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.

Submitted by Leonardo Freitas (leonardo.hfreitas@ufpe.br) on 2015-04-10T13:54:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Jose Domingues Ribeiro Neto.pdf: 910227 bytes, checksum: 5cf7fb621d27bed8f260c1e9407c0e36 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T13:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Jose Domingues Ribeiro Neto.pdf: 910227 bytes, checksum: 5cf7fb621d27bed8f260c1e9407c0e36 (MD5) Previous issue date: 2013 / FACEPE; CNPq; CAPES; / As perturbações antrópicas são, atualmente, as maiores responsáveis pela crise de extinção de espécies. A perda de habitat, poluição e as consequências decorrentes desses processos modificam as condições ambientais em nível global, ameaçando até mesmo os organismos em partes dos ecossistemas ainda não diretamente perturbadas. Os diferentes grupos de organismos respondem de maneira diferente a essas perturbações ambientais, o que propicia a identificação de espécies indicadoras de perturbação. Alguns grupos, como formigas e árvores, são, em conjunto, considerados como bons indicadores da diversidade de diversos outros grupos de organismos tanto em ecossistemas de Caatinga quanto em ecossistemas de Floresta Atlância. Entretanto, não se conhecem ainda detalhes da resposta desses dois grupos de organismos às perturbações antrópicas, especialmente em ambientes de Caatinga. Assim, o objetivo deste trabalho foi testar a hipótese de que ecossistemas de Caatinga sob níveis de perturbação mais alto retém menos diversidade de plantas e formigas. Nossas expectativas são que, conforme aumenta o nível de perturbação antrópica: (1) diminui a riqueza de espécies de plantas e formigas; (2) ocorrem modificações na composição de espécies de plantas e formigas; (3) ocorrem modificações na composição funcional de plantas e formigas; 2 (4) como as plantas são alvos diretos da perturbação, seus efeitos sobre a comunidade vegetal são mais intensos que sobre a comunidade de plantas. Este trabalho foi desenvolvido em 26 áreas de Caatinga no município de Parnamirim, Pernambuco. Foram medidos diversos descritores de perturbação antrópica ligados à distância aos núcleos de atividade humanas (sede do município, assentamentos humanos rurais e estradas), tamanho da população humana residente na área de estudo e tamanho dos rebanhos bovino e caprino (pastejo). Houve um decréscimo na riqueza de espécies de plantas conforme aumentou o nível de perturbação antrópica, mas não foi 18 evidenciada mudança na riqueza de espécies de formigas. As perturbações antrópicas modificaram a composição de espécies e funcional tanto das comunidades plantas quanto das de formigas, entretanto, enquanto que as comunidades de plantas foram afetadas por mais de um descritor de perturbação (pastejo, para composição taxonômica e funcional, distância para a sede do município, composição de espécies, e distância para assentamentos humanos, composição funcional), a composição de espécies de formiga foi afetada apenas pelo número de pessoas residentes na área de estudo, e a composição funcional da comunidade de formigas não foi afetada pelas pertubações antrópicas. Esses resultados sugerem que particularidades na resposta de plantas e formigas à perturbação, sendo que as plantas são mais sobejamente afetadas, e que, de modo geral, áreas mais perturbadas retém menor biodiversidade. Além disso, o efeito dos diferentes descritores de perturbação sugerem que variáveis como distância para as cidades e tamanho dos rebanhos bovino e caprino são importantes nos padrões de composição de espécies e funcional e devem ser levadas em consideração no manejo de áreas degradadas e na definição de áreas prioritárias para a conservação.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2764_1.pdf: 1664422 bytes, checksum: 79eaee65874c2baef2a7f616acbbb579 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A proposta desta dissertação é a criação de sistemas de reconhecimento de padrões baseada em abordagens híbridas, com o intuito de reduzir o tempo computacional e melhorar o desempenho quando comparado com outras técnicas de agrupamento. Esta dissertação propõe os métodos de agrupamentos SOMAK, que é a combinação dos Mapas Auto-Organizáveis (SOM) seguido do algoritmo Ant Kmédias (AK), ASCAK, composto pelos os algoritmos ASCA e AK e SOINAK, composto pela Rede Neural Incremental Auto-Organizável (SOINN) e AK. SOM é uma Rede Neural Artificial (RNA) que permite a visualização de dados de alta dimensionalidade e implementa um mapeamento ordenado de uma distribuição de alta dimensão dentro de uma grade regular de baixa dimensão. ASCA e AK são algoritmos de agrupamentos baseados na otimização da colônia de formigas (ACO). ACO é uma abordagem meta-heurística recentemente proposta para resolver problemas de difícil otimização