Thesis (Ph. D.)--State University of New York at Binghamton, Department of Biological Sciences. / Includes bibliographical references.

O gênero Polistes é considerado um grupo modelo para a compreensão da sociobiologia das interações de dominância/subordinação em animais invertebrados, devido à pequena diferenciação de castas que resulta em um alto potencial de conflitos reprodutivos entre os membros da colônia. A construção de ninhos satélites e os seus efeitos na estrutura colonial de algumas espécies de Polistes, constituem um campo de estudo de interesse para a área da evolução do comportamento social. Neste estudo foram quantificados os padrões sazonais do desenvolvimento e a composição colonial, bem como a relação desses padrões com a variação climática sazonal. Foram também comparadas as relações que determinam a hierarquia de dominância em colônias de P. satan em relação a um modelo teórico proposto para uma hierarquia linear de dominância. Além disso, mostramos os padrões de interações agonísticas entre indivíduos que compõem a hierarquia e suas inter-relações em colônias não manipuladas e manipuladas (remoção da dominante). Foram também analisados padrões de comunicação visual (marcas de dominância) e química (hidrocarbonetos cuticulares). Os resultados mostraram que fêmeas dominantes em colônias em pré-emergência apresentaram padrões de pigmentação cefálica e perfis de hidrocarbonetos cuticulares significativamente distintos das fêmeas subordinadas ou substitutas. Os aspectos relacionados à comunicação química e visual e suas implicações biológicas são discutidas. / The genus Polistes is an organism model to understand the sociobiology in invertebrates. This group presents low caste differentiation that result in potencial reproductive conflicts between nestmates. The construction os satellite nests and their effects on the colonial structure in some Polistes are an interesting topic to the evolution of socail behavior. In this study we quantify the seasonal patterns of nest development and thei composition. We analyzed the relationship between these patterns and climatic variation. The aspects related to the hierarchy of dominance in P. satan were compared to a theoretical model that predicts a dominance hierarchy im equilibrium. In addition, we presented the agressive interaction between individuals composing a hierarchy in experimental (dominant removal) and control colonies. Patterns of both visual (dominance labels) and chemical communication (cuticular hydrocarbons) were also verified in P. Satan. Dominant females from pre-emergence colonies present both distinct patterns of cephalic pigmentation and cuticular hydrocarbons than other females. These aspects involved with the sociobiology of Polistes and their biological implications are discussed in this study.

O gênero Polistes é considerado um grupo modelo para a compreensão da sociobiologia das interações de dominância/subordinação em animais invertebrados, devido à pequena diferenciação de castas que resulta em um alto potencial de conflitos reprodutivos entre os membros da colônia. A construção de ninhos satélites e os seus efeitos na estrutura colonial de algumas espécies de Polistes, constituem um campo de estudo de interesse para a área da evolução do comportamento social. Neste estudo foram quantificados os padrões sazonais do desenvolvimento e a composição colonial, bem como a relação desses padrões com a variação climática sazonal. Foram também comparadas as relações que determinam a hierarquia de dominância em colônias de P. satan em relação a um modelo teórico proposto para uma hierarquia linear de dominância. Além disso, mostramos os padrões de interações agonísticas entre indivíduos que compõem a hierarquia e suas inter-relações em colônias não manipuladas e manipuladas (remoção da dominante). Foram também analisados padrões de comunicação visual (marcas de dominância) e química (hidrocarbonetos cuticulares). Os resultados mostraram que fêmeas dominantes em colônias em pré-emergência apresentaram padrões de pigmentação cefálica e perfis de hidrocarbonetos cuticulares significativamente distintos das fêmeas subordinadas ou substitutas. Os aspectos relacionados à comunicação química e visual e suas implicações biológicas são discutidas. / The genus Polistes is an organism model to understand the sociobiology in invertebrates. This group presents low caste differentiation that result in potencial reproductive conflicts between nestmates. The construction os satellite