Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4228390 bytes, checksum: af8843c122dbdf2a43677202853bea97 (MD5) Previous issue date: 2010-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Interactions between arthropods and microorganisms have been receiving more attention due to the impact that these symbiotic associations causes on their macrosymbionts. Reproduction is the main biological parameters affected with cytoplasmic incompatibility and thelytokous parthenogenesis; however, endosymbionts can help arthropods to exploit host plants. In the feeding time, the herbivore causes injuries in plant tissue and induces a defense response in the plant that respond with production and posterior release of a variety of chemical compounds. However, in one case, plant defense system is affected and disturbed bay herbivore mite. It was detected in tomato plants when the mite Tetranychus evansi Baker and Pritchard interfered in the defense system of these plants, making them more nutritionally adequate for development of this mite. Continuing in the research line, the actual study locked for a better understanding of the interaction tomato and the mite T. evansi, in the possible symbiotic association presence between mite and microorganism that could promote advantages for this mite overcome the tomato defenses. Initially, molecular and microbiological analyses were performed to verify the presence of microorganisms. Later, mites were treated with the antibiotic tetracycline hydrochloride 0.2% that was the treated population. Control was represented from an untreated population and the possible advantage given by microorganism presence in the interior of the T. evansi organism was evaluated by the oviposition performance of the mite populations. Mite egg number was checked daily for four days. As substrate were used tomato leaves from Santa Clara I-5300 variety. In another experiment, chapter two, was evaluated the levels of proteinase inhibitors and total aldehydes that are present tomato damaged by treated and untreated mite population. As result from a first chapter, molecular analysis, using the method of polymerase chain reaction (PCR) confirmed the presence of bacterial DNA fragments in the untreated population and DNA fragments absence in the treated population. These results were confirmed by the microbiological analysis.Accessing the biological performance of treated and untreated was obtained that oviposition rate from treated population was 2.8 times lower than that of untreated population. In the second chapter was observed that the level of total aldehydes was low in plants damaged for treated and untreated treatments. These plants where put as feed and oviposition substrate for treated and untreated populations. Treated population put a same egg number on plants previously damaged by both populations. Already, untreated population showed highest oviposition rate on plants previously damaged by treated population. Thus, we can resume that the presence of microorganisms may be associated with nutritional benefits and detoxification. In determining the levels of proteinase inhibitors, treatment consists of plants infested with mites treated showed significantly lower value compared to other treatments. And the occurrence of microorganism and mite interaction can be related to potential of T. evansi to explore the nutritional quality and to confound the defense system of tomato plants. Future researches need be carried for to identify the microorganisms involved in the association and to study other possible effects of this interaction on other biological parameters of T. evansi. / Interações entre artrópodes e microrganismos vêm recebendo maior atenção devido ao impacto que essas associações simbióticas promovem nos seus macrosimbiontes. A reprodução é um dos parâmetros biológicos afetados com a incompatibilidade citoplasmática e a partenogênese telítoca, contudo, os endossimbiontes auxiliam os artrópodes a explorar plantas hospedeiras. No momento da alimentação, o herbívoro provoca injúrias no tecido vegetal e induz uma resposta de defesa da planta com produção e/ou liberação de uma diversidade de compostos químicos. O ácaro Tetranychus evansi Baker e Pritchard consegue interferir no sistema de defesa de suas plantas hospedeiras, tornando-as nutricionalmente mais adequadas para o seu desenvolvimento. Nesse contexto, este trabalho procurou compreender melhor a interação tomateiro-ácaro T. evansi, além da possível associação simbiótica promovendo vantagens para esse ácaro superar as defesas do seu hospedeiro. Para isto, os ácaros foram submetidos ao tratamento com o antibiótico hidroclorido de tetraciclina 0,2 %. Assim foram utilizados para os ensaios ácaros tratados com antibiótico e ácaros não tratados. Análises moleculares e microbiológicas foram realizadas para verificar a presença dos microrganismos. A oviposição foi avaliada diariamente durante quatro dias, utilizando folhas de tomate da variedade Santa Clara I-5300 como substrato. Os níveis de inibidores de proteinases e aldeídos totais foram determinados em tomateiros. As plantas aos 45 dias de idade foram infestadas com o ácaro T. evansi tratado com hidroclorido de tetraciclina 0,2 %, T. evansi não tratado e T. urticae não tratado, e como controle foram utilizadas plantas não infestadas. Plantas sob os mesmos tratamentos foram utilizadas como substrato para a avaliação da oviposição do T. evansi tratado com tetraciclina e não tratado. A análise molecular, utilizando o método da reação em cadeia da polimerase (PCR), confirmou a presença de fragmentos DNA bacteriano nos ácaros não tratados e ausência nos ácaros tratados com tetraciclina. As análises microbiológicas confirmaram os resultados obtidos por PCR. A taxa de oviposição dos ácaros tratados foi 2,8 vezes inferior a dos ácaros não tratados. A presença dos microrganismos pode estar associada a benefícios nutricionais e desintoxicação. Na determinação dos níveis de inibidores de proteinases, o tratamento composto por plantas infestadas com ácaros tratados apresentou valor significativamente inferior, em relação aos demais tratamentos. O nível de aldeídos totais foi baixo em todos os tratamentos. Para o T. evansi tratado não houve diferença significativa na taxa de oviposição para os diferentes substratos utilizados. Já para o T. evansi não tratado foi verificada uma maior taxa de oviposição quando utilizado como substrato folhas de plantas pré-infestadas com T. evansi e pré-infestadas com T. evansi com a microbiota reduzida. Tais resultados podem estar relacionados a qualidade nutricional do substrato oferecido. Os resultados advindos deste trabalho vêm contribuir para o conhecimento científico sobre a interação T. evansi-tomateiro, sendo necessária a realização de pesquisas futuras visando à identificação dos microrganismos envolvidos na associação e o estudo de outros parâmetros biológicos.