In tropical forest systems, attine ants are the dominant herbivores. They construct large nest structures that include foraging trails that extend to multiple plant sources throughout the forest. These foraging areas vary from nest to nest and they are highly dynamic over time and season changes. It was expected that characteristics of both the nest structure and the surrounding environment would affect the size of nest foraging areas. In this study, COMPASS survey software and ArcGIS were used to map the foraging trails and calculate the foraging areas of 12 attine ant nests located on the Firestone Reserve, over the course of 6 weeks. Data collected at the ant nest sites on nest area, flow rate, trail number and neighboring nest proximity were combined with data collected from previous studies on soil pH and light fractions in order to test correlation hypotheses between these factors and foraging area. The mean foraging areas differed significantly from each other and significant correlations were found between foraging area and trail number, flow rate, neighbor distance and soil pH. Understanding foraging behavior of attine ants is important in the field of restoration ecology because these ants are important in determining overall structure and nutrient distribution in tropical forests.

As formigas cortadeiras coletam material vegetal para cultivar um fungo simbionte utilizado como fonte de alimento. Colônias de formigas agricultoras podem ser atacadas por micro-organismos invasores e, para proteção do ninho, as formigas se associaram com bactérias produtoras de antibióticos. O objetivo desse trabalho foi estudar os produtos naturais produzidos por micro-organismos associados aos ninhos da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa. Formigas e amostras dos jardins foram lavadas com solução aquosa estéril e bactérias dos gêneros Serratia, Pseudonocardia e Burkholderia foram isoladas em meio ágar ISP-2 e quitina. A bactéria Serratia marcescens 3B2 produz as substâncias 3-etil-2,5-dimetil-pirazina e 2,5-dimetil-pirazina, que são componentes do feromônio de trilha das formigas Atta sexdens rubropilosa, e ácido indol-3-acético e ácido fenilacético, que são encontrados nas glândulas metapleurais dessas formigas. O genoma dessa bactéria foi sequenciado e os antibióticos andrimide, oocidina e serratamolide foram identificados por genome mining e desreplicação dos extratos. Os estudos biossintéticos da 3-etil-2,5-dimetil-pirazina e 2,5-dimetil-pirazina utilizando precursores isotopicamente marcados revelaram que o aminoácido L-treonina é precursor biossintético dessas substâncias. Bactérias Pseudonocardia spp., isoladas das formigas e jardins do fungo simbionte, inibiram o crescimento do fungo Escovopsis sp., que é parasita dos jardins cultivados pelas formigas. O extrato em acetato de etila da bactéria Pseudonocardia sp. 1B7 foi submetido ao isolamento monitorado pela atividade antifúngica, o que levou a identificação do ácido indol-3-acético como responsável pela inibição observada. O ácido indol-3-acético inibiu seletivamente o crescimento de esporos de cinco linhagens de Escovopsis spp. e não foi ativo contra o fungo cultivado como alimento pelas formigas, Leucoagaricus gongylophorus. O genoma da bactéria Pseudonocardia sp. 1B7 foi sequenciado e a biossíntese do ácido indol-3-acético foi determinada como dependente do aminoácido L-triptofano. A bactéria Burkholderia sp. JB2, isolada do jardim fúngico, produz o antibiótico tropolone, que apresenta elevada atividade inibitória frente ao fungo Escovopsis sp. devido a privação de ferro. Análises de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os jardins do fungo simbionte estão encobertos por uma camada resistente a água, que aparenta estar relacionada com a proteção dos jardins. O fungo entomopatogênico Aspergillus nomius ASR3 foi isolado de uma rainha morta de Atta sexdens rubropilosa e as aflatoxinas B1 e G1 foram produzidas por esse fungo em condições laboratoriais e na formiga de onde foi isolado. Os resultados obtidos destacam a importância de metabólitos produzidos pela microbiota bacteriana para a defesa e comunicação das formigas. O conhecimento gerado pode servir de inspiração no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas e formas de controle das formigas cortadeiras que sejam menos prejudiciais ao meio ambiente / Leaf-cutter ants collect plant material to cultivate their food source, a symbiotic fungus. Their colonies can be attacked by invading microorganisms and the ants have