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Contexte: L’importance écologique des fourmis dans les écosystèmes terrestres justifie qu’elles soient considérées comme groupe cible pour des actions de conservation. De plus, de par leur abondance, leur facilité de récolte et leur réponse à des perturbations, elles présentent un potentiel intéressant comme groupe indicateur précoce de l’état de santé des écosystèmes. Par contre, pour le choix d’aires à protéger, leur utilité comme intégrateur des conditions de milieu par rapport à des indicateurs classiques tels que les assemblages de plantes n’est pas clairement établie. En d’autres termes, répondent-elles plus finement que les plantes à différentes conditions de milieu et dans ce cas doit-on s’attendre à trouver au sein de formations végétales comparables plusieurs types d’assemblages de foumis? Si tel est le cas, la méthode utilisant les assemblages de végétaux pour sélectionner les sites à protéger peut ne pas permettre une conservation efficace de la diversité des fourmis. Ce type de problématique s’aborde bien le long de gradients environnementaux. Pour faciliter l’interprétation des résultats en terme de réponse aux facteurs abiotiques il est préférable de limiter le nombre de facteurs qui varient en même temps. Dans ce sens, le Chaco sec paraguayen représente un système très favorable: faible déclivité, faibles variations de températures moyennes mais gamme très étendue de conditions de pluviométrie (350mm à 1000mm de précipitations moyennes annuelles) et des sols variables (texture limoneuse à sableuse). L’aridité est l’un des principaux facteurs pouvant limiter la diversité des fourmis soit directement en exerçant un stress physiologique sur les espèces, soit indirectement en limitant la productivité primaire de l’habitat. Les conditions édaphiques peuvent également avoir une influence en affectant par exemple la survie des colonies qui nidifient dans le sol. Objectifs: Les principaux buts de la thèse sont (1) de déterminer l’influence de l’aridité et des conditions édaphiques sur la distribution et la structure des assemblages de fourmis terricoles du sol en forêts tropicales sèches, (2) mettre en évidence les mécanismes qui facilitent la coexistence des espèces de fourmis à l’échelle locale, (3) déterminer si à l’échelle régionale les fourmis et les plantes répondent de façon similaire aux conditions du milieu. Méthode: Onze localités ont été échantillonnées le long d’un transect régional long de 400km. Au niveau de chaque localité, trois transects élémentaires longs de 200m et séparés les uns des autres par 200m ont été effectués. La myrmécofaune a été échantillonnée à l’aide de 20 pièges à fosse et de 20 Winkler par transect élémentaire. La végétation de chaque site a été caractérisée sur base de l’abondance de 45 espèces d’arbres ou d’arbustes caractéristiques de la flore chaquéenne. Les propriétés physico-chimiques du sol ont également été mesurées. A fine échelle, l’organisation spatio-temporelle d’un assemblage a été étudié dans une localité de référence. Résultats: Au total, plus de 50.000 spécimens correspondant à 206 espèces de fourmis ont été collectés avec en moyenne (± SD) 62 ± 10 espèces par localité. Pour un même effort d’échantillonnage, le nombre d’espèces de fourmis récoltées à l’aide des pièges à fosse augmente avec l’aridité et une tendance inverse est observée pour les Winkler. Puisque les Winkler peuvent entraîner une sévère sous-estimation de la diversité des fourmis d’un habitat, seules les données des pièges à fosse sont utilisées pour la suite des analyses. La diversité locale  des assemblages de fourmis n’apparaît corrélée ni à l’aridité, ni aux conditions édaphiques. En revanche, ces facteurs, et spécialement la texture du sol, influencent la composition des assemblages. Trois complexes myrmécofauniques sont mis en évidence: le premier dans la localité la plus sèche (350mm) et la plus sableuse (>90% de sable dans la fraction minérale du sol), le second dans la localité la plus humide (1000mm, sol argilo-limoneux) et le dernier dans des localités présentant de larges conditions de pluviométrie (350-850mm) et de sol (limoneux à sablo-limoneux). Les plantes répondent encore plus finement à ces facteurs abiotiques. A l’échelle locale, l’établissement d’une ségrégation spatio-temporelle fine des espèces de fourmis lors de l’exploitation des ressources alimentaires facilite la coexistence interspécifique. Cette ségrégation