nests and their effects on the colonial structure in some Polistes are an interesting topic to the evolution of socail behavior. In this study we quantify the seasonal patterns of nest development and thei composition. We analyzed the relationship between these patterns and climatic variation. The aspects related to the hierarchy of dominance in P. satan were compared to a theoretical model that predicts a dominance hierarchy im equilibrium. In addition, we presented the agressive interaction between individuals composing a hierarchy in experimental (dominant removal) and control colonies. Patterns of both visual (dominance labels) and chemical communication (cuticular hydrocarbons) were also verified in P. Satan. Dominant females from pre-emergence colonies present both distinct patterns of cephalic pigmentation and cuticular hydrocarbons than other females. These aspects involved with the sociobiology of Polistes and their biological implications are discussed in this study.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:07:23Z : No. of bitstreams: 1 pietrobon_tao_dr_rcla.pdf: 1539030 bytes, checksum: e0afbbf1e01319cce93f6e55e70f4326 (MD5) / A espécie Polistes versicolor tem se mostrado um excelente modelo para o estudo com vespas eussociais primitivas neotropicais, pela distribuição ampla, número de trabalhos já realizados com ela, tipo de organização social e por pertencer a um gênero considerado chave na compreensão da evolução do comportamento social. O presente trabalho apresenta os resultados do estudo comportamental, associado à análise histoquímica da glândula ectomandibular e à descrição do processo de morte celular programada desta glândula. Apresenta também nota a respeito de infecção viral nas células epiteliais próximas à glândula ectomandibular desta vespa. Polistes versicolor apresenta colônia monogínica, em qualquer fase do desenvolvimento colonial. As subordinadas apresentam especialização momentânea, sendo que todos os indivíduos são capazes de desenvolver qualquer atividade, independente de idade ou casta. Os machos apresentam comportamentos de cuidado com a prole e manutenção do ninho, porém em freqüências bastante baixas. Os indivíduos de uma colônia podem ser divididos em 3 grupos de acordo com a função que desempenham. Estes grupos são variáveis de acordo com a fase do desenvolvimento da colônia. A glândula ectomandibular de P. versicolor apresenta proteínas, lipídios e glicoconjugados neutros, tanto em sua constituição, quanto no produto sintetizado, porém em concentrações que variavam individualmente, de acordo com a fase do desenvolvimento da colônia. A variação dos compostos da secreção pode estar relacionada a 2 densidade populacional no ninho, de adultas e/ou imaturos. Esta glândula apresenta sinais de início do processo de morte celular em indivíduos entre 20 e 25 dias de idade, apesar de observar-se muitas variações, indicando não haver um ciclo etário rígido. A morte celular programada desta glândula apresenta características apoptóticas... . / The species Polistes versicolor is known as an excellent model for the study of neotropical wasps because of its wide distribution, number of papers on it, kind of social organization and also because the genus Polistes is considered essential to the understanding of the evolution of the social behaviour. This work shows the results of behavioural study, associated to histochemical analysis of the ectal mandibular gland and the description of its programmed cell death process. It also presents a note on a viral infection found in the epithelial cells of this wasp. In any phase of its colonial development, P. versicolor, shows monoginic colonies. The subordinates present momentary specialization, being all individuals able to develop any activity, independently of their age or caste. The males extend a care behaviour towards the progeny and the nest, however this behaviour is not so frequent. Copulation between possible siblings were observed. The histochemical pattern of ectal mandibular gland evidenced the presence of proteins, lipids and neutral glicoconjugates in concentrations that vary according to the colony development. The variation in the secretion compounds may be related to the population density of adults and/or immature individuals in the nest. Signs of the programmed cell death process were observed in individuals among 20 and 25 days old, although many variations were observed, indicating that there was not a strict age cycle. The programmed cell death characteristic found in this gland renders apoptotical and non-apoptotical features, like observed in different adult insects. Finally, a case of viral infection by Nucleopolyhedrovirus in epithelial 4 cells, near the ectal mandibular gland, and haemocytes, probably derived from its preys, was described with a discussion about probable infection ways.