associated with protective antibiotic-producing bacteria. This work aimed to study the natural products produced by microorganisms associated with nests of the leaf-cutter ant Atta sexdens rubropilosa. Ants and fungal garden samples were washed with sterile aqueous solution and bacteria of the genera Serratia, Pseudonocardia and Burkholderia were isolated using ISP-2 and chitin agar plates. Serratia marcescens 3B2 produces 3-ethyl-2,5-dimethyl-pyrazine and 2,5-dimethyl-pyrazine, which are components of the ant trail pheromone, and the components of the metapleural glands secretions indole-3-acetic acid and phenylacetic acid were also produced by this strain. Serratia marcescens 3B2 genome was sequenced and the production of the antibiotics andrimid, oocydin A and serratamolide were identified by genome mining and dereplication of the crude extracts. Isotope labeling experiments have revealed that the amino acid L-threonine is the biossyntetic precursor of 2,5-dimethylpyrazine and 3-ethyl-2,5-dimethylpyrazine. Pseudonocardia spp., isolated from the ants and fungal garden, inhibited the growth of the fungus Escovopsis sp., a specialized fungal garden parasite. A bioassay-guided isolation of the Pseudonocardia sp. 1B7 ethyl acetate extract revealed indole-3-acetic acid as the active compound. This natural product selectively inhibited the spores growth of five Escovopsis spp. strains and it was not active against the fungal cultivar Leucoagaricus gongylophorus. Isotope feeding experiments and whole-genome sequencing of Pseudonocardia sp. 1B7 indicated that indole-3-acetic acid is biosynthesized by L-tryptophan dependent pathway. Burkholderia sp. JB2 was isolated from the fungal garden and it produces the antibiotic tropolone, which inhibits the Escovopsis sp. growth by iron privation. The fungal gardens produce a water-resistant layer that seems to be related to the garden protection, as evidenced by scanning electron microscopy analysis. The entomopathogenic fungus Aspergillus nomius ASR3 was isolated from a dead Atta sexdens rubropilosa queen and the aflatoxins B1 and G1 were produced by this fungus in laboratory and natural conditions. The results highlight the importance of bacterial microbiota for the defense and communication of Atta sexdens rubropilosa. These results could contribute for future development of new therapeutic strategies and environmentally friendly techniques to control leaf-cutter ants

As colônias de saúvas e o ambiente em que vivem são sistemas de dinâmica independente, variável e, ainda assim, interativos. Nesse sentido, frente às demandas flexíveis do ambiente, as tarefas que uma colônia deve executar devem ser acompanhadas da flexibilidade comportamental necessária. Para isso, a transmissão de informação, seja para forragear ou explorar novas áreas, deve ocorrer. Dentro deste contexto, o trabalho investigou em formigas do gênero Atta sexdens rubropilosa, o comportamento em um labirinto em Y. Foi observado um conjunto de comportamentos em duas condições experimentais: (1) com o corredor de acesso anterior à bifurcação do labirinto em Y marcado com feromônio e (2) corredor de acesso anterior à bifurcação do labirinto em Y não marcado com feromônio. Em ambos os casos um dos braços sempre estava marcado por feromônio e levava para a bandeja com folhas e outro não estava marcado e levava para uma bandeja sem folhas. Foi medido o fluxo em cada lado do braço após o Y, o número de formigas que permaneciam nas bandejas, o número de encontros de cabeça entre as formigas e o momento em que houve o primeiro transporte de folha. Observou-se o efeito no fluxo de formigas no labirinto entre as condições (1) e (2), e escolha do braço com e sem feromônio. Em uma ANOVA, comparando a permanência dos indivíduos antes e depois do primeiro transporte de folha encontrou-se efeito no braço (com x sem feromônio), e de interação entre lado (com x sem feromônio) e momento (antes x depois do transporte da primeira folha), e no número de encontros das formigas. Foi possível observar que: (1) as formigas que se engajaram na atividade de exploração do trecho limpo do corredor de acesso à bifurcação não alteraram a composição comportamental das formigas que passaram por ele, reforçando que o limiar exploratório naquela condição, de todas as formigas, parece não diferir; (2) a dinâmica de transmissão de informação nas áreas com e sem feromônio foram distintas e ocorreram de forma dinâmica. O transporte da primeira folha (3) atuou como um sinalizador da atividade que