est engendrée par l’existence de deux compromis: l’un entre les capacités des espèces à dominer et à découvrir les ressources et l’autre entre la capacité de dominance et la tolérance aux températures élevées. Conclusions: Nos résultats contredisent l’hypothèse selon laquelle les fourmis répondent plus finement que les plantes aux conditions du milieu. A l’échelle du gradient étudié, une augmentation de l’aridité n’affecte pas la diversité des fourmis. La productivité de l’habitat ne semble pas déterminer la richesse des assemblages et la tolérance à l’aridité semble répandue au sein des Formicidae. La texture du sol apparaît être le facteur le plus déterminant des distributions spatiales observées. Dans le Chaco sec paraguayen, une sélection des sites à protéger sur base des assemblages végétaux est susceptible de maximiser la conservation de la diversité biologique des fourmis. Notre étude de la distribution de la myrmécofaune, basée sur la plus large gamme de pluviométrie envisagée à ce jour, pourra constituer le point de départ d'un suivi des assemblages de fourmis dominantes du Chaco sec paraguayen dans le but d'investiguer l'impact des changements climatiques globaux sur ces organismes.

La biosphère traverse une crise de biodiversité pour laquelle les milieux insulaires sont l’épicentre. Les invasions biologiques y constituent l’un des principaux facteurs de forçage, notamment du point de vue de l’altération des mutualismes, pour le fonctionnement et le maintien des écosystèmes. Durant notre travail en Nouvelle-Calédonie, nous nous sommes intéressés à un groupe clé de voute pour le fonctionnement des écosystèmes, les fourmis, et leur implication vis-à-vis de la dispersion de graines (myrmécochorie). Nous avons réalisé la première identification de plantes autochtones myrmécochores, avec une prépondérance des espèces sur substrats ultramafiques. Puis, nous avons testé la dispersion par les fourmis sur ces substrats. Après avoir caractérisé les communautés selon un gradient de perturbation anthropique, nous avons évalué la dispersion et la contribution des fourmis invasives à ce service par rapport aux fourmis natives. Ainsi, Solenopsis geminata semble capable d'une meilleure dispersion que les espèces natives. A contrario, Wasmannia auropunctata exclue les espèces natives sans assurer de dispersion efficace. Dans le contexte d’un régime de perturbations intense, nos travaux illustrent une communauté néo-assemblée de fourmis, dominée par des exotiques dont certaines pourraient assurer un relai de fonction pour la dynamique des maquis. Nos travaux illustrent la « contexte dépendance » des impacts d’espèces invasives en fonction du niveau de perturbation anthropique. Ils permettent de discuter la contribution possible de ces fourmis pour la restauration après perturbation sur substrats ultramafiques, voire de leur valorisation en ingénierie écologique. / The biosphere is experiencing a biodiversity crisis, which for islands are the epicenter. Biological invasions are there, one of the main drivers, especially regarding the alteration of mutualistic relationships for the functioning and the maintenance of ecosystems. Thus, during our work in New Caledonia, we focused on a key group for ecosystem functions: ants, and their involvement in seed dispersal (myrmecochory). We carried out the first assessment of this mutualism in New Caledonia with the identification of indigenous myrmechorous plants, with a preponderance of species on ultramafic soils. Then, we evaluated the magnitude of seed dispersal by ants on these soils. After the characterisation of ant communities across an anthropic disturbance gradient, we evaluated seed dispersal capabilities of exotic ant compared to native ones. Solenopsis geminata appears to offer a more efficient seed dispersal than natives. On the other hand, Wasmannia auropunctata excludes native species without ensuring effective dispersal. In the context of an intense disturbance regime, our work illustrates a neo-assembled community of ants, dominated by exotic ones, some of which could provide a function relay with respect to maintaining the dynamic of maquis. Our work illustrates the “context dependency” of invasive species’ impacts as a function of anthropogenic disturbance’s level. It also discusses the possible contribution of these ants in a context of restoration after disturbance of habitats on ultramafic substrates, or even their use in ecological engineering program.

