Multiple Pseudacteon phorid fly species, including P. tricuspis and P. curvatus, have been released in the southern United States beginning in 1997 and 2003 (respectively) to serve as biological control agents against red imported fire ants Solenopsis invicta Buren (hereafter referred to as RIFA). Field research in the United States on phorid/RIFA interactions has addressed establishment and spread of released species. Additionally, studies are needed on phorid biology and ecology with respect to spatial distribution and phenology, phorid/habitat associations and phorid-mediated affects on RIFA foraging patterns. A suite of manipulative laboratory and field experiments/observations were conducted to 1) develop a novel phorid sampling device to provide uniform and repeatable sampling of flies, 2) assess spatial distributions and phenology of Pseudacteon tricuspis and P. curvatus, 3) assess P. tricuspis and P. curvatus habitat associations and 4) assess phorid-mediated affects on RIFA foraging patterns and caste ratios. PTS Traps (developed for this research) are significantly more effective than previous sampling methods in terms of mean number of flies collected, efficiency of use and % trap success. Data collected with these traps allowed for the determination of patterns of species-specific phenology and relative densities through time and speciesspecific numerical/spatial superiority (Chapter IV). P. curvatus was significantly more abundant than P. tricuspis in only one of the habitat types sampled (df (160) = 4.57, P < 0.005). P. tricuspis densities did not differ significantly among habitat type. Llaboratory experiments revealed that phorid-exposed RIFA colonies foraged less intensively diurnally (df = 1,558; P < 0.05) and more intensively nocturnally (df = 778; P < 0.05) relative to control colonies. Field data regarding this compensatory nocturnal foraging shift did not corroborate those of the laboratory work. In the field there was no significant difference in foraging intensity during nocturnal (df (18) = -0.486, P = 0.633) and diurnal (df (18) = 1.375 P = 0.186) sampling periods. Lastly, chi-square analysis of RIFA forager size-classes revealed significant differences between phorid-infested (treatment) and phorid-free (control) sites (X 2 = 6811.85, df = 3, P < 0.05) with a significantly greater proportion of small RIFA foragers at the phorid-infested site.

Orientadores: Woodruff Whitman Benson, Jose Roberto Trigo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:03:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dall'Aglio-Holvercem_ChristianeGoncalves_D.pdf: 1459643 bytes, checksum: 5ed521529fb7303e231df7d9f2ebbda3 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho discute alguns aspectos da ecologia da formiga lava-pés Solenopsis invicta e seus parasitóides, as moscas do gênero Pseudacteon (familia Phoridae), e da taxonomia de S. invicta e S. saevissima, ambas nativas da América do Sul. A alometria de colônias de S. invicta no sudeste do Brasil foi estudada através de medições das dimensões do ninho acima do solo, seguidas por escavação e medida da profundidade, biomassa e número de operárias da colônia, assim como da largura média da cabeça das operárias. Análise de regressão dos dados para 28 colônias forneceu novas relações alométricas que podem ser usadas para estimar o volume do ninho (acima e abaixo da superfície do solo), a biomassa de formigas, e o número de operárias a partir do volume do ninho acima do solo. A biomassa de formigas por unidade de volume do ninho, o número de operarias por unidade de volume do ninho, o peso médio por operária, e a largura média da cabeça das operárias foram essencialmente independentes do tamanho da colônia. Em contraste, estas quatro quantidades aumentam com o tamanho da colônia entre colônias de S. invicta na América do Norte. O ciclo sazonal e abundância de moscas parasitóides do gênero Pseudacteon na vizinhança de colônias de S. invicta no sudeste do Brasil foi observado ao longo de um período de 3 anos em li áreas de gramíneas nos arredores de Campinas. O número médio N de forídeos atraídos para um ninho de formigas lava-pés ao longo de um período padrão de observação (15 min) foi usado como uma medida da abundância de forídeos. As dimensões do ninho e algumas variáveis meteorológicas foram também registradas em cada ninho de formigas lava-pés. Pseudacteon tricuspis foi a espécie mais comum (70.4%), seguido por P. curvatus (23.8%), P. obtusus (1.9%) e P.litoralis (3.9%). As características mais notáveis das flutuações sazonais da abundância de Pseudacteon são picos abruptos com duração aproximada de um mês (valores máximos de N entre 4 e 10 forídeos/ninho), que ocorreram em abril e junho de alguns anos; para comparação, valores típicos de N estavam entre 0.2 e 2 forídeos/ninho. As populações de forídeos parecem ser destruídas por incêndios e inundações, mas recuperam-se em uma escala de tempo da ordem de meses. Nenhuma correlação significativa foi encontrada entre a abundância de Pseudacteon e variáveis meteoro lógicas, densidade, ou volume de ninhos de S. invicta, sugerindo que a abundância de Pseudacteon não está diretamente ligada a abundância de S. invicta. Flutuações quase idênticas em abundância de Pseudacteon foram observadas ao longo de um período de 6 meses em duas áreas de estudo separadas por cerca de 3 km, o que pode ser causado por dispersão de forídeos e conseqüente uniformização de densidades sobre áreas de vários quilômetros quadrados. Os números de forídeos atraídos pelos vários ninhos de S. invicta incluídos neste estudo seguiram uma distribuição de Poisson em baixas abundâncias de Pseudacteon (N < 0,5 forídeos/ninho); a distribuição tornava-se mais e mais contagiosa com o aumento da abundância de Pseudacteon (até o máximo observado, de N = 10 forídeoslninho). Esta observação sugere que a atratividade de um ninho de formigas lava-pés aos parasitóides aumenta com o número de forídeos que foram previamente atraídos para o ninho. Critérios quantitativos eficientes foram desenvolvidos para distinguir entre S. invicta e S. saevissima, que são morfológicamente muito similares e cujas distribuições geográficas na América do Sul se sobrepõe significativamente. Estes critérios resultaram da análise de 68 amostras de formigas lava-pés de 9 localidades espalhadas pelo estado de São Paulo (sudeste do Brasil) através de cromatografia gasosa e espectrometria de massa. 