deveria ser priorizada naquele momento e a partir dele, havendo um maior fluxo, permanência e engajamento na atividade de forrageamento. Isso parece reforçar a concepção que mais que apenas entender como as formigas agem coletivamente na solução de um problema, é necessário compreender como coletivamente elas estabelecem os mecanismos de seleção de tarefas em condições que há tarefas concorrentes / The leaf-cutter ants colony and the enviromento in which they live are dinamically independent systems, variable and interactive. In this sense, opposite the flexible demands of the environment, the tasks a colony must perform could be accompanied by required behavioral flexibility. For this, the information transmission, whether to forager or explorer new area, it should occur. Within this context, this research investigated in leaf-cutter ants of the genus Atta, the behavior in a Y maze. The behavior was observed in two experimental conditions: (1) the previous access marked with pheromone to the bifurcation in the Y maze. (2) the previous access to the bifurcation in the Y maze without pheromone. In both cases one branch was always marked by pheromone and it led to the leaves box and other branch was unmarked and it led for a box without leaves. The flow was measured on each branch after the Y maze, the number of ants that remained in the trays was counted, the number of head-on encounter was counted and the moment the first leaf was transport. The effect on the ants flow was observed among the conditions (1) and (2). And the choose the branch without or with pheromone was encountered effect. In an ANOVA comparing the individuals permanence before and after the first leaf transported was observed effect on the arm (with X without pheromone), and interaction among branch side (with X without pheromone) and time (before X after the first leaf transported), and the number of head-on encounters. It was observed: (1) the ants engaged in exploration activity clean stretch of the previous acess to the bifurcation did not alter the behavioral composition of the others that passed there. It reinforcing the exploratory threshold in that condition, to all ants does not seem to differ; (2) the dynamics of information transmission in areas with and without pheromone were distinct and occurred dynamically. The first leaf transported (3) served as a marker of activity that should be prioritized at the moment and from there, with a greater flow permanence and engagement in foraging activity. This seems to reinforce the concept that more than just understanding how ants act collectively to solve a problem, it is necessary to understand how collectively they establish mechanisms for task selection in conditions that no competing tasks

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV07MA019.pdf: 983013 bytes, checksum: af67f91f15946eb87d559e480ef2fc06 (MD5) Previous issue date: 2007-12-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The increasing of insect epidemics in the agro-ecosystem is due to ecologucal perturbations like reduction in biodiversity and improverishment of soils. Ant s species of the genus Acromyrmex and Atta can become importante pest, requiring frequente interventions for their control, usually done by toxicant baits that presente side effects. In this work, it was studied the management of the leaf cutter ants through out techniques of low cost and less environmental impact by using homeopathic/phytoterapic preparations. Etiological data, sepcies assessment and ethnic considerations were evaluated as well. Theresearch work was carried out in the Planalto Serrano /catarinense region. The effectiveness of homeopathic/phytoterapic preparations was evaluated in field conditions. For that, two independente experiments in randomized blocks design were installed considering block as local effect. The treatments forAcromyrmrx ants were: triturated ant nosode, triturade fungus colony nosode, softened of ant s nosode, softned fungus colony nosode, homeopathy Belladonna, homeopathic water, nem bait, sesame bait, placebo, and without intervention. For the experimente with Atta ants, the treatments were: triturated and nosode, softned ant nosode, homeopathy Belladonna, homeopathic water, nem bait, sesame bait, placebo, and without intervention. All the homeopathic preparations were applied in the thirtieth centesimal hahnemanniana dilution (30CH), made accordingto Farmacopéia Homeopática Brrasileira (1977). The phytoterapy baits were obtained by the mixture of wheat