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-18T11:00:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo..pdf: 1177074 bytes, checksum: 43828219b17d82c3939a5204b507864d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T11:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo..pdf: 1177074 bytes, checksum: 43828219b17d82c3939a5204b507864d (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Plantas apresentam inúmeras estratégias de defesa direta e indireta contra herbívoros. As defesas diretas atuam sobre os herbívoros enquanto as defesas indiretas beneficiam os inimigos naturais dos herbívoros. Para maximizar o seu fitness, plantas sob ataque de herbívoros fazem uso de ambas estratégias de defesa simultaneamente. No entanto, alguns herbívoros têm se adaptado para lidar com as defesas de plantas e o ácaro vermelho Tetranychus evansi é um exemplo. Esse herbívoro é capaz de manipular a defesa direta de plantas de tomate em seu próprio benefício. Nesta tese, foram investigados aspectos das interações indiretas entre plantas de tomate atacadas por T. evansi e os inimigos naturais de T. evansi, embora algumas interações diretas entre plantas e herbívoros e herbívoros e predadores também foram estudadas. No primeiro capítulo, foi investigado a influência da planta hospedeira na inadequação de T. evansi como alimento para o ácaros predador Phytoseiulus persimilis. Observou-se que a inadequação de T. evansi como alimento para esse predador não está relacionada com a planta hospedeira do herbívoro. No entanto, o efeito negativo da dieta de T. evansi no desempenho do ácaro predador foi reversível, indicando a ausência de um efeito tóxico ao longo prazo. No segundo capítulo, estudou-se como T. evansi poderia interferir com a defesa indirera de tomateiros pela indução de voláteis e atração de ácaros predadores. Foi observado que T. evansi induz a produção de compostos voláteis que são diferentes dos presentes na mistura produzida por plantas atacadas por Tetranychus urticae. Entretanto, a atratividade dos ácaros predadores (P. persimilis, Phytoseiulus longipes and Phytoseiulus macropilis) por odores de tomateiros atacados por T. evansi foi variável com a densidade de infestação de herbívoros. No terceiro capítulo desta tese, explorou-se a capacidade do ácaro predador P. macropilis em aprender a associar odores de plantas atacadas por T. evansi com a qualidade da presa. Juvenis de P. macropilis não se desenvolveram até a fase adulta, quando alimentados com ovos de T. evansi. No entanto, adultos de P. macropilis não evitaram voláteis de plantas atacadas por T. evansi mesmo após quatro dias consecutivos de experiência com essa presa de baixa qualidade. Em conclusão, estes resultados confirmam a notável capacidade de T. evansi em manipular a defesa de sua planta hospedeira e contornar a ameaça de inimigos naturais. A interação indireta entre ácaros predadores e plantas de tomateiro infestados com T. evansi é prejudicada pela indução diferencial de voláteis que enganam os ácaros predadores. / Plants employs an array of direct and indirect strategies of defence against herbivores. Direct defence acts upon the herbivores, while indirect defence benefits the natural enemies of the herbivores. To maximize their fitness, plants under attack of herbivores are predicted to simultaneously make use of both direct and indirect defence. However, some herbivores have adapted to cope with plant defences. The red spider mite Tetranychus evansi was found to manipulate the direct defence of tomato plants to their own benefit. In this thesis, I focus on investigating indirect interactions between tomato plants attacked by T. evansi and their natural enemies, although some direct interactions between plants and herbivores and herbivores and predators were also studied. First, I studied the influence of host plant on the unsuitability of T. evansi as food for the predatory mite Phytoseiulus persimilis. I observed that this unsuitability was not related with the herbivore’s host plant. The negative effect of T. evansi on the performance of predatory mites was reversible, indicating the absence of long- term toxic effects of prey on the predator. In the second chapter, I studied how T. evansi interferes with the indirect defence of tomato plants through induction of volatiles and attraction of predatory mites. I observed that damage by T. evansi induces the production of volatile organic compounds that are different from those present in the attractive blend of volatiles induced by Tetranychus urticae. The attractiveness of odours from tomato plants infested with T. evansi to predatory mites (P. persimilis, Phytoseiulus longipes and Phytoseiulus macropilis) varied with the density of mites on the plant. In the third chapter of this thesis, I explored the capacity of the predatory mite P. macropilis to learn to associate odours from plants infested with T. evansi with prey quality. Juveniles of P. macropilis were show to perform poorly when fed with eggs of T. evansi. However, adults of P. macropilis did not avoid odours from plants infested with T. evansi, even after four consecutive days of experience with the poor quality prey. In conclusion, these results confirm the remarkable ability of T. evansi to manipulate the plant defence and circumvent the threat of natural enemies. The indirect interaction between predatory mites and tomato plants infested with T. evansi is impaired by the differential induction of volatiles that mislead the predatory mites.

