex and efficient mechanism to regulate the seed consuming by floral visitor`s population and to optimize the plant fitness

O mimetismo é uma adaptação onde duas ou mais espécies, que podem pertencer a grupos taxonômicos distintos, assemelham-se no padrão geral de cor e/ou forma e que devido a isso são confundidas por um outro organismo. Os tipos clássicos de mimetismo, Batesiano e Mülleriano, nem sempre se ajustam a estudos com flores; esta limitação, todavia, não afeta o chamado Sistema Tripartido. O Sistema Tripartido foi proposto originalmente por Wolfgang Wickler (1968) e aperfeiçoado por Richard I. Vane Right (1976); o sistema é formado por três elementos constantes: modelo (S1), o mímico (S2) e operador (O – o qual Wickler originalmente representou como R – receptor de sinal). O presente estudo concentra-se em três plantas que coexistem na restinga do Parque Estadual de Itapeva, Torres, as quais mostram um padrão convergente na coloração de suas flores. As espécies são Asclepias curassavica (Apocynaceae [Asclepiadoideae]), Lantana camara (Verbenaceae), ambas produtoras de néctar, e Epidendrum fulgens (Orchidaceae [Epidendroideae]), aparentemente não produtora de néctar e considerado o suposto mímico do sistema. O trabalho de campo foi realizado entre a primavera de 2004 e verão de 2006. Para tanto, foram avaliados aspectos concernentes ao número e identificação dos polinizadores potenciais (especialmente borboletas – excepcionalmente, uma ou duas espécies de mariposas foram encontradas, porém mostrando baixa contribuição); às fenofases de floração e frutificação das três espécies. Também foram realizados experimentos de cruzamento em E. fulgens (autopolinização espontânea e induzida, geitonogamia, xenogamia); remoção de polinários de E. fulgens em relação à distância da fonte de néctar (L. camara), bem como uma descrição da anatomia do nectário de E. fulgens para verificar a existência de tecido produtor de néctar. Dentre as 28 espécies de lepidópteros diurnos que foram registradas, destacam-se Agraulis vanillae maculosa, Dryas iulia alcionea, Heliconius erato phyllis, Tegosa claudina (Nymphalidae) e Urbanus simplicius (Hesperiidae), as quais visitam as três espécies de plantas. Não houve sincronia de floração entre as fenofases, ou seja, não houve diferença estatística entre A. curassavica, Epidendrum fulgens e Lantana camara. Os experimentos de cruzamento mostraram que E. fulgens é polinizador-dependente. A remoção de polinários de E. fulgens foi baixa, talvez porque a oferta de flores seja alta. Os testes sobre a anatomia do nectário de E. fulgens sugerem que não há produção de néctar (Anexo 2). Estes resultados sugerem que A. curassavica, Epidendrum fulgens e Lantana camara, no cenário ecológico do Parque Estadual de Itapeva, não constituem um complexo mimético. Porém, isto não invalida a possibilidade de que estas plantas realmente constituam um sistema mimético, considerando-se que o presente estudo foi realizado dentro de um curto espaço de tempo, enquanto que estudos a respeito de processos evolutivos requerem maior tempo de observações. / Mimicry is an adaptation where two or more species which can belong to different taxonomic groups, are similar in color pattern and/or behavior, and that for this reason are not discriminated by a third species. Classical Batesian and Müllerian mimicry are not generally useful to describe examples of plant mimicry; however, the so-called tripartite mimicry system does not suffer this restriction. The Tripartite System was first envisaged by Wolfgang Wickler (1968) and latter elaborated and expanded by Richard I. Vane-Wright (1976); the system is based in three constant elements, the model (S1), the mimic (S2) and the operator (O – which Wickler originally represented as R – signal receiver). The present study concentrates on three plants that coexist at Parque Estadual de Itapeva, Torres, RS, and that show a convergence in the pattern of flower color. The species are Asclepias curassavica (Apocynaceae [Asclepiadoideae]), Lantana camara (Verbenaceae), both nectar producers and Epidendrum fulgens (Orchidaceae [Epidendroideae]) which does not produce nectar and that is considered the mimic in the system. Field work has been done between the spring of 2004 and the summer of 2006. The variables studied were the number and the identity of the potential pollinators (specifically butterflies – exceptionally one or two moths were found