combinatória. SOINN é uma rede neural de representação topológica útil para solucionar problemas de aprendizagem não supervisionada, gerando grupos de dados correlacionados e pode ser capaz de realizar este aprendizado de forma incremental. SOMAK, ASCAK e SOINAK empregam SOM, ASCA e a rede neural SOINN respectivamente como classificadores de características sobre os dados de entrada, ao invés de realizar o agrupamento dos dados diretamente. Primeiro, um conjunto grande de protótipos é formado pela rede neural SOM, o algoritmo ASCA e a rede neural incremental SOINN. Na segunda etapa, os protótipos são interpretados e então combinados para formar os agrupamentos finais ou definitivos. O benefício dos métodos propostos é a redução de ruídos. O algoritmo AK modifica o algoritmo K-médias localizando os objetos em seguida agrupando-os de acordo com probabilidades que são atualizadas pelo feromônio. SOINAK tem apresentado um melhor desempenho quando comparado com algumas outras técnicas híbridas de agrupamento, diferentemente do desempenho alcançado pelos métodos de agrupamentos SOMAK e ASCAK

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-15T12:50:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1096026 bytes, checksum: 94757b424c78b7d4e3778473e3f61d24 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1096026 bytes, checksum: 94757b424c78b7d4e3778473e3f61d24 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Distúrbios antrópicos, como a fragmentação e o desmatamento, causam a perda de biodiversidade e estoque de carbono, afetam a produção de serapilheira, causam mudanças drásticas no microclima no chão da floresta o que afeta a dinâmica dos nutrientes do solo, e consequentemente, afetam o funcionamento do ecossistema. Após uma floresta sofrer distúrbio se inicia um processo de sucessão secundária, que envolve mudanças nas comunidades de plantas e animais (principalmente artrópodes), no estoque de carbono, produção de serapilheira e nas propriedades do solo. A Mata Atlântica brasileira é uma das florestas tropicais mais diversas e ameaçadas do mundo, e sua paisagem é composta principalmente por pequenos fragmentos que se encontram em algum estádio de regeneração devido à impactos humanos passados. Esses fragmentos em regeneração desempenham um importante papel na mitigação do carbono e na conservação da biodiversidade. Para investigar as mudanças ao longo da sucessão e a resiliência de florestas de tabuleiro, nós estabelecemos três objetivos principais: (i) avaliar os efeitos do corte raso, com remoção total das árvores, nas propriedades químicas do solo e sua resiliência; (ii) avaliar os efeitos da sucessão na riqueza e composição de árvores e formigas, estoque de carbono total e acima do solo, nos componentes do solo (C orgânico, P, Al 3+ e soma de bases); e (iii) o tempo que as florestas de tabuleiro em regeneração levariam para atingir os níveis de florestas maduras próximas, para cada parâmetro. Este estudo foi conduzido em florestas preservadas e florestas em regeneração do norte do Espírito Santo, Brasil. Para atingir o objetivo (i) analisamos e comparamos dados de solo (pH, P, Al 3+ , K + , Ca 2+ + Mg 2+ ), coletados em dois momentos (1978, 2017), de uma floresta madura (controle) e uma floresta próxima que sofreu corte raso como parte de um experimento de longo prazo realizado em 1980, na Reserva da Vale (Espírito Santo, Brasil). Para atingir os objetivos (ii-iii) nós adotamos uma abordagem de cronossequências utilizando duas florestas maduras e onze florestas em regeneração com diferentes idades, distribuídas nas regiões Norte do Espírito Santo e Sul da Bahia, Brasil. Ao avaliar os efeitos do corte raso nas propriedades do solo, nossos resultados mostraram que não houve diferenças significativas entre os tratamentos para nenhum dos componentes do solo (LMM; p>0.05). Sendo assim, ambas as florestas apresentaram a mesma dinâmica do solo ao longo dos 39 anos: aumento de pH (LMM; p<0.01) e diminuição de Al 3+ trocável ao longo dos anos (LMM; p<0.001), ausência de mudanças nos níveis de P, K + e Ca 2+ + Mg 2+ (LMM; p>0.05). Estes resultados sugerem que o P disponível e as bases trocáveis, K + e Ca 2+ + Mg 2+ , sejam resistentes ao corte raso de árvores. Outros estudos comparando estes resultados com a dinâmica das árvores das mesmas áreas ajudarão a esclarecer e entender o padrão encontrado. Além disso, ao avaliar os efeitos da regeneração nos atributos florestais, encontramos relações positivas e significativas (p<0.001) entre a idade do fragmento e a riqueza e composição arbórea, a composição de espécies de formigas e o estoque de carbono total e acima do solo, sugerindo que estes parâmetros podem ser usados como indicadores de recuperação florestal. No entanto, não encontramos relação entre as propriedades do solo e o avanço da sucessão (p>0.05). Este estudo prevê que as florestas de tabuleiro em regeneração levariam cerca de 57-126 anos para recuperar a riqueza e composição de espécies de árvores e formigas, e levariam muito mais, cerca de 188 anos para recuperar o estoque total de carbono. Além disso, essas florestas estão potencialmente sequestrando 1.04 Mg C ha - yr -1 , portanto contribuindo com um importante serviço ecossistêmico que é o sequestro de CO 2 . Nossas descobertas sugerem que a riqueza de formigas e os solos de florestais ombrófilas do norte do Espírito Santo podem ser resistentes a distúrbios antrópicos. Por fim, nossos resultados mostram que as florestas de tabuleiro são resilientes, porém levariam aproximadamente de 50 a 200 anos para recuperar o estado original de biodiversidade e funcionamento ecossistêmico, evidenciando a necessidade imediata de desenvolver estratégias para selecionar áreas com maior potencial de regeneração natural. / Human disturbances, such as fragmentation and clear-cut logging, cause the loss of biodiversity and carbon stock, affect litter production, cause microclimatic changes at the forest floor, which affect soil nutrient dynamics, and consequently affect the ecosystem functioning. After a disturbance the process of secondary succession begins, which involves changes in plant and animal communities (mainly arthropods), carbon stock, litter production and soil properties. The Brazilian Atlantic forest is one of the most diverse and threatened tropical forest in the world, and its landscapes are mainly composed by small fragments that are in some stage of recovery from past human disturbance. These second-growth fragments have an important role in carbon mitigation and biodiversity conservation. To investigate the changes during forest succession and the resilience of lowland rain forests, we established three main objectives: (i) to assess the effects of whole-tree logging forest clearance on soil properties and their dynamics; (ii) to assess the effects of stand age on tree and ant species richness and composition, aboveground and total C pool, and soil nutrients (organic C, P, Al 3+ and sum of bases) and (iii) to estimate the time secondary lowland forests take to reach the mature forests levels for each parameter. This study was conducted in old-growth and second-growth lowland rain forests from northern Espírito Santo State, Brazil. To accomplish the objective (i) we analyzed and compared soil data (pH, P, Al 3+ , K + , Ca 2+ + Mg 2+ ), collected in two moments (1978, 2017), from an old-growth forest (control) and one adjacent forest that was cleared as part of a long-term experiment performed in 1980, at the Vale Natural Reserve (Espírito Santo State, Brazil). To accomplish the objective (ii-iii) we adopted a chronosequence approach with two old-growth and 11 second-growth forests at different ages, distributed in the northern Espírito Santo and southern Bahia States, Brazil. When assessing the effects of forest clearance on soil properties, we found no significant differences between treatments for any soil component (LMM; p>0.05). Thus, both forests showed the same soil dynamic along the 39 years of interval: increasing pH (LMM; p<0.01), and decreasing Al 3+ over the years (LMM; p<0.001), and no changes in P, K + and Ca 2+ + Mg 2+ (LMM; p>0.05). This result suggest that available P, and exchangeable bases K + , Ca 2+ + Mg 2+ may be resistant to whole-tree removal. Further studies comparing our results regarding the effects of forest clearance on soil properties with the long-term tree dynamic of similar forested areas will help to clarify and understand the pattern found. Moreover, when assessing the effects of forest regeneration on forest attributes, we found positive significant relations (p<0.001) between stand age and tree species richness and composition, ant species composition and carbon pool (total and aboveground), suggesting that these parameters can be used as indicators of forest recovery. However, we found no relationship between soil properties and forest regeneration (p>0.05). This study predicts that secondary lowland rain forests would take several years (57-126 yr) to recover species richness and composition, and much longer, 188 yr to recover C pool, and that these forests are potentially sequestering 1.04 Mg C ha -1 yr -1 , thus contributing to the important ecosystem service of CO 2 sequestration. Our findings suggest that ant species richness and soils of lowland forests can be resistant to human disturbances. Finally, our results indicate that lowland second-growth forests are resilient, but it would take approximately 50 to 100 years to recover the original state of biodiversity and ecosystem functioning, evidencing that we urgently need to develop strategies for selecting areas with highest natural regeneration potential.