L'acarien rouge de la tomate Tetranychus evansi Baker & Pritchard est un ravageur important des Solanaceae dans divers pays. Il a été introduit accidentellement en Afrique sans ses ennemis naturels. Actuellement, on le trouve dans beaucoup de pays africains et il est considéré comme un ravageur clef dans quelques-uns d'entre eux. L'origine supposée de cet acarien est l'Amérique du Sud. Quelques espèces de prédateurs ont été rapportées en association avec T. evansi. Cependant, différents tests réalisés en laboratoire ont pu démontrer l'inefficacité de ces espèces contre ce ravageur. L'objectif de la présente étude est de continuer la recherche d'agents de contrôle efficaces pour lutter contre T. evansi en Afrique. Pour ceci, la présence de ce ravageur et de ses prédateurs a été étudiée au Brésil et en Argentine, principalement sur les solanacées, d'octobre 2002 à décembre 2004. Dans l'ensemble des prospections, ils ont été trouvé environ 28 000 spécimens de T. evansi au Brésil et 35 000 en Argentine. Dans ces deux pays, un total de 15 espèces de prédateurs de la famille des Phytoseiidae ont été trouvés en association avec ce ravageur. Parmi ces derniers, Phytoseiulus longipes Evans a été l'espèce la plus prometteuse comme agent de contrôle de T. evansi. Ce prédateur a été trouvé à Uruguaiana-RS, Brésil et ceci constitue la première observation de cette espèce dans ce pays. L'acceptation de T. evansi comme proie pour cette population de P. longipes a été évaluée au laboratoire par deux essais. Dans le premier test, le taux moyen journalier d'oviposition du prédateur a été evalué sur T. evansi et sur 3 autres sources de nourriture: Tetranychus urticae Koch, pollen de Ricinus communis L. ou pollen de Typha sp. Dans le deuxième test, la préférence du prédateur pour T. evansi ou T. urticae a été étudiée. Le taux moyen journalier d'oviposition de P. longipes a été approximativement identique pour une alimentation vis-à-vis de T. evansi et T. urticae (respectivement 3,4 et 3,5 oeufs). Le prédateur n'a pas pondu lorsqu'il était alimenté avec les deux types de pollen. Les études suivantes concernant les tests de choix au laboratoire ont toujours démontré des proportions significativement plus grandes de P. longipes sur les folioles avec T. evansi que sur les folioles avec T. urticae. Ensuite, la biologie détaillée de P. longipes a été étudiée, en utilisant les nourritures précédemment citées. La survie des différents stades immatures de P. longipes a été approximativement de 94 % et de 80 % quand ils étaient alimentés avec T. evansi et T. urticae, respectivement. Cette survie a été nulle sur les deux types de pollen. La durée des stades immatures du prédateur alimenté avec ces proies ont été identiques (4,7 et 4,8 jours). Les augmentations des effectifs de P. longipes ont été élevées tant sur T. evansi que sur T. urticae. Le prédateur a présenté un taux intrinsèque d'accroissément naturel ( rm) de 0,363 et un taux fini d'accoissement ( γ ) de 1, 44 avec T. evansi. Il a présenté un rm de 0, 320 et un γ de 1, 38 avec T. urticae. Les résultats obtenus dans ce travail indiquent que P. longipes est un prédateur prometteur pour la lutte biologique contre T. evansi. Ils suggèrent également l'utilité de l'introduction de ce prédateur dans le continent africain pour être utilisé dans un programme de lutte biologique classique. / O ácaro vermelho do tomateiro, Tetranychus evansi Baker & Pritchard, é uma praga importante de Solanaceae em diversos países. Introduzido acidentalmente na África, livre de seus inimigos naturais, atualmente encontra-se em muitos países do continente africano, sendo em alguns deles considerado uma praga-chave. Suspeita-se que este ácaro seja originário da América do Sul. Algumas espécies de predadores têm sido reportadas em associação com T. evansi. Testes conduzidos em laboratório por diferentes pesquisadores não têm podido demonstrar a eficiência daquelas como agente de controle daquela praga. O objetivo do presente estudo foi dar continuidade à busca de agentes de controle eficientes, para o controle de T. evansi na África. Para tanto, investigou-se no Brasil e na Argentina a ocorrência desta praga e de seus predadores, principalmente em solanáceas, de outubro de 2002 a dezembro 2004. No total, foram encontrados cerca de 28 000 espécimes de T. evansi no Brasil e 35 000 na Argentina. Naqueles dois países, encontrou-se um total de 15 espécies de predadores da família Phytoseiidae associados a esta praga. Dentre estas, Phytoseiulus longipes Evans foi a que se mostrou mais promissora como agente de controle de T. evansi. Este predador foi encontrado em Uruguaiana-RS, Brasil, sendo esta a primeira constatação desta espécie naquele país. A aceitação de T. evansi como presa para aquela população de P. longipes foi avaliada em laboratório através de dois testes. No primeiro, comparou-se a oviposição média diária do predador quando alimentado com T. evansi e com 3 outras fontes de alimento: Tetranychus urticae Koch, pólen de Ricinus communis L. ou de Typha sp. No segundo, avaliou-se a preferência do predador por T. evansi ou T. urticae. A oviposição média diária de P. longipes foi aproximadamente a mesma (3,4 e 3,5 ovos) quando alimentado com T. evansi ou T. urticae. Não houve oviposição quando o predador foi alimentado com os dois tipos de pólen. Avaliações sucessivas em testes de livre escolha conduzidos no laboratório demonstraram proporções sempre significativamente maiores de P. longipes em folíolos com T. evansi que em folíolos com T. urticae. Posteriormente, a biologia detalhada de P. longipes foi estudada, utilizando-se os alimentos anteriormente citados. A sobrevivência dos diferentes estágios imaturos de P. longipes foi de aproximadamente 94 % e 80 % quando alimentado com T. evansi e T. urticae, respectivamente, e nula quando em presença de ambos os tipos de pólen. A duração da fase imatura do predador alimentado com aquelas presas foi praticamente a mesma (4,7 e 4,8 dias). Phytoseiulus longipes demonstrou alta capacidade de aumento populacional quando alimentado com T. evansi ou com T. urticae. Apresentou uma capacidade inata de aumento em número (rm) de 0,363 e razão finita de aumento em número (γ) de 1,44 quando alimentado com T. evansi; apresentou rm de 0,320 e γ de 1,38 quando alimentado com T. urticae. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que P. longipes é um predador promissor para ser utilizado no controle biológico de T. evansi. Sugerem também a conveniência de introduzi-lo no continente africano para o uso em um programa de controle biológico clássico.