L’objectif général de cette thèse est de déterminer le rôle de l’exclusion compétitive, du filtrage environnemental et des limites de dispersion dans la distribution des espèces de fourmis de la litière en forêt guyanaise. Pour cela, nous avons évalué comment la diversité des assemblages de fourmis varie le long de gradients environnementaux et géographiques, en considérant les trois facettes de la diversité (i.e. taxonomique, phylogénétique et fonctionnelle) à différentes échelles spatiales. Des patrons observés de structure fonctionnelle et phylogénétique plus faibles qu’attendus au hasard suggèrent que le filtrage environnemental agit sur la distribution des espèces à l’échelle du site de récolte. En revanche, l’hypothèse d’une sur-dispersion fonctionnelle et/ou phylogénétique entre espèces qui co-occurrent localement résultant de l’exclusion d’espèces similaires n’est pas soutenue par nos résultats. A l’échelle régionale, nos résultats montrent que les communautés de fourmis sont fortement structurées par les variations environnementales. La distance spatiale influence également la distribution des espèces de fourmis à travers la région. D’après l’ensemble de nos résultats, le filtrage environnemental est la force majeure de structuration des assemblages d’espèces de fourmis en forêt guyanaise, tant à l’échelle locale qu’à l’échelle régionale. Les espèces sont réparties de manière fragmentaire sur le territoire, en réponse aux variations environnementales. Les patrons de diversité sont également influencés par la distance spatiale à l’échelle régionale, résultant en un turnover dans la composition spécifique des assemblages de fourmis entre localités éloignées. / The overall aim of this thesis is to determine the role of competitive exclusion, environmental filtering and dispersal limitation on the distribution of leaf-litter ant species in French Guianese forest. To this end, we evaluated how the diversity of ant communities varies along environmental and geographic gradients, using the three facets of diversity (i.e. taxonomic, phylogenetic and functional dimensions) at different spatial scales. Observed patterns of functional and phylogenetic structure lower than expected by chance suggest that environmental filtering acts on the distribution of ant species at the scale of sampled site. In contrast, the hypothesis of functional and/or phylogenetic overdispersion between locally co-occurring species resulting from the exclusion of similar species is not supported by our results. At the regional scale, our results show that ant communities are strongly structured by environmental variations. Spatial distance also influences the distribution of ant species throughout the region. Taken together, our results suggest that environmental filtering is the main driver structuring communities of ant species in French Guianese rainforest, both at local and regional scales. Species are distributed in a patchy way throughout the region, in response to environmental variations. Patterns of diversity are also influenced by the spatial distance at the regional scale, leading to a turnover in species composition of ant communities between distant areas.