Orientador: Wesley Rodrigues Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T00:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bottcher_Claudia_M.pdf: 2499622 bytes, checksum: 107ad5e314e960daa61ea78d77f33e2a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente estudo investigou a variação espacial nas interações envolvendo os poneríneos Pachycondyla striata e Odontomachus chelifer e diásporos não-mirmecocóricos. O estudo foi desenvolvido em três formações florestais contínuas na Floresta Atlântica: Mata de Restinga (2-3 m acima do nível do mar), Floresta de Planície (5-30 m acima do nível do mar) e Floresta de Encosta (200-250 m acima do nível do mar) no Parque Estadual da Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. Investiguei como tais interações variam espacialmente comparando os padrões das interações formiga-diásporo, e o estabelecimento, crescimento e sobrevivência inicial de plântulas nas nossas três áreas de estudo. Possíveis causas delineando tais padrões foram examinadas (quantidade de serapilheira, penetrabilidade do solo, biomassa de frutos e artrópodes, abundância e preferência dos poneríneos). Operárias solitárias de P. striata e O. chelifer transportam diásporos para seus ninhos de maneira similar nas três áreas de estudo. Contudo, diásporos ricos em lipídeos são preferencialmente removidos por ambas as espécies. A baixa disponibilidade de artrópodes na serapilheira pode ter afetado o padrão observado, pois os poneríneos são primariamente carnívoros. Plântulas e juvenis foram mais freqüentes perto dos ninhos dessas formigas que em áreas controle sem tais ninhos em mata de restinga e em floresta de planície. O recrutamento das plântulas em ninhos de P. striata e O. chelifer foi maior que em áreas controle, sem ninho, em mata de restinga e floresta de planície, mas o mesmo não ocorreu em floresta de encosta. Este padrão pode estar relacionado às propriedades e penetrabilidade do solo, diferente para cada uma das áreas estudadas. Embora as interações entre P. striata e O. chelifer e diásporos não-mirmecocóricos ocorreram nos três ambientes estudados e envolvam uma variedade de espécies de plantas, há diferenças importantes entre as áreas. Os resultados indicaram que a interação formiga-diásporo varia no espaço com importantes conseqüências para as plantas envolvidas / Abstract: The present study investigated the spatial variation in interactions involving the ponerine ants Pachycondyla striata and Odontomachus chelifer and nonmyrmecochorous diaspores. The study was carried out at the three continuous forests formations in the Brazilian Atlantic forest: Restinga forest (2-3 m above sea level), Lowland forest (05-30 m above sea level), Hillside forest (200-250 m above sea forest) at Parque Estadual da Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. We examined how these interactions vary spatially by comparing the patterns of selected ant-diaspore interactions and establishment, growth and early survival of seedlings occurring at our three main study areas. Possible causes underlying such patterns were examined (leaf litter, soil penetrability, fruits and arthropods biomass, ponerines abundance and preference). Individual workers of P. striata and O. chelifer transport single diaspores to their nest by similar way across the three study areas. However the lipid rich diaspores were preferentially removed by both ponerine species. The low availability of leaf litter arthropods may have affected the observed pattern whereas the ponerines are primarily carnivorous. Seedlings and juveniles were more frequent close to ponerine nests than in control areas without such nests in restinga and lowland forests. The seedling recruitment in nests of P. striata and O. chelifer was greater than in control areas in restinga and lowland forests but not in hillside forest. Seedlings grew better only in nests of O. chelifer in lowland forest. This pattern may be related to soil properties and penetrability that are different between the areas. Although the interactions between P. striata and O. chelifer and nonmyrmecochorous diaspores occur at the three study areas and involve a variety of plant species at all places, there are important differences between the sites. The results indicate that ant-seed interaction vary in space with important consequences for the plants involved. / Mestrado / Mestre em Ecologia

Orientador: Paulo Sergio Moreira Carvalho de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:05:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DanieldePaiva_M.pdf: 1700157 bytes, checksum: d9180c7f3be18cfe31710dc9712539a6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Pentatomídeos são importantes pestes agrícolas que podem causar danos diretos e indiretos às plantas e à economia. Entretanto, muitos aspectos de sua biologia e ecologia em ambientes naturais ainda são desconhecidos. Este estudo apresenta informações relacionadas à biologia e ecologia do pentatomídeo Edessa rufomarginata (De Geer, 1773) sobre o pequizeiro, Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae), uma planta típica do cerrado. Fêmeas de E. rufomarginata não apresentaram cuidado maternal e ovipuseram em maior freqüência sobre plantas grandes. Entretanto, as freqüências de oviposição em plantas com botões florais/frutos não diferiram estatisticamente daquelas observadas em plantas sem tais estruturas. Ninfas de primeiro instar permanecem agrupadas e dispersam-se na planta hospedeira somente a partir do segundo ínstar. Indivíduos adultos foram mais abundantes sobre ramos maduros e novos de C. brasiliense, enquanto as ninfas foram mais abundantes sobre ramos maduros e folhas. Formigas constantemente antenavam o abdômen de ninfas de terceiro a quinto ínstar de E. rufomarginata, e por duas vezes, foram observadas consumindo seu exsudato. A interação do percevejo com inimigos naturais, como o reduvídeo Heniartes sp. também foi observada. Este é um dos primeiros estudos sobre a biologia e ecologia de E. rufomarginata em ambientes naturais, bem como um dos primeiros estudos a observar a ocorrência de interações trofobióticas destes insetos com formigas. Assim, mais estudos envolvendo este percevejo são necessários para uma melhor compreensão