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-25T09:13:05Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 445950 bytes, checksum: 73de5cea3a11246ede4bfa07c39888ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T09:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 445950 bytes, checksum: 73de5cea3a11246ede4bfa07c39888ee (MD5) Previous issue date: 2016-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A vitelogenina é uma lipoglicoproteína sintetizada no corpo gorduroso, liberada na hemolinfa e captada pelos ovócitos durante a vitelogênese. O receptor de vitelogenina (VgR) é responsável pela absorção da vitelogenina durante a formação dos ovos nos insetos. O ovócito em desenvolvimento é circundado pelo epitélio folicular e quando este começa a acumular vitelogenina são formados espaços intercelulares entre as células foliculares, fenômeno denominado como patência. Em algumas espécies de Hymenoptera, os folículos vitelogênicos possuem vitelogenina no citoplasma das células foliculares, indicando uma rota transcelular para o transporte de vitelogenina. Desta forma, este estudo verificou se há presença de VgR nas células foliculares dos ovários da abelha Apis mellifera e da vespa Polistes simillimus para testar se a vitelogenina é transportada pela rota transcelular nestes insetos. Um anticorpo anti-VgR específico foi produzido a partir de uma sequência altamente conservada desse receptor, esta foi expressa em E. coli transformadas (pET BL21), representada por um fragmento recombinante correspondente a segunda região repetitiva YWTD. As análises de Western Blotting confirma que o anticorpo produzido foi específico para VgR e que esta proteína esteve presente nos extratos de proteínas de membrana dos ovários de ambas espécies. As análises de imunofluorescência associadas á imunocitoquímica, evidenciaram a presença de VgR na membrana plasmática apical e basal das células foliculares em regiões vitelogênicas dos ovaríolos de A. mellifera e P. simillimus, indicando que a proteína VgR pode ter sido transportada de um domínio basal para o apical da célula com consequente liberação no espaço perivitelínico, evidenciado pela presença de figuras mielínicas contendo VgR nesta região. Estes dados suportaram a hipótese de que a vitelogenina foi transportada via receptor pela rota transcelular nas células foliculares de abelhas e vespas. / The vitellogenin is a lipoglycoprotein synthesized in the fat body, released to the hemolymph and absorbed by oocytes during vitellogenesis. The vitellogenin receptor (VgR) is responsible for the absorption of vitellogenin during egg formation in insects. The developing oocyte is surrounded by a follicular epithelium and during vitellogenin uptake are formed intercellular spaces between the follicular cells, a phenomenon termed as patency. In some Hymenoptera, vitellogenic follicles show vitellogenin in the cytoplasm of follicular cells suggesting a transcellular route of vitellogenin until oocyte surface. Thus, this study examined the possible presence of VgR in the follicular cells of honey bee Apis mellifera and wasp Polistes simillimus ovaries to verify whether vitellogenin is transported by the transcellular route in these insects. A specific anti-VgR antibody was produced from a highly conserved sequence of this receptor (fragment of the second repeat region YWTD), expressed in transformed E. coli (pET BL21). The Western blotting analysis confirmed that the antibody was specific for VgR and that this protein was present in membrane protein extracts from ovaries of both species. Immunofluorescence analyzes associated with immunocytochemistry showed VgR in the apical and basal plasma membrane of follicular cells of vitellogenic follicles of A. mellifera and P. simillimus. This study suggest that the protein may have been transported from basal to apical cell membrane domain with subsequent release in the perivitelline space, evidenced by the presence of myelin figures with VgR in this region. These data support the hypothesis that the vitellogenin was transported via receptor by the transcellular route in the follicular cells of bees and wasps.