flour, flour of sesame or neem oil and water, in the proportion 2:2:1. Placebo baits were made by wheat flour and water. The identification of species of leaf cutter ants was done from 60 anthills of the genus Acromyrmex and 40 anthills of the genus Atta. Ethnology studies were from three anthills of both genus, Atta and Acromyrmex. Observations of beavior forage preference were taken along the year, in one day per month for each two hours during a period of 24 hours. The ethno-entomology studies were done through out a qualitative and quantitative questionnaire applied to Family farms regarding the man s perceptions in diferente production systems, organic, in transition, and conventional systems. The questions approached the characteristics of the production system; period in the activity; identification and knowledge on natural methods of control among others. The analysis of data showed that the phytoterapy baits, and the homeopathic preparations reduced the total acrivities and forage acrtivity of Acromyrmex and Atta as well. The total and forage activities were vairable during the year, for both genus Atta and Acromyrmex, being dependente of the temperature conditions and relative humidity of the air. The taxonomiv studies revealed that in the genus Acromyrmex the most frequente species were Acromyrmex laticeps, Acromyrmex heyeri, Acromyrmex. A. coronata and A. lundi are considered species rare in this region. The genus Atta presented the specie Atta sexdens piriventris. According to tyhe farmers interviewees the ants represent importante cause of damages to the crops and their control has been made mostly by toxicant baits. The homeopathic preparations showed importante tool for the control to both genus of leaf cutter ants. The best bait was homeopathic preparation based on ants. Neem Baits and sesame bait affected also the behavior on both genus of leaf cutter ants / A proliferação epidêmica de insetos no agroecossistema é sintoma de desequilíbrio, associado à redução da biodiversidade e empobrecimento dos solos. Formigas dos gêneros Acromyrmex spp. e Atta spp. podem se tornar importantes pragas, requerendo intervenções freqüentes, normalmente realizadas por iscas tóxicas de alto poder residual. Neste trabalho estudou-se o controle de formigas cortadeiras, através de técnicas de baixo custo e impacto ambiental pela utilização de preparados homeopáticos e iscas fitoterápicas. Adicionalmente, coletaram-se dados etológicos, identificação de espécies ocorrentes e considerações étnicas em propriedades familiares da região do Planalto Serrano Catarinense. A eficácia dos preparados homeopáticos e fitoterápicos foram avaliadas a campo em dois experimentos independentes, delineamento em blocos ao acaso, separados por tempo e local. Os tratamentos para o experimento com formigas Acromyrmex spp. foram: nosódio triturado de formigas, nosódio triturado do cultivo fúngico, nosódio macerado de formigas, nosódio macerado do cultivo fúngico, homeopatia Belladonna, água dinamizada, isca de nim, isca de gergelim, placebo e sem intervenção, como testemunha. Para o experimento com formigas do gênero Atta os tratamentos constaram de: nosódio triturado de formiga, nosódio macerado de formiga, homeopatia Belladonna, água dinamizada, isca de nim, isca de gergelim, placebo e sem intervenção. Todos os preparados homeopáticos foram aplicados na trigésima diluição centesimal hahnemanniana (30CH), obtidos segundo a Farmacopéia Homeopática Brasileira (1997). As iscas fitoterápicas foram obtidas pela mistura de farinha de trigo, farinha de gergelim/ou óleo de nim e água, na proporção 2:2:1. Para isca placebo utilizou-se farinha de trigo e água. Foi realizada a identificação de espécies de formigas cortadeiras em 60 formigueiros para o gênero Acromyrmex e 40 formigueiros para o gênero Atta. Para o estudo de etologia foram marcados três formigueiros de ambos os gêneros, Atta e Acromyrmex. Observações foram feitas quanto ao comportamento e preferência por espécies de vegetais forrageadas ao longo do ano, por um período de 24 horas, para cada mês/época avaliada. Para o estudo etnoentomológico foi aplicado um questionário qualitativo e quantitativo referente ao envolvimento do homem com a formiga cortadeira em diferentes sistemas de produção, orgânico, de transição e convencional. As questões abordaram os tópicos: características do sistema de produção; período na atividade; identificação e conhecimento sobre métodos naturais de controle. A análise dos resultados mostrou que as iscas