Orientador: Thomas Michael Lewinsohn / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:21:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge_LeonardoRe_D.pdf: 3849903 bytes, checksum: 25f081be452b20c896ee7884cb1f9a07 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Nesta tese propomos um desenvolvimento do conceito de especialização no uso de recursos, de forma a incluir aspectos pouco considerados, principalmente no contexto de interações: afinidades entre os tipos de recursos, sua disponibilidade e padrões de coocorrência. Por meio da incorporação de avanços recentes em estudos ecofilogenéticos e em modelos nulos, propomos novas métricas para a especialização de espécies e comunidades, e aplicamos esses avanços para responder a questões particulares. No primeiro capítulo, o arcabouço conceitual é apresentado de forma mais geral, e uma métrica para a especialização de espécies é proposta e exemplificada. O segundo capítulo, de natureza metodológica, estende essa métrica para comunidades e propõe uma partição da variação em especialização entre espécies e entre locais de forma hierarquizada. O terceiro capítulo investiga a capacidade destas ferramentas de evidenciar relações entre a especialização e a distribuição geográfica de espécies de insetos endófagos de capítulos de Asteraceae no Brasil. Por fim, o quarto capítulo utiliza o mesmo conjunto de dados para investigar o papel da diversidade filogenética de recursos na determinação da riqueza de insetos que os utilizam / Abstract: In this thesis we propose a development of the resource specialization concept to include aspects usually not taken into account, especially for trophic interactions: affinities among resource types, their availabilities and cooccurrence patterns with consumers. By incorporating recent advances in ecophylogenetics and null modelling, we propose new metrics for the specialization of species and communities and apply these advances to address particular questions. In the first chapter the general conceptual framework is presented and a metric for the specialization of species is proposed and exemplified. The second chapter, mostly methodological, expands this metric for communities and proposes a hierarchical partitioning of the variation in specialization among species and locations. The third chapter tests this toolset in showing the relationship between specialization and geographic distribution ranges of endophagous insects feeding in Asteraceae flowerheads in Brazil. Finally, the fourth chapter uses the same dataset to investigate the role of phylogenetic diversity of resources in determining the richness of insect herbivores using them / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

Le genre Eupelmus Dalman (Chalcidoidea: Eupelmidae: Eupelminae) comprend des ecto-parasitoïdes s'attaquant essentiellement aux stades larvaires et nymphaux de divers insectes holométaboles. Jusqu'à présent, la systématique du genre Eupelmus restait mal résolue compte tenu des données limitées et restreintes à la morphologie et de l'absence de révisions taxonomiques récentes, fiables et globales. Dans ce contexte, de nombreuses questions se posent concernant (i) la pertinence de la classification infra-générique actuelle du genre Eupelmus; (ii) la validité du statut taxonomique des certaines espèces décrites; (iii) la fiabilité des informations écologiques telles que la gamme d'hôtes et la distribution géographique et, donc, (iv) la compréhension des processus de spécialisation écologique et du rôle potentiel de certaines espèces d'Eupelmus comme auxiliaires de lutte biologique. Ce travail de thèse a donc eu pour objectif d'aborder l'ensemble de ces questions en utilisant, à des fins de phylogénie et de taxonomie, une approche intégrative combinant des données moléculaires (ADN mitochondrial et nucléaire) et morphologiques.Les résultats obtenus concernant les relations phylogénétiques infra-générique montrent que la structuration supposée du genre Eupelmus en trois sous-genres (Eupelmus, Episolindelia et Macroneura), ne peut pas être retenue et que ce genre se structurerait plutôt, à l'échelle géographique retenue, en une douzaine de groupes d'espèces. De plus, l'étude de la taxonomie de deux complexes (ensemble d'espèces morphologiquement proches), les complexes “urozonus” et “vesicularis”, met globalement en évidence une diversité insoupçonnée dans la zone Euro-méditerranéenne et plus d'une dizaine d'espèces ont été découvertes et décrites comme de nouvelles espèces à l'occasion de ces travaux. D'une façon générale, les caractères morphologiques, les marqueurs nucléaires et les marqueurs mitochondriaux se sont révélés relativement concordants sauf au sein du complexe vesicularis qui présente une divergence plus marquée au niveau d'ADN mitochondrial.Dans le cadre particulier du groupe urozonus, ce travail de thèse nous a également permis d'étudier l'évolution de la spécificité d'hôtes en lien avec une phylogénie moléculaire multi-locus relativement bien résolue et une estimation de la longueur d'ovipositeur, un caractère morphologique susceptible d'expliquer l'accès aux hôtes. D'une façon générale, les analyses comparatives révèlent que la spécificité d'hôtes n'est pas contrainte par la phylogénie. Nous observons ainsi des spectres d'hôtes très contrastés entre des espèces phylogénétiquement très proches. De même, la longueur d'ovipositeur, qui semble un caractère très labile à cette échelle, ne semble pas déterminer le spectre d'hôtes. L'ensemble des résultats obtenus ont finalement été utilisées de façon à mieux comprendre le rôle potentiel de certaines espèces d'Eupelmus sur