Influence of identity and behavioral patterns of ants and resource quality mediator (honeydew) in the results of the ant-plant-hemiptera interaction

Autor: Vitor Miguel da Costa Silva
Přispěvatelé: Kleber Del Claro, Dulce Rodriguez Morales, Diego Vinícius Anjos Silva
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
Popis: As interações entre formigas e plantas são amplamente diversificadas, variando de relações antagônicas (e.g., herbivoria) a relações mutualísticas (e.g., dispersão de sementes, polinização e mutualismo de proteção). No caso do mutualismo de proteção, essas relações podem ser mediadas por diferentes recursos, como os nectários extraflorais (NEFs) e/ou as exsudações de hemípteros (i.e., honeydew). Associações hemípteros-formigas podem representar um mecanismo de defesa indireta para as plantas contra o ataque de herbívoros. Essa defesa biótica das plantas (associação com formigas) está condicionada a diferentes fatores, como a identidade e competição entre as formigas pelo acesso aos recursos e a qualidade desses recursos. Dessa forma, a presente dissertação teve como objetivo avaliar como a identidade e os padrões comportamentais das formigas e a qualidade do recurso alimentar mediador da interação formiga-planta, nesse caso o exsudato dos hemípteros (honeydew), influenciam nos resultados da interação formiga-planta-hemíptero. Para alcançar esse objetivo, essa dissertação foi dividida em dois capítulos. No Capítulo 1 foram avaliados os impactos espaço-temporais de duas diferentes estratégias de dominância de formigas (alta agressividade e nidificação no solo, e baixa agressividade e nidificação na planta) mediadas pelo honeydew na interação formiga-Solanum lycocarpum (Solanaceae)-Enchenopa brasiliensis (Hemiptera). Os resultados desse capítulo mostraram que a identidade e a estratégia de dominância das formigas é um fator chave para os resultados finais dessas interações. As espécies de formigas mais agressivas são mais propícias a dominar plantas com membracídeos e apresentam um impacto expressivo e positivo sobre as agregações dos hemípteros. No Capítulo 2 foi avaliado se a qualidade do honeydew varia conforme o local em que os membracídeos estão se alimentando (estruturas reprodutivas ou vegetativas), e se essa variação influencia a efetividade da defesa biótica nas plantas hospedeiras. Os resultados desse capítulo mostraram que o honeydew é amplamente variável a depender do local em que os membracídeos estão hospedados. Entretanto, tais variações na qualidade do honeydew não influenciaram na abundância das formigas sobre as regiões mais e menos concentradas, e a presença desse recurso afetou positivamente a riqueza, abundância e atividade dos herbívoros. Conclui-se que a interação formigas-S. lycocarpum-E. brasiliensis mediada por honeydew é altamente dependente de contexto, variando com a identidade e padrões comportamentais das formigas, bem como a qualidade do recurso mediador (concentração de açúcar do honeydew). Efeitos dependentes de contexto resultam em impactos diretos e indiretos nas interações formigas-plantas-hemípteros, podendo ser negativos, neutros ou positivos, podendo influenciar nos padrões de biodiversidade do local. Interactions between ants and plants are widely diverse, ranging from antagonistic relationships (e.g., herbivory) to mutualistic relationships (e.g., seed dispersal, pollination, and protective mutualism). In the case of protection mutualism, these relationships can be mediated by different resources, such as extrafloral nectaries (EFNs) and/or hemipterans exudations (i.e., honeydew). Hemipteran-ant associations may represent an indirect defense mechanism for plants against attack by herbivores. This biotic defense of plants (association with ants) is conditioned by different factors, such as identity and competition among ants for access to resources and the quality of these resources. This dissertation evaluated how the identity and behavior patterns of ants and the quality of food resource that mediates the ant-plant interaction, in this case the hemipterans exudate (\"honeydew\"), influence the outcomes of the ant-plant-hemipteran interaction. To achieve this goal, this dissertation was divided into two chapters. In Chapter 1, we evaluated the spatiotemporal impacts of two different ant dominance strategies (high aggressiveness and nest in the ground, and low aggressiveness and nest on plants) mediated by honeydew on the ant-Solanum lycocarpum (Solanaceae)-Enchenopa brasiliensis (Hemiptera) interaction. The results of this chapter showed that the ant identity and dominance strategy significantly influenced the outcomes of the interaction. The more aggressive ant species are more likely to dominate plants with membracids and have an expressive and positive impact on hemipterans aggregations. In Chapter 2, it was evaluated whether honeydew quality varies according to the place where the membracids are feeding (reproductive or vegetative structures) and whether this variation influences the effectiveness of the biotic defense in host plants. The result of this chapter showed that honeydew is widely variable depending on where the membracids are hosted. However, such variation in honeydew quality did not influence the abundance of ants over the more and less concentrated regions, and the presence of this resource positively affected the richness, abundance, and activity of herbivores. It is concluded that the ant-S. lycocarpum-E. brasiliensis interaction mediated by honeydew is highly context-dependent, varying with the identity and behavior patterns of ants, as well as the quality of the mediating resource (sugar concentration of honeydew). Context-dependent effects result in direct and indirect impacts on ants-plants-hemipterans interactions, which can be negative, neutral, or positive, and can influence the local biodiversity patterns.
Databáze: OpenAIRE
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