fitoterápicas, e os preparados homeopáticos reduziram as atividades total e forrageira para ambos os gêneros, Acromyrmex e Atta, respectivamente a partir do terceiro e sétimo dia consecutivo de aplicação para ambas atividades. O comportamento de ambos os gêneros Atta e Acromyrmex, para as atividades total e forrageira foram variáveis ao longo ano, sendo dependente das condições de temperatura e umidade relativa diária. Os estudos taxonômicos revelaram que no gênero Acromyrmex, predominaram as espécies Acromyrmex laticeps, Acromyrmex heyeri, Acromyrmex coronatus e Acromyrmex lundi, sendo as duas últimas espécies consideradas de ocorrência rara na região. O gênero Atta apresentou uma única espécie Atta sexdens piriventris. Segundo os agricultores entrevistados as formigas representam a maioria dos danos gerados nas culturas, e o seu controle, na maioria das vezes é realizado por iscas tóxicas. Os preparados homeopáticos mostraram ser uma importante ferramenta para o controle das atividades total e forrageira, para ambos os gêneros de formigas cortadeiras, com destaque para preparado homeopático nosódio de formigas. Iscas fitoterápicas de nim e gergelim afetaram o comportamento de ambos os gêneros de formigas cortadeiras.

Formigas são insetos eusociais intensamente dependentes da comunicação química, possuindo características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas a um estilo de vida circundado por mensagens químicas. Esta peculiaridade olfativa do ponto de vista biológico, reflete nos padrões altamente polimórficos encontrados nas colônias dos grupos mais derivados, como as formigas cortadeiras (Attini). Assim, as castas e sub castas encontradas nos ninhos de formigas do gênero Atta, possuiriam características, como os órgãos olfativos e a sensibilidade eletrofisiológica, variáveis de acordo com seus tamanhos corpóreos e funções exercidas na colônia. Portanto, haveria uma correlação direta ou indireta do tamanho das formigas, os perfis comportamentais e comunicação química nessas espécies. Essa relação poderia ser vista em diversas atividades, como a limpeza entre os indivíduos e a troca de alimentos via oral. Dessa forma, a presente tese foca na interação entre o polimorfismo, polietismo e comunicação química nas formigas de Atta sexdens. Ainda descreve a participação das operárias e rainha nos comportamentos de grooming e trofalaxia, ligando-os à possível função de dispersão de hidrocarbonetos de cutícula na colônia. A tese esta dividida em quatro capítulos. O Capítulo 1, compreendeu uma introdução dos conhecimentos abordados em toda tese, e as linhas gerais do trabalho. No Capítulo 2, foi realizado uma descrição quantitativa e qualitativa das sensilas em todas as castas e sub castas encontradas em ninhos de A. sexdens. Os resultados indicaram que esses órgãos sensoriais variaram de acordo com os padrões polimórficos e perfis etológicos. O Capítulo 3 abordou as respostas eletrofisiológicas da antenas a diferentes feromônios, comparando todos os grupos polimórficos de A. sexdens. Foram observados neste caso, similaridades e discrepâncias na sensibilidade aos conteúdos das glândulas de veneno, Dufour e mandibular entre as sub castas (jardineiras, generalistas, forrageiras e soldados), e também entre os machos e rainhas, possibilitando a correlação com as atividades que exercem no ninho. No Capítulo 4 investigou-se a participação de cada tipo de operárias de A. sexdens nos comportamentos de trofalaxia, allogrooming e self-grooming, relacionando-os com a presença da rainha dentro da câmara. Adicionalmente, frente aos resultados, as diferentes ações das sub castas nesses comportamentos puderam ser associadas à possível importância da limpeza e troca de alimentos na dispersão de compostos de reconhecimento e formadores do gestalt químico da colônia. Estes resultados, contribuem para uma melhor compreensão do complexo cenário sustentado pela eusocialidade, ecologia química, percepção olfativa e comportamento nas formigas cortadeiras. / Ants are eusocial insects intensely dependent on chemical communication. They have morphological, biochemical, physiological and behavioral features adapted to a life surrounded by many molecules messages. Furthermore, each olfactory peculiarity in any of the biological level mentioned above, reflects on the highly polymorphic patterns found in the colonies of the most derived groups, as the leaf cutter ants (Attini). Thus, the castes and sub castes of Atta ants, would have characteristics, as olfactory organs and electrophysiological