des insectes ravageurs, la mouche de l'olive Bactrocera oleae et le cynips du châtaignier Dryocosmus kuriphilus. / The genus Eupelmus Dalman (Chalcidoidea: Eupelmidae: Eupelminae) includes ecto-parasitoids attacking mostly nymphal and larval stages of various holometabolous insects. So far, the systematics of the Eupelmus genus remained poorly resolved due to limited data restricted to morphological information and the absence of recent, reliable and comprehensive taxonomic revisions. In this context, many questions arise concerning (i) the relevance of the current sub-generic classification of the Eupelmus genus; (ii) the availability of the taxonomic status of some species described; (iii) the reliability of ecologic information such as the host range and the geographical distribution; and therefore, (iv) the understanding of the ecological specialization's processes and the potential role of certain species of Eupelmus as auxiliaries of biological control. This thesis work has therefore aimed to address all of these questions by using, for the purposes of phylogeny and taxonomy, an integrative approach combining molecular (nuclear and mitochondrial DNA) and morphological data.The results obtained concerning the sub-generic phylogenetic relationships show that the supposed structuration of Eupelmus genus into three subgenera (Eupelmus, Episolindelia and Macroneura), can not be retained and that this genus would be rather structured, at the retained geographical scale, in a dozen of species groups. In addition, the study of taxonomy of two complexes (sets of morphologically similar species), the complex “urozonus” and “vesicularis”, overall highlights unsuspected diversity in the Euro-Mediterranean area and more than ten species have been discovered and described as new species on the occasion of this work. Generally, the morphological characteristics, nuclear markers and mitochondrial markers have been relatively consistent except within the vesicularis complex which exhibits more marked divergence in the mitochondrial DNA.In the particular case of the urozonus species group, this thesis work has also allowed us to study the evolution of the host specificity in relation to a relatively well-resolved multi-locus molecular phylogeny and an estimate of the length of ovipositor, a morphological character that could explain the ability to parasitize protected hosts. In general, the comparative analyses show that the host specificity is not constrained by the phylogeny. We indeed observe highly contrasted hosts ranges between closely phylogenetically related species. Similarly, the length of ovipositor, which seems a very labile character at this scale, does not seem to determine the host range. All the results obtained have finally been used to better understand the potential role of some Eupelmus species on two insect pests, the fruit olive fly Bactrocera oleae and the chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus.

Alterações antrópicas nos ecossistemas, em especial a perda e a fragmentação de habitat, são consideradas as principais causas do grande aumento nas extinções de espécies nas últimas décadas. Uma vez que o risco de extinção varia grandemente entre as espécies, os determinantes ecológicos associados à chance de extinção têm sido um tema central e muito debatido na literatura ecológica. Atributos ecológicos relacionados à raridade, como amplitude de nicho e abundância local, e a capacidade de dispersão são recorrentemente citados na literatura como determinantes do risco de extinção local. A partir de dados de ocorrência em fragmentos, matas contínuas e áreas de agricultura, e de captura-recaptura em três grades de 2 ha em mata continua, no Planalto Atlântico Paulista, investigamos o efeito desses três atributos ecológicos sobre o risco de extinção local em espécies de pequenos mamíferos. Utilizamos a abordagem de seleções de modelos e o critério de Akaike (AICc) para avaliar qual das hipóteses existentes na literatura sobre a relação destes atributos com o risco de extinção é mais plausível. Foram realizadas duas seleções de modelos: uma considerando os três atributos para sete espécies; e outra considerando apenas a amplitude de nicho e abundância local para 18 espécies. Os resultados de ambas as seleções indicam a amplitude de nicho como determinante principal do risco de extinção local, que aumenta à medida que a amplitude de nicho diminui. Abundância local apresentou uma importância secundária, com um efeito positivo sobre o risco de extinção, mas que é mais forte para espécies com menor amplitude de nicho. Este resultado é consistente com a idéia de que a abundância local é influenciada pelo grau de especialização e pela capacidade competitiva das espécies, a qual está negativamente relacionada à capacidade de colonização através de uma demanda conflitante. Como a capacidade de dispersão variou pouco entre as espécies estudadas e a capacidade de colonização é determinada também pela taxa de crescimento populacional, é possível que o risco de extinção das espécies de pequenos mamíferos especialistas de habitat seja secundariamente definido pela taxa de crescimento populacional / Anthropogenic disturbances, particularly habitat loss and fragmentation, are considered the main causes of the increased extinction rates observed in the last decades. Since the risk of extinction is extremely variable among species, the ecological determinants of the chance of extinction have been in the center of the debates in the ecological literature. Ecological traits associated with rarity, as niche breadth and local abundance, and dispersal ability are