L'acarien rouge de la tomate Tetranychus evansi Baker & Pritchard est un ravageur important des Solanaceae dans divers pays. Il a été introduit accidentellement en Afrique sans ses ennemis naturels. Actuellement, on le trouve dans beaucoup de pays africains et il est considéré comme un ravageur clef dans quelques-uns d'entre eux. L'origine supposée de cet acarien est l'Amérique du Sud. Quelques espèces de prédateurs ont été rapportées en association avec T. evansi. Cependant, différents tests réalisés en laboratoire ont pu démontrer l'inefficacité de ces espèces contre ce ravageur. L'objectif de la présente étude est de continuer la recherche d'agents de contrôle efficaces pour lutter contre T. evansi en Afrique. Pour ceci, la présence de ce ravageur et de ses prédateurs a été étudiée au Brésil et en Argentine, principalement sur les solanacées, d'octobre 2002 à décembre 2004. Dans l'ensemble des prospections, ils ont été trouvé environ 28 000 spécimens de T. evansi au Brésil et 35 000 en Argentine. Dans ces deux pays, un total de 15 espèces de prédateurs de la famille des Phytoseiidae ont été trouvés en association avec ce ravageur. Parmi ces derniers, Phytoseiulus longipes Evans a été l'espèce la plus prometteuse comme agent de contrôle de T. evansi. Ce prédateur a été trouvé à Uruguaiana-RS, Brésil et ceci constitue la première observation de cette espèce dans ce pays. L'acceptation de T. evansi comme proie pour cette population de P. longipes a été évaluée au laboratoire par deux essais. Dans le premier test, le taux moyen journalier d'oviposition du prédateur a été evalué sur T. evansi et sur 3 autres sources de nourriture: Tetranychus urticae Koch, pollen de Ricinus communis L. ou pollen de Typha sp. Dans le deuxième test, la préférence du prédateur pour T. evansi ou T. urticae a été étudiée. Le taux moyen journalier d'oviposition de P. longipes a été approximativement identique pour une alimentation vis-à-vis de T. evansi et T. urticae (respectivement 3,4 et 3,5 oeufs). Le prédateur n'a pas pondu lorsqu'il était alimenté avec les deux types de pollen. Les études suivantes concernant les tests de choix au laboratoire ont toujours démontré des proportions significativement plus grandes de P. longipes sur les folioles avec T. evansi que sur les folioles avec T. urticae. Ensuite, la biologie détaillée de P. longipes a été étudiée, en utilisant les nourritures précédemment citées. La survie des différents stades immatures de P. longipes a été approximativement de 94 % et de 80 % quand ils étaient alimentés avec T. evansi et T. urticae, respectivement. Cette survie a été nulle sur les deux types de pollen. La durée des stades immatures du prédateur alimenté avec ces proies ont été identiques (4,7 et 4,8 jours). Les augmentations des effectifs de P. longipes ont été élevées tant sur T. evansi que sur T. urticae. Le prédateur a présenté un taux intrinsèque d'accroissément naturel ( rm) de 0,363 et un taux fini d'accoissement ( γ ) de 1, 44 avec T. evansi. Il a présenté un rm de 0, 320 et un γ de 1, 38 avec T. urticae. Les résultats obtenus dans ce travail indiquent que P. longipes est un prédateur prometteur pour la lutte biologique contre T. evansi. Ils suggèrent également l'utilité de l'introduction de ce prédateur dans le continent africain pour être utilisé dans un programme de lutte biologique classique. / O ácaro vermelho do tomateiro, Tetranychus evansi Baker & Pritchard, é uma praga importante de Solanaceae em diversos países. Introduzido acidentalmente na África, livre de seus inimigos naturais, atualmente encontra-se em muitos países do continente africano, sendo em alguns deles considerado uma praga-chave. Suspeita-se que este ácaro seja originário da América do Sul. Algumas espécies de predadores têm sido reportadas em associação com T. evansi. Testes conduzidos em laboratório por diferentes pesquisadores não têm podido demonstrar a eficiência daquelas como agente de controle daquela praga. O objetivo do presente estudo foi dar continuidade à busca de agentes de controle eficientes, para o controle de T. evansi na África. Para tanto, investigou-se no Brasil e na Argentina a ocorrência desta praga e de seus predadores, principalmente em solanáceas, de outubro de 2002 a dezembro 2004. No total, foram encontrados cerca de 28 000 espécimes de T. evansi no Brasil e 35 000 na Argentina. Naqueles dois países, encontrou-se um total de 15 espécies de predadores da família Phytoseiidae associados a esta praga. Dentre estas, Phytoseiulus longipes Evans foi a que se mostrou mais promissora como agente de controle de T. evansi. Este predador foi encontrado em Uruguaiana-RS, Brasil, sendo esta a primeira constatação desta espécie naquele país. A aceitação de T. evansi como presa para aquela população de P. longipes foi avaliada em laboratório através de dois testes. No primeiro, comparou-se a oviposição média diária do predador quando alimentado com T. evansi e com 3 outras fontes de alimento: Tetranychus urticae Koch, pólen de Ricinus communis L. ou de Typha sp. No segundo, avaliou-se a preferência do predador por T. evansi ou T. urticae. A oviposição média diária de P. longipes foi aproximadamente a mesma (3,4 e 3,5 ovos) quando alimentado com T. evansi ou T. urticae. Não houve oviposição quando o predador foi alimentado com os dois tipos de pólen. Avaliações sucessivas em testes de livre escolha conduzidos no laboratório demonstraram proporções sempre significativamente maiores de P. longipes em folíolos com T. evansi que em folíolos com T. urticae. Posteriormente, a biologia detalhada de P. longipes foi estudada, utilizando-se os alimentos anteriormente citados. A sobrevivência dos diferentes estágios imaturos de P. longipes foi de aproximadamente 94 % e 80 % quando alimentado com T. evansi e T. urticae, respectivamente, e nula quando em presença de ambos os tipos de pólen. A duração da fase imatura do predador alimentado com aquelas presas foi praticamente a mesma (4,7 e 4,8 dias). Phytoseiulus longipes demonstrou alta capacidade de aumento populacional quando alimentado com T. evansi ou com T. urticae. Apresentou uma capacidade inata de aumento em número (rm) de 0,363 e razão finita de aumento em número (γ) de 1,44 quando alimentado com T. evansi; apresentou rm de 0,320 e γ de 1,38 quando alimentado com T. urticae. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que P. longipes é um predador promissor para ser utilizado no controle biológico de T. evansi. Sugerem também a conveniência de introduzi-lo no continente africano para o uso em um programa de controle biológico clássico.