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Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-21T19:05:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 534718 bytes, checksum: 5457b363ed599b6274f4181bf1465bb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T19:05:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 534718 bytes, checksum: 5457b363ed599b6274f4181bf1465bb8 (MD5) Previous issue date: 2003-03-21 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Com o objetivo de contribuir ao conhecimento da citogenética da tribo Ectatommini (Hymenoptera; Formicidae; Ponerinae) na Região Neotropical, foram analisados os cariótipos de formigas dos gêneros Gnamptogenys, Heteroponera e Ectatomma. As colônias foram coletadas nas reservas da Mata do Paraíso e da Mata da Biologia em Viçosa/MG, assim como em áreas experimentais da CEPLAC/CEPEC, em Ilhéus/BA. O uso de técnicas citogenéticas proporcionou a caracterização numérica e morfológica dos cromossomos dos cariótipos estudados. Estes variaram de 2n=24-68: Gnamptogenys striatula 2n=34 (24M+10A); Gnamptogenys sp., n=23 (9M+14A), 2n=46 (18M+28A); G. annulata 2n=68 (6M+62A); Heteroponera dolo 2n=24 (22M+2A); Ectatomma tuberculatum 2n=36 (30M+6A); E. brunneum 2n=44 (22M+22A) e E. edentatum 2n=46. Não foram observadas diferenças entre os cariótipos de duas populações distintas de Gnamptogenys striatula (Viçosa/MG e Ilhéus/BA), mostrando a grande estabilidade cariotípica desta espécie. Uma análise de variância das fórmulas cariotípicas de nove espécies da tribo Ectatommini (incluindo informações sobre duas espécies disponíveis na literatura) demonstrou que a razão de cromossomos metacêntricos (M) para acrocêntricos (A) diminuiu proporcionalmente ao aumento do número de cromossomos (n), sugerindo, portanto, rearranjos do tipo fissão. O método cariográfico demonstrou uma relação entre número cromossômico (n) e o número de braços (AN) levando a hipotetizar que rearranjos do tipo fissão e inversão foram as principais responsáveis pela diferenciação dos cariótipos na tribo Ectatommini, corroborando a Teoria da Interação Mínima. Entretanto, os dados ainda são escassos, necessitando o estudo de um maior número de espécies e a adaptação de técnicas de bandamentos cromossômicos para elucidar os mecanismos de evolução dos cromossomos nessa tribo. / Aiming to contribute to the knowledge of the tribe Ectatommini cytogenetics (Hymenoptera; Formicidae; Ponerinae) in Neotropical Region, the karyotypes of ants of the Gnamptogenys, Heteroponera and Ectatomma genera were analysed. Colonies were collected in the reserves of Mata do Paraíso and Mata da Biologia, at Viçosa/MG; and in CEPLAC/CEPEC experimental areas, at Ilhéus/BA, Brazil. The use of cytogenetic techniques allowed characterising the karyotypes chromosome numbers and morphology. These varied from 2n=24-68: Gnamptogenys striatula 2n=34 (24M + 10A); Gnamptogenys sp., n=23 (9M + 14A), 2n=46 (18M + 28A); G. annulata 2n=68 (6M + 62A); Heteroponera dolo 2n=24 (22M + 2A); Ectatomma tuberculatum 2n=36 (30M + 6A), E. brunneum 2n=44 (22M + 22A) and E. edentatum 2n=46. No difference was observed between the karyotypes of two distinct populations of Gnamptogenys striatula (Viçosa/MG and Ilhéus/BA), showing the great karyotypical stability of this species. A variance analyse of the karyotype formula of nine species of the Ectatommini tribe (including information on more two species available from literature) showed that, the ratio of metacentrics (M) to acrocentrics (A) chromosomes decreased proportionally to the increase of chromosome number (n) suggesting thus fission rearrangements. The kariograph method showed that exists a relation between chromosome (n) and arm numbers (AN), making possible to formulate the hypothesis that fission and inversion rearrangements are the main responsible of karyotype differentiation in the tribe Ectatommini, according the Minimum Interaction Theory. However, data are still scarce and make necessary the study of a larger number of species as well as adaptation of chromosome-banding techniques in the aim to elucidate the mechanisms of chromosome evolution in the tribe. / Não foi localizado o cpf do autor.