de sua biologia e ecologia, bem como sua interação com formigas e eventuais inimigos naturais capazes de atuar como agentes de controle biológico em ambientes agrícolas. / Abstract: Pentatomids are important crop pests that cause direct and indirect plant and economical damages. However, several biological and ecological features in natural environments remain unknown. The present study presents information concerning the biology and ecology of Edessa rufomarginata (De Geer, 1773) on C. brasiliense Camb. (Caryocaraceae), a typical plant species from the Brazilian Cerrado savanna. E. rufomarginata females did not present maternal care and preferred to laid their eggs more frequently on bigger plants. However, the oviposition frequency was not different between plants with floral buds/fruits and plants without these structures. First-instar nymphs remained aggregated and only dispersed in the second instar onwards. Adults were more abundant on mature and young stems of C. brasiliense, whereas nymphs were more abundant on mature stems and leaves. Ants frequently tapped the abdomen of E. rufomarginata nymphs with their antennae, and at least on two occasions the ants were seen consuming their honeydew. The interaction of the bug with other natural enemies, such as the predaceous reduviid Heniartes sp., was also observed. This is one of the first studies concerning the biology and ecology of E. rufomarginata in natural environments, as well as one of the first ones to observe the occurrence of trophobiotic interactions between stink bugs and ants. Therefore, further studies related to this stink bug are necessary to a better understanding of its biology and ecology, as well as its interaction with ants and natural enemies which can potentially act as agents of biological control in agricultural environments. / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Orientadores: Andre Victor Lucci Freitas, Paulo Sergio Moreira Carvalho de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:52:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kaminski_LucasAugusto_D.pdf: 5366154 bytes, checksum: ed93bc172265e9ea406a60744f12536a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Formigas constituem um dos mais proeminentes grupos de organismos terrestres em termos de diversidade, abundância relativa e biomassa animal. Sua importância se deve principalmente ao comportamento eusocial aliado a complexos sistemas de comunicação. A vegetação de áreas tropicais é rica em fontes de alimentos renováveis que induzem a visitação freqüente de formigas às plantas. Sobre a vegetação, as formigas podem atuar como predadoras e acarretar um forte efeito sobre a comunidade de insetos herbívoros. A presença de formigas sobre plantas pode afetar insetos herbívoros basicamente de duas formas: (1) limitando sua ocorrência na folhagem através de interações antagônicas (ex. agressão, predação) ou (2) propiciando espaços livres de inimigos naturais para herbívoros mirmecófilos (que mantêm associações simbióticas com formigas). Em Lepidoptera, a mirmecofilia é amplamente difundida em apenas duas famílias de borboletas (Lycaenidae e Riodinidae). Devido a grande importância da interação com formigas para a morfologia e biologia destas borboletas, acredita-se que grande parte da história evolutiva desses organismos, incluindo eventos de diversificação seja explicada pela mirmecofilia. No entanto, a maior parte da informação sobre borboletas mirmecófilas é baseada no conhecido para espécies das faunas Paleártica, Oriental e Australiana. Enquanto que a rica fauna de borboletas mirmecófilas Neotropicais permanece praticamente desconhecida. Dentre as cerca de 1.200 espécies de Lycaenidae Neotropicais, Parrhasius polibetes (Stoll) (Lepidoptera: Lycaenidae) foi reportada recentemente co-ocorrendo espaço-temporalmente com hemípteros mirmecófilos em Schefflera vinosa (Araliaceae). Neste trabalho são descritos novos aspectos relacionados à morfologia e história natural dos estágios imaturos de P. polibetes, incluindo custos da mirmecofilia, seleção de planta hospedeira, e benefícios da co-ocorrência com hemípteros trofobiontes. O ciclo de desenvolvimento de ovo a adulto é de aproximadamente 36 dias, e o estágio larval compreende quatro instares. Os ovos são depositados exclusivamente em tecidos reprodutivos (botões florais) das plantas hospedeiras. As larvas são polífagas, sendo registradas em 28 espécies em 16 famílias de plantas. A maioria da plantas hospedeiras de P. polibetes (78.57%) apresenta algum tipo de fonte de alimento líquido que promovem a visitação por formigas, sejam nectários extraflorais e/ou hemípteros produtores de exudatos. A partir do terceiro instar, as larvas são atendidas facultativamente por mais de quinze espécies de formigas em três subfamílias (Formicinae, Myrmicinae e Ectatomminae), principalmente formigas do gênero Camponotus Mayr. Assim como em outros Lycaenidae, as interações entre larvas e formigas são mediadas principalmente por uma glândula especializada (dorsal nectar organ) no sétimo segmento abdominal que produz recompensas calóricas para as formigas. Nesse sentido, é esperado que a produção dessas secreções acarrete em custos para as larvas. Para P. polibetes, é demonstrado que as formigas Camponotus crassus e Camponotus melanoticus apresentam diferentes intensidades de atendimento. C. melanoticus atende mais intensamente as larvas que C. crassus em condições de laboratório. Por sua vez, essa diferença pode acarretar em diferentes custos para as larvas. Por exemplo, quando atendidas por C. melanoticus demoram mais tempo para empupar. No entanto, o peso pupal e o tamanho dos adultos não são afetados pela diferença de atendimento, sugerindo que P. polibetes possui mecanismos compensatórios para minimizar os custos da mirmecofilia. Esta é a primeira demonstração de que diferenças específicas de intensidade de atendimento podem afetar parâmetros de desempenho de um inseto trofobionte. Em campo, é demonstrado através de experimentos pareados que o padrão previamente detectado de co-ocorrência espacial entre larvas de P. polibetes e hemípteros mirmecófilos é provocado por dois fatores: 1) fêmeas são capazes de detectar e ovipositar em plantas com associação