L'acarien rouge de la tomate Tetranychus evansi (Tetranychidae) est considéré comme une espèce invasive à fort impact économique sur les cultures de solanacées. Il a été découvert pour la première fois en 1954 au Brésil, d'où il est probablement originaire. Historiquement, T. evansi a d'abord été signalé en Afrique et plus récemment en Europe et en Asie. L'objectif de cette thèse était de reconstruire les routes de colonisation de T. evansi et de dégager le scénario évolutif décrivant le mieux l'histoire de l'invasion. Nous avons d'abord analysé des échantillons collectés dans son aire actuelle de distribution, à l'aide des séquences d'un fragment du gène codant pour la sous-unité I de la Cytochrome Oxydase (COI) de l'ADN mitochondrial et de la région ITS1-5,8S-ITS2 de l'ADN nucléaire ribosomique. Les données soutiennent l'hypothèse d'une origine sud américaine de cette espèce et ont révélé que des événements d'invasions multiples et cryptiques ont eu lieu lors de la colonisation de l'Europe. L'invasion résulte de deux lignées génétiquement divergentes et originaires de deux régions géographiques distantes au Brésil. Ces deux lignées semblent avoir des potentiels invasifs contrastés. Elles s'hybrident au laboratoire ainsi que dans la nature. Grâce à 16 locus microsatellites que nous avons développés et utilisés comme marqueurs, nous avons déterminé les zones géographiques de cette hybridation. Nous avons également pu estimer des paramètres historiques de l'invasion et confronter différents scénarios d'introduction, par la comparaison de la composition génétique des populations récemment introduites avec celles de l'aire d'origine de T evansi, et par l'utilisation de la méthode d'inférence bayésienne (Approximate Bayesian Computation, ABC). Les résultats ABC contredisent partiellement le scénario d'invasion basé uniquement sur des données historiques. Ils suggèrent que T. evansi serait d'abord arrivé en Europe dans le sud de l'Espagne (en Andalousie) bien avant les signalements historiques. Ainsi, l'Andalousie semble avoir servi de source de colonisation pour des nouvelles zones en Afrique, d'autres régions méditerranéennes et d'Asie. Les résultats de cette thèse ouvrent des perspectives d'étude visant à comprendre pourquoi certaines populations d'une espèce allochtone réussissent à s'établir et à envahir un nouvel écosystème / The red tomato spider mite Tetranychus evansi (Tetranychidae) is regarded as an invasive species having an important economic impact on solanaceous crops. It was first discovered in Brazil in 1954, where it probably originated. Based on historical records, T. evansi was first reported in Africa and more recently in Europe and Asia. This work aims at reconstructing the colonization routes of T. evansi and identifies the scenario that best describes the evolutionary history of the invasion. To do this, we first analyzed samples collected from most parts of the world where the mite is currently known to occur. We used sequence variation of a fragment of the mitochondrial Cytochrome Oxidase I (COI) sub-unit I gene and the ITS1-5.8S-ITS2 of the nuclear ribosomal DNA. Our results were consistent with the hypothesis of a South American origin of this species. They also suggested that the invasion of south Europe resulted from multiple cryptic introductions from two genetically divergent lineages originated from two distant geographical regions in Brazil. These two lineages seem to have a differential invasive potential. Despite the high genetic divergence, crosses between mites stemming from the two lineages do occur both in the laboratory and in nature. Second, we used 16 microsatellite loci that we developed for this study and in association with Approximate Bayesian Computation (ABC) methods; we reconstructed the historical events of the cryptic invasion of the pest. ABC results challenge the invasion scenario captured by historical data only. They suggest that T. evansi first arrived to Europe in Southern Spain (Andalusia) long before historic records. Thus, Andalusia seems to have served as a source for colonization of new areas in Africa and other Mediterranean regions. The results obtained in this thesis provide an interesting framework to further study and understand why some populations of an exotic species might become invasive.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 301316 bytes, checksum: 99cd4e8684305bf084ac2f725463bae5 (MD5) Previous issue date: 2012-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plants protect themselves against herbivore attacks by a combination of constitutive and induced defenses, which reduce the performance of herbivores and decrease the spread of damage. Plants under attack by herbivores release a variety of organic volatile compounds, which are involved in the attraction of natural enemies of herbivores. The natural enemies such as predatory mites and coccinellids, for example, are able to exploit these volatiles to locate their prey, using them as chemical signals for the presence of food. Thus, behavioral studies are important for understanding the interactions that occur between organisms in a food web. As well as the knowledge of the chemical compounds that mediate the location of plants infested with herbivores by natural enemies, in order to have a better understanding of insect-plant interactions mediating the third trophic level. In this study, we investigated the responses of the predators Phytoseiulus longipes, Phytoseiulus macropilis and Cycloneda sanguinea to volatiles from tomato plants infested or not infested with the phytophagous mites Tetranychus evansi or Tetranychus urticae. The main objective was to verify whether these predators are able to discriminate between sources of odors produced by the plant-herbivore complex. We also identified the volatile compounds emitted by plants infested with T. evansi, T. urticae and clean tomato plants. To access these results were used techniques of olfactometry for behavioral tests and GC-MS to identify the compounds. The results show that the tested predators are able to discriminate between volatile tomato plants infested with T. evansi or T. urticae and volatile of clean plants, showing that the plant-herbivore complex releases odors attractive to these natural enemies. But when given the choice between plants infested with T. evansi and plants infested with T. urticae, the predators are not able to discriminate between the two sources of odors produced. The identification of volatile compounds was verified that when comparing clean plants and plants infested with T. evansi or T. urticae was found and identified more volatile compounds in infested plants. When we compare plants infested with T. evansi and plants infested with T. urticae, the profile of the volatile compounds were very similar in both. As for the quantitative analysis of compounds, we found no significant difference between the concentrations of each compound emitted by plants infested with T. evansi and T. urticae. The results obtained through the identification and quantification of volatile compounds may explain the responses obtained in the olfactometer experiments. / As plantas se protegem contra o ataque de herbívoros através da