The effects of food quantity on the morphology and development of the paper wasp Polistes metricus Say are studied, and experimental results are compared with predictions of the parental manipulation hypothesis. Food deprivation led to smaller female offspring. By hand feeding larvae we used a technique that counteracts the queen's hypothesized ability to restrict food provisioning. Hand feeding larvae did not result in larger offspring, but their abdomen was wider and heavier and the hand-fed wasps survived longer in a cold test. We infer that hand-fed colonies produced more gynes and fewer workers than did control colonies. Results of a restricted nourishment treatment do not support the differential feeding hypothesis, because in fasting colonies the emergence of all larvae was delayed by a month, and we did not detect discriminatory feeding of particular larvae for faster emergence. Although fasting colonies produced fewer offspring, the sex ratio did not show significant differences from the other groups. These data suggest that Polistes metricus colonies are partly able to respond to different nutritional conditions by allocating excess food to increase the number of gynes at the expense of workers.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-10T10:53:52Z No. of bitstreams: 1 thiagoelisei.pdf: 782394 bytes, checksum: aefc93d2cbb07ead5cb33d14bcfd96a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T15:02:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagoelisei.pdf: 782394 bytes, checksum: aefc93d2cbb07ead5cb33d14bcfd96a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T15:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagoelisei.pdf: 782394 bytes, checksum: aefc93d2cbb07ead5cb33d14bcfd96a1 (MD5) Previous issue date: 2008-02-15 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na procura por recursos as vespas interagem com diversas espécies da fauna e flora do ambiente onde reside. A importância deste grupo como entomofauna associada à diversas espécies de plantas têm sido corroborada por estudos que evidenciam os visitantes dos nectários florais de diversas espécies de vegetais. Além disso, diversos autores trazem informações da ação de predação de vespas sociais em diversos grupos de invertebrados, utilizando a proteína animal provinda destas presas na alimentação de suas crias. Desta forma, o estudo do horário de forrageio, material forrageado e a transferências de colônias para outras áreas, utilizando a espécie Polistes versicolor como teste, objetivos deste estudo, podem evidenciar características da espécie que revelem seu potencial em planos de manejo que visam sua utilização como agente de controle de pragas do eucalipto. Além disso, as informações acerca do horário de atividade de forrageio da espécie estudada pode auxiliar táticas de manejo integrado envolvendo controle e biológico e químico. No período de janeiro a dezembro de 2007, foram realizadas 24 observações da atividade forrageadora de colônias de P. versicolor presentes em um eucaliptal, no município de Juiz de Fora, Minas Gerais, totalizando 240 horas de registros. Durante 10 horas de observação diária foram registradas, a cada 30 minutos, a luminosidade, velocidade do vento, umidade e temperatura do ar nas proximidades da colônia, além disso, foram registrados e qualificados, também a cada 30 minutos, os retornos das operárias, seguindo metodologia já aplicada no estudo comportamental de vespas sociais. No mesmo período foram transferidas 20 colônias de P. versicolor, em estágio de pós-emergência, retiradas de edificações humanas e transferidas para abrigos artificiais instalados na plantação de eucalipto estudada. A atividade forrageadora de P. versicolor iniciava por volta das sete horas e trinta minutos e se estendia até ás 18 horas. As vespas saiam em média por hora 9,62 ±16,67 (0-84) com um total de 1792 saídas nas 240 horas de observação, e retornaram também em média por hora, 9,76 ±18,14 (0-87) com um total de 1809 nas horas de observação. A