but with little contribution), flower and fruit phenology in the three species. Experiments in the field were conducted in E. fulgens to ascertain the mating system of this plant (spontaneous and induced self-pollination, geitonogamy and xenogamy). Moreover, to complement the test of hypothesis of mimicry of E. fulgens in relation to L. camara, the frequency of removal of pollinaria in the orchid were estimated according to the distance from the nectar source. A description of the anatomy of the floral nectary of E. fulgens was also made, to test for nectar production. In the whole, 28 species of diurnal Lepidoptera were observed visiting the flowers of at least two of the three species of plants; among them, Agraulis vanillae maculosa, Dryas iulia alcionea, Heliconius erato phyllis, Tegosa claudina (Nymphalidae), and Urbanus simplicius (Hesperiidae) did so for the three species of plants. As for the synchrony in flower phenology, there was no statistical significance for any combination of plants. The experiments for mating system of E. fulgens showed that this orchid is pollinator-dependent. Pollinaria removal was very low, which can be related to the extremely large number of inflorescences available in the area. The study of the anatomy of the nectary in E. fulgens suggested that the orchid does not produce nectar in detectable proportions (Appendix 2). Given all the results here reported, there is no indication that at the ecological scenario of the Parque Estadual de Itapeva, L. camara, E. fulgens and A. curassavica are members of a mimetic system. This does not invalidate the possibility that they really are a mimetic system, since the time spent in the study was short and that the evolution of adaptations demand a larger amount of time to be detected.

Orientador: Leonor Patricia Cerdeira Morellato / Resumo: A visão é o principal sentido utilizado pelos polinizadores para forragear, no qual a cor das flores é a primeira característica de atração. A percepção dos sinais de cores depende da coloração do segundo plano das flores, composto principalmente pelas folhas. Diferenças na composição das espécies e na estrutura da vegetação, e também na sazonalidade climática, podem interferir na cor do segundo plano de folhas em diferentes vegetações e estações, interferindo como os polinizadores percebem a flor. Portanto, a diversidade de cores das flores e os padrões de floração de uma comunidade podem estar relacionados com a composição de polinizadores e condições ambientais. Desta maneira, utilizando comunidades vegetais e considerando o sistema visual das abelhas, nós descrevemos e comparamos a diversidade de cores das flores e seus sinais, dando importância para a cor do segundo plano de folhas em duas vegetações sazonais tropicais e uma vegetação sazonal temperada. Em seguida, para vincular os sinais florais com a sazonalidade, nós analisamos a importância das síndromes de polinização levantadas, o padrão de floração, a influência da cor do segundo plano de folhas no padrão de cor das flores entre as estações. Nós encontramos diferenças na diversidade de cores das flores e confirmamos a influência da coloração do segundo plano de folhas, juntamente com a estrutura da vegetação e a intensidade da sazonalidade nos sinais florais exibidos em diferentes vegetações sazonais, de acordo co... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Vision is the main sense used to forage by pollinators being the flower colour the primary feature of attraction. Colour signals perception depend on the flower background colouration, mainly composed by leaves. Differences in species composition and vegetation structure, and also the seasonality, may change the leaf-background colouration of different vegetations and seasons, interfering how the pollinators perceive a flower. Therefore, flower colour diversity and flowering patterns of a community may be related to the pollinators’ composition and environmental conditions. Using a community level-approach and according to bee visual system, we described and compared the flower colour diversity and the signals of a temperate and two tropical seasonal vegetations, considering their leaf background colouration. Then, to link flower signals to seasonality and using the cerrado sensu stricto as a model of seasonal vegetation, we analysed the importance of the surveyed pollination syndromes, the community flowering pattern, flowering patterns according to the colour of flowers and the influence of seasonal changes in the background colouration in the flower colour signals between seasons. We found differences in flower colour diversity and confirmed the influence of the leaf- background colouration, along with the vegetation structure and seasonality intensity, in flower colour signals displayed in different seasonal vegetations according to the colour vision of bees. Higher value... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Recentemente as abelhas têm sido devidamente valorizadas como importantes polinizadoras de flores silvestres e cultivadas. A densidade populacional de muitos polinizadores tem diminuído devido, principalmente, à intensificação agrícola e ao uso de pesticidas, prejudicando os serviços de polinização. A metodologia clássica para estimar a toxicidade dos produtos químicos para insetos é determinar a dose letal média (DL50) ou a concentração letal média (CL50), podendo então estabelecer doses que sejam mais seguras aos organismos não-alvo ou benéficos. Além dos efeitos de toxicidade aguda, levando a morte das abelhas, doses subletais dos inseticidas podem provocar alterações comportamentais e fisiológicas nos indivíduos, que ao longo do tempo acarretarão em sérios prejuízos na manutenção da colônia. Um dos inseticidas amplamente utilizado é o fipronil, este atua ligando-se aos receptores do ácido gama-aminobutírico (GABA), interrompendo os canais de cloro, resultando na perda de sinalização inibitória neural. Na literatura pode-se encontrar diversos trabalhos que utilizam como modelo principal a abelha Apis mellifera, porém, é importante ressaltar a diversidade existente entre as abelhas nativas no Brasil, os meliponíneos, e sua participação na conservação da biodiversidade, assim como na polinização de áreas de cultivo, o que torna extremamente importante estudos com essa abelha. Com a finalidade de entender como o fipronil interfere morfo e fisiologicamente em abelhas sem ferrão, a região de interesse deste estudo foram os corpos pedunculados, já que estes são centros cerebrais complexos e tidos como local de convergência multisensorial. Para auxiliar no mapeamento metabólico, utilizou-se como marcador a enzima citocromo oxidase e a enzima caspase-3, técnicas utilizadas na observação de atividade neural... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A few decades the bees are considered an important indicator of high environmental sensitivity, and appreciated as important pollinators of wildflowers and cultivated. The population density of many pollinators have declined to harmful levels to pollination services manly due to agricultural intensification and the use of pesticides. The classic methodology of estimating the effects of chemicals for insects is to determine the median lethal dose (LD50) or median lethal concentration (LC50) that can then establish doses that do not harm non-target organisms or beneficial. Besides the effects of acute toxicity, leading to death bees, sublethal doses of insecticides can cause physiological and behavior changes of individuals over time, resulting in serious harm to maintain the colony. One of the widely used insecticides is fipronil, its acts by binding to gamma-aminobutyric acid (GABA) disrupting chloride channels, resulting in loss of inhibitory neural signaling. In the literature one can find several works using as main bee model Apis mellifera, however, it is important to highlight the diversity of Brazilian native bees, the stingless bees, and their participation in biodiversity conversation, as well as in the pollination of cultivated land. In order to understand how fipronil affect morpho and physiologically the stingless bee S. postica, the region of interest in this study were the mushroom bodies, since these are complex brain centers and used as a place of multisensory convergence. This work established the contact LD50 and Ingestion LC50 to the fipronil insecticide for foragers workers stingless bee Scaptotrigona postica in 0.54ng/bee and 0.24ng/μL of the food after 24 hours, respectively, confirming the high toxicity of this phenylpyrazole, in the groups submitted to contact contamination, were identify morphological... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Osmar Malaspina / Coorientador: Roberta Cornélio Ferreira Nocelli / Banca: Elaine Cristina Mathias da Silva Zacarin / Banca: Thaisa Cristina Roat / Mestre