sensibility, that vary following the body sizes and tasks performed in the colonies. Therefore, it would have a direct or indirect correlation among the sizes of the ants, their ethological profiles and the chemical communication in these species. This relation could be seen over different activities, as the grooming and oral trophallaxis. In this way, this thesis focus in the interaction among the polymorphism, polyethism and chemical communication in Atta sexdens. It still describes the participation of workers and queen in grooming and trophallaxis, linking them to a possible role in cuticular hydrocarbon dispersion over the colony. The thesis is divided in four chapters. In the Chapter 1, it is presented an introduction to the knowledge explored in all thesis, and also its outline. In the Chapter 2, there is a quantitative and qualitative description of sensilla from all castes and sub castes of A. sexdens, showing that these sensory organs vary following the polymorphic patterns and ethological profiles. The Chapter 3 explores the differences in the antennae electrophysiological responses to three pheromones, comparing them with all polymorphic groups of A. sexdens. The results demonstrate similarities and discrepancies in the sensibility to the contents of poison, Dufour and mandibular glands among the sub castes (gardeners, generalists, foragers and soldiers), and also between males and queens, enabling a correlation with their tasks. In the Chapter 4, it is investigated the roles of each type of A. sexdens workers in the trophallaxis, allogrooming and self-grooming behaviors, relating them with the queen presence. Additionally, and based in the results, the different roles of the sub castes can be associated to a possible action of grooming and trophallaxis in the dispersion of intraspecific recognition molecules and in the formation of a colony chemical gestalt. All results and discussion distributed along the thesis, therefore, contribute to a better understanding of a complex scenario, supported by the eusociality, chemical ecology, olfactory perception and behavior of the leaf cutter ants.

Formigas são insetos eusociais intensamente dependentes da comunicação química, possuindo características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas a um estilo de vida circundado por mensagens químicas. Esta peculiaridade olfativa do ponto de vista biológico, reflete nos padrões altamente polimórficos encontrados nas colônias dos grupos mais derivados, como as formigas cortadeiras (Attini). Assim, as castas e sub castas encontradas nos ninhos de formigas do gênero Atta, possuiriam características, como os órgãos olfativos e a sensibilidade eletrofisiológica, variáveis de acordo com seus tamanhos corpóreos e funções exercidas na colônia. Portanto, haveria uma correlação direta ou indireta do tamanho das formigas, os perfis comportamentais e comunicação química nessas espécies. Essa relação poderia ser vista em diversas atividades, como a limpeza entre os indivíduos e a troca de alimentos via oral. Dessa forma, a presente tese foca na interação entre o polimorfismo, polietismo e comunicação química nas formigas de Atta sexdens. Ainda descreve a participação das operárias e rainha nos comportamentos de grooming e trofalaxia, ligando-os à possível função de dispersão de hidrocarbonetos de cutícula na colônia. A tese esta dividida em quatro capítulos. O Capítulo 1, compreendeu uma introdução dos conhecimentos abordados em toda tese, e as linhas gerais do trabalho. No Capítulo 2, foi realizado uma descrição quantitativa e qualitativa das sensilas em todas as castas e sub castas encontradas em ninhos de A. sexdens. Os resultados indicaram que esses órgãos sensoriais variaram de acordo com os padrões polimórficos e perfis etológicos. O Capítulo 3 abordou as respostas eletrofisiológicas da antenas a diferentes feromônios, comparando todos os grupos polimórficos de A. sexdens. Foram observados neste caso, similaridades e discrepâncias na sensibilidade aos conteúdos das glândulas de veneno, Dufour e mandibular entre as sub castas (jardineiras, generalistas, forrageiras e soldados), e também entre os machos e rainhas, possibilitando a correlação com as atividades que exercem no ninho. No Capítulo 4 investigou-se a participação de cada tipo de operárias de A. sexdens nos comportamentos de trofalaxia, allogrooming e self-grooming, relacionando-os com a presença da rainha dentro da câmara. Adicionalmente, frente aos resultados, as diferentes ações das sub