atividade das colônias foi mais intensa no período compreendido entre as 10 horas e ás 15 horas. O teste de correlação de Spearman revelou que as saídas de operárias de P. versicolor foram estimuladas pelo aumento da luminosidade e temperatura do ar, e pela diminuição da umidade relativa do ar. O teste de regressão linear múltipla mostrou que a temperatura do ar é a variável que a mais influenciou a atividade forrageadora. Foram registrados 1809 retornos sendo que 51,63% foram com néctar; 6,85% água; 4,7% fibra vegetal; 19,40% improdutivos e 17,41% com presas. As operárias de P. versicolor predaram exclusivamente lagartas de lepidópteros, sendo estas a única fonte de proteína animal oferecidas aos imaturos que se desenvolviam na colônia. As 20 colônias P. versicolor transferidas no trabalho obtiveram 85% de sucesso, evento caracterizado pelo fato de após o estabelecimento da colônia no abrigo artificial, os indivíduos permaneceram no ninho. O presente estudo revelou que P. versicolor apresentou características que possibilitam seu uso em programas de manejo integrado de pragas empregando vespas como agentes de controle biológico. / On the development and maintenance of a social wasp colony, need to search and use environmental resources, as the water, used in the control of the temperature; vegetable fiber, utilized on the construction and repair of cells and comb; carbohydrate to feeding larvae and adults, obtained mainly in nectary and fruits; and animal protein, used to feeding larvae, proceeding, most of the time, to predation of caterpillar. On this way, the study of the forage schedule, material foraged and to transfers colonies to other areas, using the species Polistes versicolor as test, objectives of this study, can evidence characteristics of the species that reveal its potential in programs that aiming its use as agent control of eucalyptus plagues. On the period of January to December of 2007, were accomplished 24 observations of the P. versicolor foraging activity colonies were present in an eucaliptal, on the municipal district of Juiz de Fora, MINAS GERAIS, totalizing 240 hours. During 10 hours were registered, to every 30 minutes, intensity light, wind speed, air humidity and temperature on the colony proximities; also were registered and qualified, the workers' returns according to methodology proposal for Prezoto et al. (1994). On the same period, were transferred 20 P. versicolor colonies, in post-emergency, retreats of human constructions and transferred for artificial shelters installed in eucalyptus plantation. The P. versicolor foraging activity began about the seven hours and thirty minutes and it extended even 18 hours. The workers average of departures/hour were 9.62 ±16.67 (0-84) with a total of 1792 on 240 hours observation, and returns/hour 9.76 ±18.14 (0-87) with a total of 1809 on the observation hours. The colonies activity pick happened on the period understood between the 10 hours and even 15 hours. The Spearman correlation test revealed that the P. versicolor workers exits were stimulated by the increase of the light intensity and air temperature; and decrease of the humidity. The multivariate linear regression analysis showed that air temperature is the variable that most influence on the P. versicolor foraging activity. On this work was registered 1809 returns, being 51.63% were with nectar; 6.85% water; 4.7% vegetable fiber; 19.40% unproductive and 17.41% with preys. P. versicolor workers preying exclusively caterpillars, being this only animal protein offered to the immature ones that were developed in the colony. The 20 P. versicolor colonies used in the work was collected and transferred with 85% of success, due to the fact of after the establishment of the colony in the artificial shelter, the individuals stayed in the nest. The present study revealed that P. versicolor offered characteristics that make possible its use in programs of handling integrated plagues using wasps as agents of biological control.