membracídeos-formigas; 2) larvas que se desenvolvem perto da associação membracídeos-formigas sobrevivem melhor que larvas em plantas sem associação. Tal efeito ocorre porque a presença da interação entre membracídeos e formigas reduz a abundância de potenciais inimigos naturais das larvas (aranhas e vespas parasitóides). Além disso, as larvas são mais facilmente encontradas e atendidas pelas formigas que são recrutadas pelos membracídeos. Ou seja, a presença da associação membracídeos-formigas gera um "espaço livre de inimigos" sobre a planta hospedeira, que é explorado por P. polibetes. Esses resultados mostram que o enfoque tradicional no estudo de mutualismo, baseado em pares de espécies, é inapropriado para entender as pressões seletivas operando em sistemas multitróficos / Abstract: Ants are one of the most prominent groups of terrestrial organisms in terms of diversity, relative abundance and biomass. Their importance is due primarily to eusocial behavior combined with complex communication systems. Tropical foliage is rich in renewable feeding sources that promote ant foraging. As some of the most important predators on plants, ants strongly affect the herbivorous insects. The presence of ants on foliages may affect herbivores by two ways: (1) decreasing herbivore individual numbers due to antagonistic interactions (e.g., aggressiveness, predation); (2) providing an enemy-free space for myrmecophilous herbivores (i.e. those living in close associations with ants). The symbiotic interaction between Lepidoptera and ants is widespread but only among two butterfly families (Lycaenidae and Riodinidae). Due to the great importance of myrmecophily for the morphology and biology of these butterflies, it is supposed that much of the evolutionary history of organisms, including diversification, would be explained by their interactions with ants. However, most of the knowledge about the evolutionary ecology of lycaenids is based on studies of well known Palaearctic, Oriental, and Australian species while little is known about the rich Neotropical fauna, which contains nearly 1,200 species. Larvae of Parrhasius polibetes (Stoll) (Lepidoptera: Lycaenidae) co-occur spatially and temporally with honeydew-producing hemipterans on the host plant Schefflera vinosa (Araliaceae). This study describes new aspects of morphology and natural history of immature stages of P. polibetes, including costs of myrmecophily, host plant selection, and benefits of co-occurrence with hemipteran trophobionts. The development cycle from egg to adult is approximately 36 days, and includes four larval instars. The eggs are laid exclusively on reproductive tissues (flower buds) of the host plants. The larvae are polyphagous, and have already been recorded on 28 plant species from 16 families. Most of the observed host plants of P. polibetes present some kind of liquid reward potentially used by ants (78.57%), either honeydew-producing hemipterans and/or extrafloral nectaries. From the third instar on, the larvae are facultatively tended by more than fifteen ants species in three subfamilies (Formicinae, Myrmicinae, and Ectatomminae), especially ants of the genus Camponotus Mayr. As in other Lycaenidae, interactions between larvae and ants are mediated by a specialized gland (dorsal nectar organ) on the seventh abdominal segment, which produces caloric liquid rewards for ants. Therefore it is expected that the production of these secretions entail costs for the larvae. For P. polibetes, it is shown that Camponotus crassus and Camponotus melanoticus ants differ in the intensity of tending levels to larvae, with C. melanoticus presenting increased tending rates compared to C. crassus. This difference can lead to different costs for the larvae. For instance when tended by C. melanoticus, larvae take longer to pupate. However, the pupal weight and size of adults are not affected by ant tending, suggesting that P. polibetes has compensatory mechanisms to minimize the costs of myrmecophily. This is the first demonstration that specific differences in ant tending may affect performance parameters in an insect trophobiont. In the field, experiments involving the manipulation of ant-treehopper associations on host plants demonstrated that the spatial co-occurrence between P. polibetes caterpillars and honeydew-producing hemipterans is caused by two factors: 1) females are able to detect ant-treehopper associations on foliage before oviposition, and lay eggs in their vicinity; 2) larvae that develop near ant-tended treehoppers survive better than larvae on plants without such association. This effect occurs because the presence of ant-treehopper associations reduces the abundance of potential natural enemies (spiders and parasitoid wasps) of the caterpillars. Moreover, the larvae are more easily found by prospective tending ants that are recruited to nearby honeydew-producing treehoppers. That is, the presence of ant-treehopper associations creates an "enemy-free space" on the host plant, which is exploited by P. polibetes. These results show that a traditional pairwise approach is obviously inappropriate to assess the selective pressures operating within such multi-species systems / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

Orientador: Jose Roberto Trigo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T21:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_MarcelaFernandes_M.pdf: 1168577 bytes, checksum: 50668e658835e5ddf79a806596992a18 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Formigas podem exercer um efeito positivo ou negativo na aptidão das plantas com as quais inferagem, dependendo de suas relações com herbívoros, polinizadores e dispersores de sementes. Uma notável característica das interações entre formigas e plantas é a alta freqüência com a qual essas interações são mutualísticas. O suposto beneficio dessas interações é que a aptidão da planta pode ser aumentada indiretamente, já que uma redução na taxa de herbivoria significa uma maior produção de sementes, ou diretamente, através de redução da predação de sementes. Mas será que as plantas realmente se beneficiam da presença dos insetos que atraem?Apesar de alguns estudos terem encontrado beneficios para a planta, há aqueles que indicam o oposto, como os casos em que polinizadores e dispersores de sémentes evitam flores e frutosdevido à presença de formigas. O legado evolutivo das interações entre plantas, herbívoros e formigas é o aparecimento de novas estruturas em plantas. Crotalaria pallida é uma planta muito visitada por formigas devido à presença de nectários extraflorais (NEFs), glândulas produtoras de açúcar sem relação direta com polinização. Superficialmente, pode parecer que as conseqüências para a planta das suas relações com seus herbívoros sejam necessariamente contrárias às conseqüências para o herbívoro. Por outro lado, uma observação mais.cautélosa revela que alguns mecanismos que produzem efeitos negativos no herbívoro não levam automaticamente a um beneficio da planta. Sendo assim, este estudo visa avaliar a relação custo-beneficio da visitação por formigas em C. pallida através de sua aptidão na presença e ausência de formigas, assim como de observações de campo de interações destas plantas com vespas. As taxas de ganho de biomassa e de herbivoria, assim como a produção de flores, vagens e sementes, bem como o peso das sementes não diferiram estatisticamente entre indivíduos de C. pallida com e sem formigas. Por outro lado, o ataque às vagens foi significativamente menor nos indivíduos de C. allida em que as formigas foram excluídas, e a sobrevivência destas plantas foi maior, em comparação com as plantas que foram visitadas normalmente por formigas. Um experimento de campo indicou que a predação de larvas não parece ser influenciada pela presença de vespas, mas apenas por formigas. Por outro lado, durante observações de campo todas as vespas que visitaram racemos de C. pallida foram influenciadas pela Presença de formigas, sendo que algumas reduziram seu tempo de visitação e outras deixaram o racemo após o encontro com formigas. Assim, os resultados obtidos através dos experimentos e observações de campo sugerem que as formigas não afetam a aptidão de C. pallida, pelo menos não nas condições encontradas na área de estudo deste trabalho / Abstract: Ants may have a positive or negative effect on the fitness of the plants with which they interact, depending on its relationship with herbivores, pollinators and seed dispersers. A remarkable characteristic of the interactions between ants and plants is the high frequency with which they are mutualistic. The supposed benefit of these interactions is that the plant fitness may be enhanced indirectly, since herbivory reduction means larger seed production, or direct1y, by reduction on seed predation. But do plants really benefit from the presence of the insects they attract? Despite some studies have found benefits to the plant, there are some that indicate the opposite, like those cases in which pollinators and seed dispersers avoid flowers and fruits due to ant attendance. The evolutive legacy of the interactions between plants, herbivores and ants is the appearance of new plant structures. Crotalaria pallida is a plant highly attended by ants because of its extrafloral nectaries (EFNs), su gar-producing glands with no pollination relationship, located on the base of each flower or pod. Superficially, it may seem that the consequences of the plant relationship with its herbivores are necessar~ly opposed to the consequences to the herbivore. On the other hand, a cautious observation reveals that some mechanisms ;that produce negative effects on the herbivore not automatically lead to a benefit for the plant. Therefor, this work aim to evaluate the magnitude of the costs and benefits of ant attendance to the EFN s of C. pallida on the protection against phytophagous insects, by estimating its fitness in the presence and absence of ants, as well as using field observations of the interactions of these plants with wasps. The rates of biomass gain and herbivory, likewise the flower, pod and seed production, and also seed weight didn't differ significantly between ant-attended and non ant-attended C. pallida plants. As opposed to this, the pod attack was significant1y lower in C. pallida plants not attended by ants, and the survival of these plants was higher, in comparison to the ant-attended plants. A field experiment indicated that larvae predation don't seem to be in:t1uenced by the presence of wasps, but only by ant attendance. On the other hand, during field observations all the wasps visiting C. pallida pods were affected by ant attendance, and some of them reduced its visitation time while others left the pod after meeting an ant. 80, the results we got with the experiments and field observations suggest that the ants don't affect C. pallida fitness, at least not under the conditions found in the area where this work took place / Mestrado / Mestre em Ecologia

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucca Zamboni.pdf: 861341 bytes, checksum: 140f5571ef3e3bfdab49cd1cb7cecfff (MD5) Previous issue date: 2007-03-19 / Ant colonies can be considered a multi-agent system, where each agent (ant) works independently by simple rules. Algorithms based on the behavior of ant colonies have been used to solve optimization problems, because in the search for food ants tend to create the shortest (optimum) path between the nest and the food source. In this work, ant inspired algorithms are used in the optimization of the topology of electric energy distribution networks. The algorithm performance is investigated in function of its parameter values. Experiments in hypothetical and actual distribution systems are performed. / Colônias de formigas podem ser consideradas um sistema multi-agente, em que cada agente (formiga) opera independentemente por regras simples. Algoritmos baseados no comportamento de colônias de formigas têm sido usados para resolver problemas de otimização, pois, na procura por alimento, as formigas tendem a estabelecer a rota mais curta (ótima) entre o formigueiro e a fonte de alimento. Neste trabalho, usam-se algoritmos inspirados em formigas na otimização da topologia de circuitos de distribuição de energia elétrica. O desempenho do algoritmo é investigado em função dos valores dos seus parâmetros. Realizam-se experimentos em sistemas de distribuição hipotéticos e realistas.