castas nesses comportamentos puderam ser associadas à possível importância da limpeza e troca de alimentos na dispersão de compostos de reconhecimento e formadores do gestalt químico da colônia. Estes resultados, contribuem para uma melhor compreensão do complexo cenário sustentado pela eusocialidade, ecologia química, percepção olfativa e comportamento nas formigas cortadeiras. / Ants are eusocial insects intensely dependent on chemical communication. They have morphological, biochemical, physiological and behavioral features adapted to a life surrounded by many molecules messages. Furthermore, each olfactory peculiarity in any of the biological level mentioned above, reflects on the highly polymorphic patterns found in the colonies of the most derived groups, as the leaf cutter ants (Attini). Thus, the castes and sub castes of Atta ants, would have characteristics, as olfactory organs and electrophysiological sensibility, that vary following the body sizes and tasks performed in the colonies. Therefore, it would have a direct or indirect correlation among the sizes of the ants, their ethological profiles and the chemical communication in these species. This relation could be seen over different activities, as the grooming and oral trophallaxis. In this way, this thesis focus in the interaction among the polymorphism, polyethism and chemical communication in Atta sexdens. It still describes the participation of workers and queen in grooming and trophallaxis, linking them to a possible role in cuticular hydrocarbon dispersion over the colony. The thesis is divided in four chapters. In the Chapter 1, it is presented an introduction to the knowledge explored in all thesis, and also its outline. In the Chapter 2, there is a quantitative and qualitative description of sensilla from all castes and sub castes of A. sexdens, showing that these sensory organs vary following the polymorphic patterns and ethological profiles. The Chapter 3 explores the differences in the antennae electrophysiological responses to three pheromones, comparing them with all polymorphic groups of A. sexdens. The results demonstrate similarities and discrepancies in the sensibility to the contents of poison, Dufour and mandibular glands among the sub castes (gardeners, generalists, foragers and soldiers), and also between males and queens, enabling a correlation with their tasks. In the Chapter 4, it is investigated the roles of each type of A. sexdens workers in the trophallaxis, allogrooming and self-grooming behaviors, relating them with the queen presence. Additionally, and based in the results, the different roles of the sub castes can be associated to a possible action of grooming and trophallaxis in the dispersion of intraspecific recognition molecules and in the formation of a colony chemical gestalt. All results and discussion distributed along the thesis, therefore, contribute to a better understanding of a complex scenario, supported by the eusociality, chemical ecology, olfactory perception and behavior of the leaf cutter ants.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-10-09T19:25:02Z No. of bitstreams: 1 kellyoliveiradoamaral.pdf: 690402 bytes, checksum: 02a13f617ac774ee60200d796a881dcd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-10-09T20:03:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 kellyoliveiradoamaral.pdf: 690402 bytes, checksum: 02a13f617ac774ee60200d796a881dcd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T20:03:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 kellyoliveiradoamaral.pdf: 690402 bytes, checksum: 02a13f617ac774ee60200d796a881dcd (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / As operárias de formigas cortadeiras coletam fragmentos vegetais frescos, os quais são utilizados como substrato para o cultivo do fungo simbionte. A dieta alimentar das operárias de formigas cortadeiras, sobretudo da prole, consiste no consumo do fungo simbionte, o que torna o forrageamento uma atividade primordial para o sucesso de suas colônias. Desse modo, a massa do fragmento vegetal transportado a colônia está diretamente relacionada ao sucesso do forrageamento, pois esta interfere na velocidade de deslocamento das operárias e no aporte de alimento para a colônia. Buscando identificar os fatores que podem modular a determinação da carga transportada em formigas cortadeiras, foi avaliado como o feromônio de trilha influencia na determinação do fragmento vegetal transportado por operárias de Acromyrmex subterraneus. Paralelamente, verificou-se