combinação de defesas constitutivas e/ou induzidas que reduzem o desempenho dos herbívoros e, consequentemente, interrompem a propagação do dano. Plantas sadias ou sob o ataque de herbívoros liberam uma variedade de compostos orgânicos voláteis, os quais estão envolvidos na atração dos inimigos naturais desses herbívoros. Os inimigos naturais como ácaros predadores e coccinelídeos, por exemplo, são capazes de explorar esses voláteis para localizar suas presas, usando-os como sinais químicos da presença do alimento. Dessa forma, estudos de comportamento são importantes para o entendimento das interações que ocorrem entre os organismos em uma teia alimentar. Assim como o conhecimento dos compostos químicos que mediam a localização de plantas infestadas com herbívoros pelos inimigos naturais, para que se tenha uma melhor compreensão da interação inseto-planta influenciando o terceiro nível trófico. Diante disso, este trabalho objetivou investigar as respostas dos ácaros predadores Phytoseiulus longipes e Phytoseiulus macropilis e de joaninhas da espécie Cycloneda sanguinea aos voláteis de plantas de tomate infestadas ou não com Tetranychus evansi e Tetranychus urticae. O principal objetivo foi verificar se estes predadores são capazes de discriminar entre as fontes de odores produzidas pelo complexo planta-herbívoro. Nós também identificamos os compostos voláteis emitidos por plantas infestadas com o ácaro-vermelho T. evansi e com o ácaro rajado T. urticae e de plantas de tomate limpas. Para acessar esses resultados foram utilizadas as técnicas de olfatometria para os testes comportamentais e o GC-MS para a identificação dos compostos. Os resultados mostram que os predadores testados são capazes de discriminar entre voláteis de plantas de tomate infestadas com T. evansi ou T. urticae e voláteis de plantas limpas. Isso mostra que o complexo planta-herbívoro libera odores atraentes a estes inimigos naturais. Porém, quando dada à escolha entre plantas infestadas com T. evansi e plantas infestadas com T. urticae, os predadores não são capazes de discriminar entre as duas fontes de odores produzidas. Quanto à identificação dos compostos foi verificado que ao compararmos plantas limpas e plantas infestadas, seja com o ácaro-vermelho ou com o ácaro rajado, foram encontrados e identificados uma quantidade bastante superior de compostos voláteis nas plantas infestadas. Já quando comparamos plantas infestadas com T. evansi e plantas infestadas com T. urticae, o perfil de compostos voláteis encontrado em ambas foi bastante similar. Quanto à análise quantitativa dos compostos, observamos que não existe diferença significativa entre as concentrações de cada composto emitidos por plantas infestadas com T. evansi e T. urticae. Os resultados obtidos através da identificação e quantificação dos compostos voláteis podem explicar as respostas obtidas nos experimentos de olfatômetro.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 484977 bytes, checksum: 368d0f7fd7c2f8a96df8c45cef7c69bf (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em todo o mundo lavouras de tomate sofrem o ataque de pragas. Uma das principais pragas do tomate é o ácaro vermelho Tetranychus evansi Baker & Pritchard (Acari: Tetranychidae). Uma característica marcante de T. evansi é a sua alta produção de teia sobre suas plantas hospedeiras. Essa teia pode afetar diretamente os inimigos naturais, reduzindo a sua eficiência de predação ou indiretamente alterando seu comportamento de busca. No entanto, alguns ácaros predadores da família Phytoseiidae podem ser bem adaptados para lidar com a teia dos ácaros fitófagos. Para selecionar agentes de controle biológico eficientes é importante compreender as interações diretas e indiretas entre os organismos envolvidos no agroecossistema em questão. Nesta dissertação, foi investigado o papel da teia produzida por T. evansi como mediadora de interações diretas e indiretas com seus inimigos naturais. No Capítulo 1 foram investigados os efeitos da teia produzida por T. evansi em suas interações com o ácaro predador Phytoseiulus longipes Evans (Acari: Phytoseiidae). Foi avaliado se fêmeas de T. evansi reconhecem sinais químicos do predador e se estes sinais podem induzir os ácaros a produzirem mais teia. Os resultados mostram que a presa não produz mais teia em resposta a estímulos de risco de predação, no entanto, passa a depositar uma maior parcela de seus ovos suspensos na teia, longe da superfície da folha. Esses ovos suspensos sofreram uma menor predação por P. longipes do que os ovos que se encontravam na superfície da folha. Entretanto a taxa de predação de P. longipes sobre ovos de T. evansi em discos com e sem teia não diferiram, indicando que esse predador não é afetado negativamente pela teia de sua presa. No segundo capítulo foi estudado se a teia produzida por T. evansi pode afetar o comportamento de forragemamento de P. longipes modulando a sua preferência entre ambientes e presas. Estudou-se também se ocorre predação intraguilda entre P. longipes e outro ácaro predador Phytoseiulus macropilis (Banks) (Acari: Phytoseiidae), que podem coocorrerem sobre as mesmas plantas. Observou-se que P. longipes prefere as metades de discos de folhas que apresentavam uma estrutura mais complexa (mesmo quando eles não tinham alimento) em relação às metades dos discos com ovos e sem teia de T. evansi. Esta preferência por ambientes de estrutura complexa pode ser explicada pela menor taxa de predação intraguilda de P. macropilis observada em discos de tomate com teia de ácaros. A presença da teia reduziu a capacidade predatória de P. macropilis. A diferença entre ambos os predadores para lidar com a teia de ácaros fitófagos pode ser explicado em parte pelas diferenças no comprimento das setas dorsais j3, z2 e z4, que são mais longas em P. longipes. Com relação à preferência de P. longipes por espécies de presas, observou-se que os ácaros predadores escolheram T. evansi a T. urticae, tanto em presença quanto ausência de teia. Esses resultados indicam que a teia de T. evansi pode mediar o comportamento de forrageamento de ácaros da família Phytoseiidae de acordo com seus níveis de adaptações morfológicas e comportamentais. Em linhas gerais, pode-se concluir que os ácaros predadores P. longipes são bem adaptados para lidar com a grande quantidade de teia produzida por T. evansi. Além de não evitar plantas com elevada quantidade de teia, esse ácaro predador pode se beneficiar desse ambiente complexo, reduzindo a competição com outros predadores. No entanto, a presença do predador estimula T. evansi a mudar seu comportamento de oviposição, reduzindo a eficiência predatória de P. longipes. Assim, ao alterar o seu comportamento de oviposição em resposta aos sinais dos predadores, as fêmeas de T. evansi utilizam mais eficientemente sua teia para protegerem sua prole. / Worldwide, tomato suffers from herbivory. One of the most important tomato pests is the red spider mite Tetranychus evansi Baker & Pritchard (Acari: Tetranychidae). A striking characteristic of T. evansi is its high production of web over its host plants. The web can directly affect natural enemies by reducing its predation efficiency or indirectly by changing its foraging behaviour. However some