Com o objetivo de investigar a influência da elevação topográfica na distribuição da fauna mirmecológica da serapilheira e de verificar se há um padrão de riqueza para o gradiente investigado, estudei a distribuição das formigas ao longo de um gradiente elevacional no Núcleo Picinguaba do Parque Estadual da Serra do Mar, Ubatuba, SP. Para isso, adotei seis faixas elevacionais (50, 200, 400, 600, 800 e 1000 metros) na costa leste dos Morros do Corisco e do Cuscuzeiro, coletando 20 amostras de 1 m2 de serapilheira em cada uma delas ao longo de dois transectos de 225 m cada e medindo a espessura de cada amostra. As 120 amostras foram submetidas ao extrator mini-Winkler para retirada das formigas. A riqueza observada em todo o gradiente foi de 176 espécies e a estimada (N= 206, dp= 5,17) foi calculada utilizando os índices mais indicados pela literatura, relacionando a riqueza observada à variação elevacional e à espessura da serapilheira através de modelos regressivos. O padrão de riqueza observado apresentou um pico na faixa intermediária do gradiente (cota de 400 metros), com 103 espécies, sendo testada a hipótese do domínio médio para explicar sua distribuição. Através deste teste pude constatar que a distribuição é influenciada por processos estocásticos e fatores bióticos e/ou abióticos. Para verificar se houve variação da fauna ao longo do gradiente apliquei índices de dissimilaridade adequados para o tipo de dados, correlacionando os resultados obtidos com a variação elevacional através do teste de Mantel. Além disso, utilizei a análise de correspondência destendenciada (DCA) para entender como a comunidade mirmecológica em questão está estruturada. As análises de dissimilaridade e o teste de Mantel mostraram que a fauna variou significativamente ao longo do gradiente. Por sua vez, a análise de DCA indicou que a substituição acontece de forma gradual ao longo do gradiente elevacional com a distinção de duas assembléias, uma nas áreas baixas e a outra nas áreas altas, ligadas por um continuum entre elas. Além disso, verifiquei o comportamento da riqueza de espécies exclusivas de cada faixa elevacional para entender a dinâmica da comunidade, utilizando um modelo de regressão. A riqueza dessas espécies foi maior nas extremidades do gradiente, principalmente, na cota de 1000 metros, onde a área é menor, e menor nas faixas intermediárias (200 e 400 metros), onde as estimativas de riqueza foram maiores. Considerando os resultados obtidos, sugiro que os fatores bióticos têm papel preponderante na distribuição das espécies e na definição do padrão de riqueza. Entretanto, a influência de tais fatores só poderá ser avaliada com o estudo da estrutura de guildas de formigas ao longo do gradiente elevacional. / Aiming to investigate the influence of the elevation in topography on the myrmecological leaf litter fauna and to verify if there is a richness pattern for the investigated gradient, I studied the distribution of these ants along an elevational gradient in the Núcleo Picinguaba of the Serra do Mar State Park, Ubatuba, SP. For this, I adopted six elevational bands (50, 200, 400, 600, 800 and 1000 meters) at the Eastern coast of the Corisco and Cuzcuzeiro mountains, where I collected 20 1 m2 leaf litter samples at each band along two transect of 225 m each and measured the leaf litter depth of each sample. The 120 samples were submitted to mini-Winkler extractors to remove of the ants. The observed richness in the whole gradient was 176 species and the estimated richness (N = 206; sd = 5,17) was calculated with the best index according the literature, relating observed richness to the elevational variation and to the leaf litter depth using regressive models. The observed richness pattern revealed a peak at the mid-elevational band of the gradient (400 meters quota) with 103 species; the mid-domain effect theory being tested to explain the species distribution. The results indicate that the distribution is influenced by stochastic processes and/or biotic or abiotic factors. To verify if there is variation on the ant fauna along the gradient, I applied the appropriate dissimilarity index for the data types, correlating the obtained results with the elevational variation using the Mantel test. Moreover, I used a detrended correspondence analysis (DCA) to understand how the myrmecological community in question is structured. The dissimilarity analysis and the Mantel test showed that the fauna changed significantly along the gradient. However, the DCA indicated a gradual substitution along the elevational gradient with two distinct assemblages, one in the lower zone and other in the upper zone, with a continuum between them. Furthermore, I verified the presence of exclusive species at each elevational band to understand the dynamics of the community, using a regressive model. The richness of these exclusive species was greatest at the extremities of the gradient, mainly at the 1000 meters quota, where the area is smaller; and it was smallest at the mid-elevations (200 and 400 meters), where the richness estimatives were greater. Considering the obtained results, I suggest that the biotic factors have a preponderant role in the species distribution and in the definition of the richness pattern. However, the influence of these factors may be only evaluated with the study of the ant guilds structure along the elevational gradient.