recurrently mentioned in the literature as the main determinants of the risk of local extinction. Using data on occurrence in fragments, continuous forest and areas of agriculture, and on capture-recapture in three 2-ha grids in continuous forest, in the Atlantic Plateau of São Paulo, we investigate the effects of these three ecological traits on the risk of local extinction in small mammals. We used a model selection approach and the Akaike criterion (AICc) to evaluate which of the existing hypotheses on the relationship of these traits with the extinction risk is most plausible. Two model selections were run: one considering the three traits and seven species, and another considering only niche breadth and local abundance and 18 species. The results from both selections point to niche breadth as the main determinant of the risk of local extinction. Local abundance was secondarily important, with a positive effect on extinction risk, which is stronger among the species with smaller niche breadth. This result is consistent with the idea that local abundance is influenced by species degree of ecological specialization and competitive ability, which is negatively related to colonization ability through a trade-off. As dispersal ability varied little among studied species, and colonization ability is also determined by population growth rate, it is possible that the risk of extinction among habitat specialist small mammals is secondarily defined by population growth rate

Alterações antrópicas nos ecossistemas, em especial a perda e a fragmentação de habitat, são consideradas as principais causas do grande aumento nas extinções de espécies nas últimas décadas. Uma vez que o risco de extinção varia grandemente entre as espécies, os determinantes ecológicos associados à chance de extinção têm sido um tema central e muito debatido na literatura ecológica. Atributos ecológicos relacionados à raridade, como amplitude de nicho e abundância local, e a capacidade de dispersão são recorrentemente citados na literatura como determinantes do risco de extinção local. A partir de dados de ocorrência em fragmentos, matas contínuas e áreas de agricultura, e de captura-recaptura em três grades de 2 ha em mata continua, no Planalto Atlântico Paulista, investigamos o efeito desses três atributos ecológicos sobre o risco de extinção local em espécies de pequenos mamíferos. Utilizamos a abordagem de seleções de modelos e o critério de Akaike (AICc) para avaliar qual das hipóteses existentes na literatura sobre a relação destes atributos com o risco de extinção é mais plausível. Foram realizadas duas seleções de modelos: uma considerando os três atributos para sete espécies; e outra considerando apenas a amplitude de nicho e abundância local para 18 espécies. Os resultados de ambas as seleções indicam a amplitude de nicho como determinante principal do risco de extinção local, que aumenta à medida que a amplitude de nicho diminui. Abundância local apresentou uma importância secundária, com um efeito positivo sobre o risco de extinção, mas que é mais forte para espécies com menor amplitude de nicho. Este resultado é consistente com a idéia de que a abundância local é influenciada pelo grau de especialização e pela capacidade competitiva das espécies, a qual está negativamente relacionada à capacidade de colonização através de uma demanda conflitante. Como a capacidade de dispersão variou pouco entre as espécies estudadas e a capacidade de colonização é determinada também pela taxa de crescimento populacional, é possível que o risco de extinção das espécies de pequenos mamíferos especialistas de habitat seja secundariamente definido pela taxa de crescimento populacional / Anthropogenic disturbances, particularly habitat loss and fragmentation, are considered the main causes of the increased extinction rates observed in the last decades. Since the risk of extinction is extremely variable among species, the ecological determinants of the chance of extinction have been in the center of the debates in the ecological literature. Ecological traits associated with rarity, as niche breadth and local abundance, and dispersal ability are recurrently mentioned in the literature as the main determinants of the risk of local extinction. Using data on occurrence in fragments, continuous forest and areas of agriculture, and on capture-recapture in three 2-ha grids in continuous forest, in the Atlantic Plateau of São Paulo, we investigate the effects of these three ecological traits on the risk of local extinction in small mammals. We used a model selection approach and the Akaike criterion (AICc) to evaluate which of the existing hypotheses on the relationship of these traits with the extinction risk is most plausible. Two model selections were run: one considering the three traits and seven species, and another considering only niche breadth and local abundance and 18 species. The results from both selections point to niche breadth as the main determinant of the risk of local extinction. Local abundance was secondarily important, with a positive effect on extinction risk, which is stronger among the species with smaller niche breadth. This result is consistent with the idea that local abundance is influenced by species degree of ecological specialization and competitive ability, which is negatively related to colonization ability through a trade-off. As dispersal ability varied little among studied species, and colonization ability is also determined by population growth rate, it is possible that the risk of extinction among habitat specialist small mammals is secondarily defined by population growth rate