Phytoseiidae can be well adapted to cope with spider mite webbing. To select efficient biologicol control agents, it is important to understand the direct and indirect interactions between the organims involved in the agroecosystem. In this dissertation, I investigated how the web produced by T. evansi mediates direct and indirect interactions with its natural enemies. In Chapter 1 I investigate the effects of the web produced by T. evansi on its interactions with the predatory mite Phytoseiulus longipes Evans. We tested whether spider mite females recognize predator cues and whether these can induce the spider mites to produce denser web. We found that the prey did not produce denser web in response to such cues, but laid more eggs suspended in the web, away from the leaf surface. These suspended eggs suffered less predation by P. longipes than eggs that were laid on the leaf surface, under the web. However the predation rate of P. longipes on eggs of T. evansi on discs with and without web was not different, indicating that this predatory mite is not negatively affected by the spider mite web. In the second Chapter I studied whether the complex web produced by spider mites could affect the foraging behaviour of P. longipes modulating its preference between patches and prey. Was also studied if there is intraguild predation between the predatory mites P. longipes and Phytoseiulus macropilis (Banks) (Acari: Phytoseiidae), which can co-occur on the same plants. We observed that P. longipes always preferred the leaf discs halves with more complex environmental structure (even when there was no food on it) to discs half with eggs and no web of T. evansi. The strong preference for patches with complex structure could be explained by the reduced rate of intraguild predation by P. macropilis observed on tomato discs with spider mite web. As observed, the presence of spider mite web reduced the predatory efficiency of P. macropilis in intraguild predation experiment. The difference between both predatory mites to cope with the web of spider mites could be explained in part by the differences in length of the setae j3, z2 and z4 that are longer in P. longipesi, but is needed manipulation of these traits. With respect to the preference of P. longipes by prey species, we observed that the predator chose T. evansi to T. urticae, both in the presence and absence of web. These results indicate that spider mite web can mediate the foraging behaviour of phytoseiid mites according to their level of morphological and behavioral adaptation to webbing. In general, we conclude that the predatory mite P. longipes is well adapted to cope with the higher web densities produced by T. evansi. Besides not avoid thus plants with high amounts of web, P. longipes can benefit from this complex environment by reducing competition with others predators. However the presence of the predatory mite stimulates T. evansi to change its oviposition behaviour, reducing the predation efficiency of P. longipes. Thus, by altering their oviposition behaviour in response to predator cues, females of T. evansi make better use of their web to protect their offspring.

Os ácaros Tetranychus evansi e Tetranychus urticae são pragas conhecidas de tomateiros. O ácaro T. urticae induz as defesas diretas e indiretas das plantas de tomate. Já a espécie T. evansi suprime as defesas diretas e indiretas e protege seu sitio de alimentação com a produção de teia densa. Não se conhece o desempenho de insetos pragas em plantas infestadas por ácaros T. evansi. O objetivo deste trabalho foi avaliar, em campo, a colonização de plantas por outros artrópodes após serem infestadas por T. evansi ou por T. urticae. No primeiro capítulo da tese foram feitos experimentos em campo para avaliar o desempenho de fêmeas de T. evansi em plantas de tomate limpas (controle) ou infestadas por T. evansi ou infestadas por T. urticae. Foi observado que a oviposição de fêmeas de T. evansi em plantas infestadas anteriormente por T. urticae foi significativamente menor do que observada em plantas limpas ou infestadas antes por T. evansi. Também foi avaliada a preferência de artrópodes em cada tratamento. As plantas foram separadas em três tratamentos (planta limpa, infestada com 400 ácaros T. urticae ou T. evansi) e após 4 dias foram posicionadas em um hexágono, em campo. A maior quantidade de herbívoros foi encontrada em plantas limpas do que em plantas infestadas com T. urticae ou com T. evansi. Dentre os herbívoros com maior abundância e frequência estavam as moscas brancas Bemisia tabaci (Biotipo B). No segundo capítulo foi estudada a preferência das moscas brancas (B. tabaci) em plantas limpas ou infestadas por T. evansi ou T. urticae com e sem teia. As moscas brancas foram encontradas em maior quantidade em plantas limpas ou infestadas por T. urticae. No terceiro capítulo foi avaliada a oviposição e desempenho de moscas brancas B. tabaci em plantas limpas ou infestadas com ácaros T. evansi ou T. urticae. As moscas brancas ovipositaram mais em plantas infestadas por T. evansi e em plantas limpas. Não houve diferença significativa na taxa de mortalidade de ninfas de moscas brancas entre os tratamentos. Nessa tese foi comprovado que artrópodes em campo evitam plantas infestadas por T. evansi. / The spider mites Tetranychus evansi and Tetranychus urticae are pests of tomato plants. The species T. urticae induces direct and indirect defenses of tomato plants. The species T. evansi suppresses direct defenses of tomato plants and protects its feeding site with dense web. The performance of insect pests on plants infested by T. evansi mites is not known. The objective of this study was to evaluate the colonization of plants infested by T. evansi and T. urticae by other arthropods in the field. In the first chapter of this thesis I evaluated the performance of females of T. evansi in clean or infested tomato plants by T. evansi or T. urticae. I observed that the oviposition of T. evansi females was significantly lower on plants previously infested by T. urticae than on clean or infested plants by T. evansi. In another experiment, I evaluated the preference of arthropods in each treatment. Plants were divided into three treatments (clean plant, infested with 400 T. urticae or 400 T. evansi) and after 4 days they were positioned in a hexagon in the field. The largest amount of herbivores were found on clean plants, than on plants infested by T. urticae or T. evansi. The whitefly Bemisia tabaci (byotipe B) was the most abundant herbivore found on the plants. In the second chapter, I studied the preference of whitefly (B. tabaci) for clean plants or plants infested by T. evansi or T. urticae with and without web. The whiteflies were found in greater quantities in clean plants or plants infested by T. urticae. In the third chapter, I assessed the oviposition and performance of whitefly B. tabaci in clean plants or infested plants with T. evansi or T. urticae. The whiteflies laid more eggs on plants infested by T. evansi and clean plants. There was no significant difference in mortality of whiteflies nynphs between treatments. This thesis has been proved that arthropods in the field avoid plants infested by T. evansi, in the field.