Polistes dominula and P. fuscatus often nest in bird nest boxes. Potential competition between wasps and birds was studied by removing wasp nests from some boxes. No difference in nesting success of breeding birds was found between boxes with wasp nests and those in which wasp nests were removed. Boxes that never had a wasp nest and boxes from which wasp nests were removed differed greatly in bird occupancy, suggesting that birds detected previous wasp presence. Some bird species gain protection by nesting near wasp nests. Birds may prefer to nest near wasp species that inflict higher sting pain levels. A rank correlation of data from published studies provided no evidence that pain level influences which wasp nests are most attractive to nesting birds. A comprehensive table of bird-wasp nesting associations (listing 121 bird species, 28 wasp species and 4 bee species) is included here.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-22T11:58:40Z No. of bitstreams: 1 daniellejenevaingrazinoli.pdf: 116900788 bytes, checksum: ebf6f21d877089b7e807cfcc5c418016 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:20:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 daniellejenevaingrazinoli.pdf: 116900788 bytes, checksum: ebf6f21d877089b7e807cfcc5c418016 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:20:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniellejenevaingrazinoli.pdf: 116900788 bytes, checksum: ebf6f21d877089b7e807cfcc5c418016 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / A espécie de vespa social Polistes simillimus Zikán, 1951 possui urna ampla distribuição pelo território brasileiro, porém existem poucas informações sobre sua organização social. Parte dessa carência pode ser investigada através de um estudo etológico. Desta forma, o presente trabalho visou buscar o aprofundamento acerca dos comportamentos básicos apresentados pela espécie, assim como aspectos de sua organização social e hierárquica. Para a elaboração do etograrna básico da espécie e classificação dos atos comportamentais foram conduzidas 37 horas de filmagens em colônias em pós-emergência do ciclo biológico da colônia. A avaliação da hierarquia de dominância, da posição no ninho e da freqüência comportamental das fêmeas dominantes e subordinadas, foi realizada com base em 40 horas de registros em quatro colônias em pré-emergência. O repertório comportamental de P. simillimus apresentou 43 atos comportamentais, incluindo o registro inédito de três comportamentos. As tarefas individuais tiveram uma maior porcentagem (46,52%) em comparação com as demais: grupo 27,90%), parcionada (13,95%) e time (6,98%), sugerindo que a espécie estudada apresenta uma baixa complexidade na divisão e organização de trabalho. A hierarquia de dominância se manifesta em uma estrutura do tipo linear, onde a primeira fêmea do rank é responsável pela maior parte das interações de dominância. A fêmea dominante foi registrada na maior parte do tempo na frente do favo, enquanto que as subordinadas permaneceram mais tempo fora da colônia. Os atos comportamentais diretamente ligados às atividade de dominância e subordinação demonstraram-se diferentes significativamente entre fêmeas dominantes e subordinadas. Os resultados encontrados nesse estudo revelam que a organização social de P. simillimus, durante a fase de pré-emergência, se assemelha muito a estrutura social apresentada pelas demais espécies de Polistes estudadas. Desta forma, estudos mais aprofundados devem ser conduzidos durante a fase de pós-emergência, cujo crescimento populacional e físico do ninho poderão acarretar a presença de mais de uma fêmea dominante. / The species of social wasp Polistes simillimus Zikan, 1951 has a wide distribuition throughout Brazil, but there is little information avaliable about its social organization. Part of this deficiency can be made good by an ethological study. In that way the present work sought to deepen the understanding of the basic behaviour of the species as well as its social and hierarchial organization. In order to elaborate the basic ethogran of the species and to classify its behavioural aspects 37 hours of recordings were made in the post-emergence phase of the biological cycle of the colony. The evaluation of the dominance hierarchy, of the position in the nest and of the behavioural frequency of dominant and subordinate females was developed in 40 hours of registers in the colony in the pre-emergence phase.The behavioural repertory of P, simillimus showed 43 behavioural acts including the unknown register of three behaviours. The individual tasks had a greater percentage (46,52%) than in the other categories: group (27,90%), partioning (13,95%) and team (6,98%), suggesting that the species studied has a low degree of complexity in the division and organization of work. The hierarchy of dominance shows itself in a structure of the linear type, where the highest female of the ranking is responsible for most of the dominance interactions. The dominant female was registered on the front of the honeycomb during most of the time, while the subordinates spent more time outside of the colony. The behavioural traits directly linked to the activities of the dominance and subordination exhibited significant differences between the dominant and subordinate females. The results encountered in this study revealed that the social organization of P. similliinus during the pre-emergence phase was very similar to the social structure exhibited by the other species of Polistes studied. Accordingly, studies in greater depth should be carried out in the post-emergence phase, in which the growth of the population and of the nest could involve the presence of more than one dominant female.