a interferência do sinal químico no fluxo de operárias, bem como da carga transportada na velocidade de deslocamento. Utilizando uma trilha com marcação química prévia no início do forrageamento, não se registrou variação da massa vegetal transportada, no entanto, houve redução do fluxo de operárias que saem da colônia e das que retornavam sem transportar carga, bem como da velocidade de deslocamento das operárias com carga. Uma vez que a pista química feromonal interferiu no fluxo de operárias ao longo da trilha de forrageamento, supõe-se que a determinação da carga transportada pode estar relacionada com as interações entre as operárias. No segundo experimento, foi investigado se a atividade individual da forrageira de Acromyrmex subterraneus influencia na determinação do fragmento vegetal transportado. Observando forrageiras individualmente marcadas durante um mesmo evento de forrageamento, foi registrado o número de viagens realizadas transportando fragmento vegetal, no qual verificou-se que a atividade individual da forrageira não interferiu na massa foliar transportada, isto é, a massa do fragmento vegetal transportado foi a mesma independente do número de viagens realizado por uma mesma operária. Registrou-se ainda que maioria das operárias realizou até três viagens, sendo, portanto, a maior parte do transporte de folhas realizado por operárias que não desempenham exclusivamente a atividade de forrageamento, as quais são denominadas de operárias não elite. Sugerindo um esforço coletivo da colônia em garantir o sucesso do forrageamento. Deste modo, inclui-se junto aos fatores físicos, por exemplo, a relação entre tamanho da operária e fragmento e aos mecanismos de coleta e obtenção de recurso, as interações entre os indivíduos da colônia, que se mostram fundamentais para modulação da carga vegetal transportada pelas operárias. / Cutting ant workers collect fresh plant fragments, which are used as substrate for the cultivation of the symbiotic fungus. The diet of cutter ant workers, especially offspring, consists of the consumption of the fungus symbiont, which makes foraging a prime activity for the success of their colonies. Thus, the mass of the plant fragment transported to the colony is directly related to the success of the foraging, since this interferes in the speed of the workers' movement and in the feeding of the colony. To identify the factors that can modulate the determination of the load carried in leaf cutting ants, it was evaluated how the trail pheromone influences the determination of the vegetal fragment carried by the workers of Acromyrmex subterraneus. At the same time, there was interference of the chemical signal in the flow of workers, as well as the load carried in the displacement speed. Using a trail with prior chemical marking at the beginning of foraging, no variation of the transported vegetable mass was recorded, however, there was a reduction in the flow of workers leaving the colony and those returning without carrying cargo, as well as the speed of movement of workers with load. Since the pheromonal chemical track interfered with the flow of workers along the foraging trail, it is assumed that the determination of the transported load may be related to the interactions between the workers. In the second experiment, it was investigated whether the individual activity of the forage of Acromyrmex subterraneus influences the determination of the transported plant fragment. By observing individually tagged forages during the same foraging event, the number of trips carried out carrying vegetable fragment was recorded, in which it was verified that the individual activity of the forage did not interfere in the transported foliar mass, that is, the mass of the transported vegetable fragment was the same independent of the number of trips made by the same worker. It was also recorded that most of the workers had carried out up to three trips, being therefore most of the transport of leaves realized by workers who do not exclusively perform the foraging activity, which are denominated of non-elite workers. Suggesting a colony's collective effort to ensure foraging success. In this way, the physical factors, for example, the relation between worker size and fragment and the mechanisms of collection and obtaining of resources are included, the interactions between the individuals of the colony, which are fundamental for modulation of the transported vegetal load by the workers.

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