Orientador: Francisco Jorge Cividanes / Banca: Sinval Silveira Neto / Banca: Sergio Ide / Banca: José Carlos Barbosa / Banca: Antonio Carlos Busoli / Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal avaliar o controle biológico conservativo através da criação de área de refúgio em um agroecossistema. A área de estudo foi estabelecida em um hectare com a área de refúgio apresentando 80 m de comprimento e constituída por quatro canteiros de 20 m, cada um deles contendo uma das seguintes espécies de planta herbácea perene: Panicum maximum cv. Massai e Cynodon spp. cv. Tifton 85 (gramíneas) e Stylosanthes spp. cv. BRS Campo Grande e Calopogonium mucunoides cv. Comum (leguminosas). Os artrópodes foram amostrados por meio de armadilhas de solo tipo alçapão. Todas as análises foram realizadas com as espécies consideradas predominantes classificadas de acordo com a abundância, freqüência, constância e dominância. Utilizou-se análise de regressão múltipla com seleção de variáveis "stepwise" para verificar a influência dos fatores meteorológicos na variação populacional. As fases fenológicas da soja e milho foram determinadas e relacionadas com a flutuação populacional. Para determinar a distribuição espacial os dados foram analisados através dos índices de dispersão e modelos probabilísticos. A visualização da distribuição e influência da área de refúgio foi verificada por mapa de interpolação linear. Um total de 79.633 espécimes e 514 espécies de artrópodes foram coletados. Os himenópteros e os coleópteros foram os grupos mais diversificados e abundantes, com destaque para os formicídeos e carabídeos. Os refúgios com as plantas Stylosanthes spp. e Panicum maximum apresentaram maior diversidade e abundância de artrópodes. A maioria dos artrópodes associados ao solo considerados predominantes apresentou distribuição agregada. Muitos destes, principalmente artrópodes predadores, se agruparam próximo ou na área de refúgio / Abstract: The objective of this study was to evaluate the conservation biological control through the creation of beetle bank in an agroecosystem. The study was conducted in one hectare with a 80 m long refuge area, with four blocks of 20 m., in each block one species of perennial herbaceous plant was planted: Panicum maximum cv. Masai and Cynodon spp. cv. Tifton 85 (grasses) and Stylosanthes spp. cv. BRS Campo Grande and Calopogonium mucunoides cv. Common (legumes). The Arthropods were sampled by pitfall traps. All analyses were performed with the predominant species considered classified according to the abundance, frequency, constancy, and dominance. We used multiple regression analysis with variable selection stepwise to assess the influence of meteorological factors in population. The soybean and corn phenological stages were determined and related to population fluctuation. To determine the spatial distribution, data were analyzed using dispersion indices and probabilistic models based on the frequency distribution of the arthropods. The illustration of the distribution and influence of the beetle bank was verified by linear interpolation map. A total of 79,633 specimens and 514 species of arthropods were collected. The Hymenoptera and Coleoptera were more diverse and abundant, specially ants and ground beetles. The refuges with plants Stylosanthes spp. and Panicum maximum showed greater diversity and abundance of arthropods. Aggregated distribution was showed for most predominant arthropods associated with soil. Many of these, mainly predatory arthropods, clustered near or in the beetle bank / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Leaf-cutting ants in the genus Atta are common insects in the Neotropics and important pests in agricultural and forestry environments. Ant control of this genus has been made with the use of synthetic organic insecticides, by often inefficiently. In this way, aiming generate new technology for the management of these pests, this work aimed to evaluate the essential oil activity from Pogostemon cablin against species of leaf-cutting ants Atta opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa and develop nanoformulation basis of this essential oil. The essential oil P. cablin was obtained by hydrodistillation of dry leaves and the identification/quantification of the compounds by was performed by GC/MS/FID. The nanoformulation (18%) was performed by magnetic shaking using essential oil from P. cablin, polyoxyethylene sorbitan, ethanol and water. Acute toxicity bioassays were conducted by fumigation, lethal time and behavioral. Behavioral studies involved pathway behavior bioassays in fully treated arenas and treated by half. Small variations were observed in the chemical composition of nanoformulation in relation to the essential oil from P. cablin. The essential oil from P. cablin and its nanoformulation demonstrated efficient insecticidal activity against the species A. opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa. The concentrations necessary to cause 50% mortality of workers by fumigation ranged from 1,06 a 2,10 μL L-1. The survival of workers of A. opaciceps, A. sexdens and A. sexdens rubropilosa exposed to essential oil from P. cablin and its nanoformulation was significantly reduced over time. The essential oil from P. cablin and its nanoformulation reduced the distance and the speed of workers of A. opaciceps and A. sexdens rubropilosa in fully treated arenas. The treatments didn’t affect the pathway behavior of workers of A. sexdens in these bioassays. While bioassays of arenas treated by half, when the insect had free choice, three species of ants walked less in the treated area and with greater speed. For A. sexdens rubropilosa this effect was more pronounced for the essential oil from P. cablin compared to nanoformulation of this oil. The species A. sexdens and A. sexdens rubropilosa remained most of the time on untreated side by essential oil from P. cablin or its nanoformulation. While A. opaciceps remained less time on the treated side with essential oil from P. cablin. This work demonstrates the strong formicidal activity of essential oil from P. cablin and the great potential of nanoformulation developed to generate new products. / As formigas cortadeiras pertencentes ao gênero Atta são insetos comuns na região neotropical e importantes pragas em ambientes agrícolas e florestais. O controle de formigas deste gênero tem sido feito com a utilização de inseticidas organossintéticos, por muitas vezes de forma ineficiente. Desta forma, visando gerar nova tecnologia para o manejo destas pragas, objetivou-se com este trabalho avaliar a atividade formicida do óleo essencial de Pogostemon cablin sobre as espécies de formigas cortadeiras Atta opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa e desenvolver um protótipo de nanoformulação a base deste óleo essencial. O óleo essencial de P. cablin foi obtido por hidrodestilação de folhas secas e a identificação/quantificação dos compostos foi realizada por CG/EM/DIC. A nanoformulação (18%) foi realizada por agitação magnética utilizando óleo essencial de P. cablin, polioxietileno sorbitano, etanol e água. Foram realizados bioensaios de toxicidade aguda por fumigação, tempo letal e comportamental. Os estudos comportamentais envolveram bioensaios de comportamento de caminhamento em arenas totalmente tratadas e em arenas com a metade tratada. Pequenas variações foram observadas na composição química da nanoformulação em relação ao óleo essencial de P. cablin. O óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação demonstraram eficiente atividade inseticida sobre as espécies A. opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa. As concentrações necessárias para causar 50% de mortalidade das operárias por fumigação variaram de 1,06 a 2,10 μL L-1. A sobrevivência das operárias de A. opaciceps, A. sexdens e A. sexdens rubropilosa expostas ao óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação foi significativamente reduzida ao longo do tempo. O óleo essencial de P. cablin e sua nanoformulação reduziram a distância percorrida e a velocidade das operárias de A. opaciceps e A. sexdens rubropilosa em arenas totalmente tratadas. Os tratamentos não afetaram o comportamento de caminhamento das operárias de A. sexdens nestes bioensaios. Já nos bioensaios com metade da arena tratada, isto é, quando o inseto tinha chance de escolha, as três espécies de formigas caminharam menos na área tratada com maior velocidade. Para A. sexdens rubropilosa este efeito foi mais pronunciado para o óleo essencial de P. cablin em relação à sua nanoformulação. As espécies A. sexdens e A. sexdens rubropilosa permaneceram a maior parte do tempo no lado não tratado pelo óleo essencial de P. cablin ou pela sua nanoformulação. Já A. opaciceps permaneceu menos tempo no lado tratado com o óleo essencial de P. cablin. Este trabalho demonstra uma alta atividade formicida do óleo essencial de P. cablin e o grande potencial da nanoformulação desenvolvida para a geração de novos produtos.

An intensive sampling of all ant species encountered on 6 Hawaiian Islands: Big Island, Maui, Oahu, Kauai, Molokai, and Lanai took place between 1988 and 1996. Species presence and absence was recorded at each site. Using remote sensing, variables were added insitu and used throughout my analysis. Species accumulation curves suggest that sampling was comprehensive. There is a significant trend between island area and species richness which validates the Theory of Island Biogeography for invasive species. Islands were found to be significantly nested by area, order, and tourism. Cluster analysis shows a link between elevation, land-use and island, and species presence. Predictive models can be built to predict spread of particular ant species as they continue toward equilibrium.

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