22 hidrocarbonetos cuticulares e 18 alcalóides piperidínicos foram identificados nas amostras estudadas, e suas abundâncias relativas foram analisadas utilizando análises de componentes principais e de funções discriminantes. Estas análises mostraram uma separacão nítida entre as duas espécies em um plano com certas coordenadas (P,Q), que são funções das abundâncias relativas dos hidrocarbonetos cuticulares. As amostras provenientes de uma das localidades (São José do Rio Preto) têm uma composição de hidrocarbonetos que é claramente diferente de todas as outras amostras consideradas neste estudo, mas também apresentam algumas caracteristicas em comum com cada uma das duas espécies. Uma possibilidade é que esta população constitua um hibrido de S. invicta e S. saevissima. As duas espécies também exibem uma separação razoavelmente nítida em um plano com coordenadas (R$), que são funções das abundâncias relativas de alcalóides piperidínicos. Os resultados das identificações de espécies baseados nestes critérios de separação quimica concordam com os resultados baseados em um critério morfológico, a presença ou ausência do dente clipeal mediano. A população "anômala" de São José do Rio Preto é morfologicamente classificada como S. invicta / Abstract: This work discusses some aspects of the ecology of the fire ant species Solenopsis invicta and its phorid parasitoid flies ofthe genus Pseudacteon, and ofthe taxonomy of S. invicta and S. saevissima, both of which are native to South America. The allometry of S. invicta colonies in southeast Brazil was studied by measurement of mound (aboveground) dimensions, followed by excavation and measurement of the colony depth, biomass, number of workers, and mean worker head width. Regression anaIysis of data for 28 colonies yielded new allometric relationships which can be used to estimate nest volume (above and below ground), ant biomass, and number ofworkers ITom mound (aboveground) volume. Ant biomass per unit nest volume, number of workers per unit nest volume, mean worker weight, and mean worker head width were nearly independent of colony size. In contrast, these four quantities increase with colony size among S. invicta colonies in North America. The seasonal cycle of abundance of Pseudacteon phorid flies in the vicinity of S. invicta colonies in southeast Brazil was observed over a 3-year period in 11 grass-covered areas in the outskirts of Campinas. The average number N of phorids attracted to a fire ant nest over a standard observation period (15 min) was used as a measure of phorid abundance. Mound dimensions and meteorological variables were also recorded at each fIre ant nest. Pseudacteon tricuspis was the most common species (84.2%), followed by P. curvatus (12.6%), P. obtusus (2.7%) e P. litoralis (0.5%). The most remarkabIe featores of the seasonal fluctuations of Pseudacteon abundance are sharp month-Iong peaks (peak N values between 4 and 10 phorids/nest) which occurred in Abril and June of some years; for comparison, at other times N was typically between 0.2 and 2 phorids/nest. Phorid populations seem to be destroyed by rifes and floods, but recover on a time scale of months. No significant correlation was found between Pseudacteon abundance and meteorological variables, density, or volume of S. invicta nests, suggesting that Pseudacteon abundance is not determined by, and does not determine, the abundance of S. invicta. Almost identical fluctuations in Pseudacteon abundance were observed over a 6-month period in two study areas separated by about 3 km, which may be due to phorid dispersaI and consequent density uniformization over areas of several square kilorneters. The nurnbers of phorids attracted by the various S. invicta nests inc1uded in this study followed a Poisson distribution at 10w Pseudacteon abundances (N < 0.5 phorids/nest), becoming more and more contagious at high Pseudacteon abundances (up to N= 10 phorids/nest). This observation suggests that the attractiveness oftire ant nests to phorid parasitoids increase with the nurnbeer ofphorids which have been previously attracted to the nest. Efficient quantitative criteria were developed for distinguishing between S. invicta and S. saevissima, which are morphologically very similar and whose geographical ranges in South Arnerica significantly overlap. These criteria resulted from the analysis of 68 tire ant samples from 9 localities across São Paulo state (southeast Brazil) via gas chromatography/mass spectrometry. 22 cuticular hydrocarbons and 18 piperidine alkaloids were identified in the studied samples, and their relative abundances were analyzed using principal component and discrirninant function analyses. These analyses showed a sharp separation between the two species in a plane with certain coordinates (P,Q), which are functions of the relative abundances of cuticular hydrocarbons. The fire ant samples from one of the localities (São José do Rio Preto) had a hydrocarbon composition which was markedly different from ali other samples considered in this study, but had some features in common with each ofthe two species. One possibility is that this population constitutes a hybrid of S. invicta and S. saevissima. The two species also show a reasonably sharp separation in a plane with coordinates (R,S), which are functions of the relative abundances of piperidine alkaloids. The species identification results based on these chernical separation criteria agree with those based on a morphological criterion, the presence or absence of the median clypeal tooth. The "anomalous" population from São José do Rio Preto is rnorphologically c1assified as S. invicta / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia