Interações planta-animal, tais como polinização, são a chave de processos ecológicos in muitas comunidades terrestres. O estudo de quem interage com quem é uma importante ferramenta para se entender os processos ecológicos e evolucionários. Em algumas comunidades tropicais, mais de um quarto de todas as espécies de planta pode ser polinizado por besouros. Eles são um grupo de inseto muito antigo e diversificado e eles interagem com angiospermas desde o período de suas origens e princípio da diversificação. Adicionalmente, a interação entre besouros e recursos florais provém singular oportunidade para se avaliar a complexidade de interações e a possibilidade de generalização como a tendência para plantas para usar uma enorme proporção da fauna de besouros visitantes como polinizadores, ou especialização com plantas usando uma proporção relativamente pequena da fauna disponível de visitantes como polinizadores. A distribuição espacial de espécies vegetais tem sido considerada um importante componente na determinação de interações planta-animal, sendo esperado que muitos padrões observados nestes sistemas resultem de variações na distribuição de recursos vegetais. A disponibilidade de recursos florais apresenta variações espaço-temporais que podem influenciar a eficiência dos polinizadores do ponto de vista quantitativo, pela freqüência de ocorrência da interação, ou qualitativo pela contribuição dada ao sucesso reprodutivo das espécies. Os principais objetivos da presente tese foram: 1) descrever a história natural e interação flores besouros em espécies de Cerrado em relação à heterogeneidade espaço-temporal da distribuição de recursos entre fitofisionomias localizadas na Estação Ecológica de Itirapina (EEI) e em área de Cerradão pertencente ao Instituto Arruda Botelho (22º12- 22º10S e 47º55- 47º57W, respectivamente) durante dois anos consecutivos; 2) verificar o padrão local de distribuição de flores e besouros em quatro fitofisionomias de cerrado estudadas; 3) caracterizar a nível de comunidade os padrões de interações observados na comunidade composta por besouros associados a flores; 4) finalmente, compreender detalhadamente um dos diversos sistemas de interação besouros-plantas registrados na área de estudo. Escolhemos o sistema de interação de D. furfuracea-besouros com o objetivo de descrever sua fenologia de floração e frutificação e seu sistema reprodutivo, verificando se há limitação polínica e de recursos. Também foi avaliada a função e o efeito dos visitantes florais sobre o sistema reprodutivo. Uma alta proporção de espécies de plantas tem suas flores visitadas por besouros em todas quatro fitofisionomias de Cerrado estudadas (12-40%), indicando que os dados disponíveis até o momento subestimam a ocorrência de cantarofilia para áreas de Cerrado. Este consiste no primeiro estudo focando toda uma comunidade de besouros associados a flores. Não houve variação temporal entre anos tanto para as redes de visitantes-flores ou para redes de polinizadores-plantas. Redes de polinizadores-plantas tiveram espécies de besouros altamente especialistas. Attalea geraensis¸ C. pubescens, D. furfuracea>, D. hispida, K. coriacea, S. petrea, T. formosa e X. aromatica consistem em espécies de planta envolvidas em muitas interações e foram consideradas espécies centrais. Tanto as redes de visitantes-flores, como a rede de polinizadores-plantas evidenciaram uma estrutura composta combinando estrutura de rede aninhada com compartimentada, mas com predomínio do padrão compartimentado. Estes compartimentos são resultantes tanto das muitas interações espécie-específica entre espécies de besouros e plantas, como daquelas espécies de planta que interagem com várias espécies especialistas de besouros. De modo geral, focando atenção nos besouros, ambas as redes, visitantes-flores e polinizadores-plantas foram definidas como altamente especializadas já que visitaram flores poucas espécies de planta tanto para comparações entre anos, como entre fitofisionomias. O presente estudo mostrou que o Cerrado apresenta sistemas de interação entre besouros e flores de espécies de planta com alta especificidade. Dentre as várias espécies de planta compreendidas nestas redes de interação de alta especificidade, merece desta D. furfuracea que apresenta uma fauna composta por várias espécies de besouros polinizadores altamente especialistas. Duguetia furfuracea é uma espécie auto-incompatível, cuja população estudada apresentou limitação polínica e de recursos no solo. Há duas guildas especializadas de besouros interagindo com esta espécie de planta. A primeira é composta por uma única espécie de curculionídeo (Plasilia sp.) que visitou suas flores em baixa abundância (média de 0,55 besouros por flor), mas com alta freqüência de ocorrência (44,9% das flores) e suas larvas consomem as sementes dos frutos que se desenvolvem. A segunda guilda é composta por várias espécies de besouros nitidulídeos, principalmente Colopterus sp.3 que visitaram as flores em grande abundância (média de 99 besouros por flor) e também com alta ocorrência de visitação (92% das flores) e que efetivamente promoveram a polinização. O sistema de polinização de D. furfuracea consiste no primeiro caso de polinização mutualística obrigatória envolvendo diferentes guildas de visitantes florais. Este também é o primeiro sistema de polinização combinando polinizadores previsíveis e confiáveis, consumo de sementes, limitação polínica e limitação por recursos, o que resulta em um complexo e eficiente mecanismo para regulação da população do visitante floral consumidor de sementes e para otimizar o sucesso reprodutivo da planta. / Plant-animal interactions, such as pollination, are a key element in many terrestrial communities. The study of who interacts with whom is an important approach for understanding ecological and evolutionary processes. In some tropical communities, up to one quarter of all plant species may be pollinated by beetles. They are an ancient and much diversified insect group and they interact with angiosperms since the time of their origin and early diversification. Additionally, the interaction between beetle and floral resource provide unique opportunity to evaluate the complexity of interactions and the possibility of generalization as the tendency for plants to use a large proportion of the available beetle-visiting fauna as pollinators, or specialization with plants using a relatively small proportion of the available beetle visiting fauna as pollinators. The spatial distributions of plant species have been considered an important component in the determination of plant-animal interactions, and it is expected that many patterns observed in these systems resulting from variations in the resource distribution of plants. The availability of floral resources presents spatio-temporal variations that may affect the pollinator efficiency in its quantitative traits through frequency of occurrence of the interaction, or qualitative by its contribution to the fitness plant. Thus, the main objectives of this present thesis were: 1) describe the natural history and interactions of beetle with flowers in Cerrado species focusing the spatio-temporal heterogeneity of the resource distribution among phytophysiognomies located in the Itirapina Ecological Station and in the Cerradão area belongs to the Arruda Botelho Institute (22º12- 22º10S and 47º55- 47º57W, respectively) during two consecutive years.; 2) verify the local pattern of flowers and beetle distribution in the four cerrado phytophysiognomies studied; 3) characterize in the community level the interaction patterns observed in the community composed by beetles associated to flowers; 4) finally, comprehend deeply one of the several beetle-flower systems recorded to this studied area. We chose the D. furfuracea-beetle interaction system with aim to describe its flowering and fruit phenology and its reproductive biology verifying if there are pollen and resource limitation. Also was evaluated the role and effect of floral visitors in the fitness plant. A high number of flowering species was visited by beetles (12-40%) indicating that the data available up to now underestimate the representation of this interaction in Cerrado areas. This work represents the first study focusing in the entire beetle community associated to flowers. Was found no temporal variation in the interaction between beetles and flowers. Pollinator-plant webs had beetle species highly specialist. A. geraensis¸ C. pubescens, D. furfuracea, D. hispida, K. coriacea, S. petrea, T. formosa and X. aromatica , involved in many interactions were considered as core species. Both the visitor-flower and the pollinator-plant webs showed a compound structures mixing nested and compartmented networks structure, but predominating the compartmented pattern. These compartments are resultant from both of the many species-specific interactions between beetle and plant species and of the plant species that interact with several specialist beetle species. Both visitor-flower and pollinator-plant webs may be denominated as highly specialist from the beetle perspective whereas that these beetle fauna visited flowers of very few plant taxa over time and space. The present study showed that the Cerrado presents interaction systems between beetles and plants species with high specificity. Among the several plant species comprised in these interaction webs with high specificity, D. furfuracea presents a very interesting pollinator system, presenting a fauna composed by several pollinator beetle species highly specialized. D. furfuracea is a self-incompatible species, which studied population presented pollen and resource limitation. There are two specialized beetle guilds interacting with this plant species. The first guild is composed just by one curculionid species (Plasilia sp.) that visited flowers with low abundance (median of 0.55 beetles per flower), but presenting high frequency of occurrence (44.9% of the flowers) and their larvae consumed seed of that fruits that developed. The second guild is composed by several nitidulid beetles, principally Colopterus sp.3 that visited flowers in large abundance (median of 99 beetles per flower) and also presented high visitation occurrence (92% of flowers) and that effectively promoted the pollination. The pollination system of D. furfuracea consists is the first case of obligate pollination mutualism case involving different guilds of floral visitors. This also constitutes the first pollination system combining predictable and reliable pollinators, seed consumption, pollen and resource limitation resulting in a complex and efficient mechanism to regulate the seed consuming by floral visitor`s population and to optimize the plant fitness
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-25112009-102830 |
| Date | 11 September 2009 |
| Creators | Hipolito Ferreira Paulino Neto |
| Contributors | Silvana Buzato, Paulo Eugênio Alves Macedo de Oliveira, Paulo Inácio de Knegt López de Prado, Gustavo Quevedo Romero, Antonio Carlos Webber |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ecologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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