The aims of this study were to develop a detailed record of the tetranychid mites of Kenya and Tanzania, to assess the diversity of tetranychid mites in the east African biodiversity hotspots and to determine female characters that can be used to identify the species of the economically important Tetranychus species found in these countries. The genetic diversity of the most abundant Tetranychus species (Tetranychus evansi Baker & Pritchard) was also assessed. The Tetranychidae (Acari) contain some of the most important pest species of phytophagous mites worldwide. Out of the almost 1,300 species in this family, 256 species are known to occur in Africa. Before this study, ten species had been reported from Kenya and only three in Tanzania. The genus Tetranychus to which most of the pest species belongs to, can only be identified to species level by the use of the male aedeagus that is often difficult to visualize. The natural habitat, the Eastern Arc Mountains and East African Coastal Forests in Kenya and Tanzania is recognized as biodiversity hotspots but prior to his study, information on Tetranychidae in these hotspots was lacking. Thus, no information on the natural mite fauna composition was available. In Kenya, 18 tetranychid mite species from various plant hosts have been recorded. Four of these species belong to the subfamily Bryobiinae and the other 14 to the subfamily Tetranychinae. Eight of the mite species identified belong to the genera Bryobia, Petrobia, Peltanobia, Paraplonobia, Duplanychus, Eutetranychus and Mixonychus and are being reported for the first time in Kenya while the other ten had already been reported before. For Tanzania, six species belonging to the genera Tetranychus, Eutetranychus and Mixonychus are being reported for the first time from Tanzania and other three had been reported before. A list of these species, their brief descriptions as well as a key for identification is provided. A redescription of Peltanobia erasmusi including previously undescribed male characters is given. Schizotetranychus kwalensis sp. nov. from Kenya and Brevinychus meshacki from Tanzania were collected on Omorcarpum kirkii (Fabaceae) from Matuga, Kwale district, Kenya and Philonoptera eriocalyx (Fabaceae) from Sangasanga, Mvomero district, Tanzania respectively and described. Revised keys of Brevinychus and of the African species of Schizotetranychus are also provided. Tetranychus evansi Baker & Pritchard ranked highest in abundance amongst all the tetranychid mites collected. It was found in four out of five fragments of the hotspot, and it survives in a wide range of altitudes from as low as 123 m to 1655 m. Molecular examination of T. evansi collected from Kenya and Tanzania and on different host plants revealed an identical DNA sequence of the mitochondrial COI fragment and 19 identical microsatellite alleles suggesting a single introduction of this species to this part of East Africa. Female characters of four Tetranychus species found in Kenya were explored using the scanning electron microscope. Differences in the distances between the duplex setae of species belonging to the desertorum group (Tetranychus evansi Baker & Pritchard and Tetranychus ludeni Zacher) and those grouped by Flechtmann and Knihinicki (2002) under group 9 (Tetranychus neocaledonicus Andre and Tetranychus urticae Koch) were observed. The dorsal striae of T. evansi, T. neocaledonicus and T. urticae have semicircular lobes whereas those on the dorsal striae of T. ludeni are triangular. / Thesis (PhD (Environmental Sciences))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2012.

The aims of this study were to develop a detailed record of the tetranychid mites of Kenya and Tanzania, to assess the diversity of tetranychid mites in the east African biodiversity hotspots and to determine female characters that can be used to identify the species of the economically important Tetranychus species found in these countries. The genetic diversity of the most abundant Tetranychus species (Tetranychus evansi Baker & Pritchard) was also assessed. The Tetranychidae (Acari) contain some of the most important pest species of phytophagous mites worldwide. Out of the almost 1,300 species in this family, 256 species are known to occur in Africa. Before this study, ten species had been reported from Kenya and only three in Tanzania. The genus Tetranychus to which most of the pest species belongs to, can only be identified to species level by the use of the male aedeagus that is often difficult to visualize. The natural habitat, the Eastern Arc Mountains and East African Coastal Forests in Kenya and Tanzania is recognized as biodiversity hotspots but prior to his study, information on Tetranychidae in these hotspots was lacking. Thus, no information on the natural mite fauna composition was available. In Kenya, 18 tetranychid mite species from various plant hosts have been recorded. Four of these species belong to the subfamily Bryobiinae and the other 14 to the subfamily Tetranychinae. Eight of the mite species identified belong to the genera Bryobia, Petrobia, Peltanobia, Paraplonobia, Duplanychus, Eutetranychus and Mixonychus and are being reported for the first time in Kenya while the other ten had already been reported before. For Tanzania, six species belonging to the genera Tetranychus, Eutetranychus and Mixonychus are being reported for the first time from Tanzania and other three had been reported before. A list of these species, their brief descriptions as well as a key for identification is provided. A redescription of Peltanobia erasmusi including previously undescribed male characters is given. Schizotetranychus kwalensis sp. nov. from Kenya and Brevinychus meshacki from Tanzania were collected on Omorcarpum kirkii (Fabaceae) from Matuga, Kwale district, Kenya and Philonoptera eriocalyx (Fabaceae) from Sangasanga, Mvomero district, Tanzania respectively and described. Revised keys of Brevinychus and of the African species of Schizotetranychus are also provided. Tetranychus evansi Baker & Pritchard ranked highest in abundance amongst all the tetranychid mites collected. It was found in four out of five fragments of the hotspot, and it survives in a wide range of altitudes from as low as 123 m to 1655 m. Molecular examination of T. evansi collected from Kenya and Tanzania and on different host plants revealed an identical DNA sequence of the mitochondrial COI fragment and 19 identical microsatellite alleles suggesting a single introduction of this species to this part of East Africa. Female characters of four Tetranychus species found in Kenya were explored using the scanning electron microscope. Differences in the distances between the duplex setae of species belonging to the desertorum group (Tetranychus evansi Baker & Pritchard and Tetranychus ludeni Zacher) and those grouped by Flechtmann and Knihinicki (2002) under group 9 (Tetranychus neocaledonicus Andre and Tetranychus urticae Koch) were observed. The dorsal striae of T. evansi, T. neocaledonicus and T. urticae have semicircular lobes whereas those on the dorsal striae of T. ludeni are triangular. / Thesis (PhD (Environmental Sciences))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2012.