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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2018.tde-30072018-160416
Document
Author
Full name
Fernando Ribeiro Sujimoto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2018
Supervisor
Committee
Bento, José Maurício Simões (President)
Helene, André Frazão
Lopes, Joao Roberto Spotti
Lucia, Terezinha Maria Castro Della
Oliveira, Paulo Sergio Moreira Carvalho de
Title in Portuguese
Polimorfismo e polietismo na comunicação química, comportamento de limpeza e trofalaxia em Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae)
Keywords in Portuguese
Ecologia química
Eletrofisiologia
Formigas cortadeiras
Grooming
Interação social
Sensilas
Troca de alimento
Variação morfológica
Abstract in Portuguese
Formigas são insetos eusociais intensamente dependentes da comunicação química, possuindo características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas a um estilo de vida circundado por mensagens químicas. Esta peculiaridade olfativa do ponto de vista biológico, reflete nos padrões altamente polimórficos encontrados nas colônias dos grupos mais derivados, como as formigas cortadeiras (Attini). Assim, as castas e sub castas encontradas nos ninhos de formigas do gênero Atta, possuiriam características, como os órgãos olfativos e a sensibilidade eletrofisiológica, variáveis de acordo com seus tamanhos corpóreos e funções exercidas na colônia. Portanto, haveria uma correlação direta ou indireta do tamanho das formigas, os perfis comportamentais e comunicação química nessas espécies. Essa relação poderia ser vista em diversas atividades, como a limpeza entre os indivíduos e a troca de alimentos via oral. Dessa forma, a presente tese foca na interação entre o polimorfismo, polietismo e comunicação química nas formigas de Atta sexdens. Ainda descreve a participação das operárias e rainha nos comportamentos de grooming e trofalaxia, ligando-os à possível função de dispersão de hidrocarbonetos de cutícula na colônia. A tese esta dividida em quatro capítulos. O Capítulo 1, compreendeu uma introdução dos conhecimentos abordados em toda tese, e as linhas gerais do trabalho. No Capítulo 2, foi realizado uma descrição quantitativa e qualitativa das sensilas em todas as castas e sub castas encontradas em ninhos de A. sexdens. Os resultados indicaram que esses órgãos sensoriais variaram de acordo com os padrões polimórficos e perfis etológicos. O Capítulo 3 abordou as respostas eletrofisiológicas da antenas a diferentes feromônios, comparando todos os grupos polimórficos de A. sexdens. Foram observados neste caso, similaridades e discrepâncias na sensibilidade aos conteúdos das glândulas de veneno, Dufour e mandibular entre as sub castas (jardineiras, generalistas, forrageiras e soldados), e também entre os machos e rainhas, possibilitando a correlação com as atividades que exercem no ninho. No Capítulo 4 investigou-se a participação de cada tipo de operárias de A. sexdens nos comportamentos de trofalaxia, allogrooming e self-grooming, relacionando-os com a presença da rainha dentro da câmara. Adicionalmente, frente aos resultados, as diferentes ações das sub castas nesses comportamentos puderam ser associadas à possível importância da limpeza e troca de alimentos na dispersão de compostos de reconhecimento e formadores do gestalt químico da colônia. Estes resultados, contribuem para uma melhor compreensão do complexo cenário sustentado pela eusocialidade, ecologia química, percepção olfativa e comportamento nas formigas cortadeiras.
Title in English
Polymorphism and polyethism in chemical communication, grooming and trophallaxis of the leaf cutter ant Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera: Formicidae)
Keywords in English
Chemical ecology
Eletroctrophysiology
Food exchange
Grooming
Leaf cutter ants
Morphological variation
Sensilla
Social interaction
Abstract in English
Ants are eusocial insects intensely dependent on chemical communication. They have morphological, biochemical, physiological and behavioral features adapted to a life surrounded by many molecules messages. Furthermore, each olfactory peculiarity in any of the biological level mentioned above, reflects on the highly polymorphic patterns found in the colonies of the most derived groups, as the leaf cutter ants (Attini). Thus, the castes and sub castes of Atta ants, would have characteristics, as olfactory organs and electrophysiological sensibility, that vary following the body sizes and tasks performed in the colonies. Therefore, it would have a direct or indirect correlation among the sizes of the ants, their ethological profiles and the chemical communication in these species. This relation could be seen over different activities, as the grooming and oral trophallaxis. In this way, this thesis focus in the interaction among the polymorphism, polyethism and chemical communication in Atta sexdens. It still describes the participation of workers and queen in grooming and trophallaxis, linking them to a possible role in cuticular hydrocarbon dispersion over the colony. The thesis is divided in four chapters. In the Chapter 1, it is presented an introduction to the knowledge explored in all thesis, and also its outline. In the Chapter 2, there is a quantitative and qualitative description of sensilla from all castes and sub castes of A. sexdens, showing that these sensory organs vary following the polymorphic patterns and ethological profiles. The Chapter 3 explores the differences in the antennae electrophysiological responses to three pheromones, comparing them with all polymorphic groups of A. sexdens. The results demonstrate similarities and discrepancies in the sensibility to the contents of poison, Dufour and mandibular glands among the sub castes (gardeners, generalists, foragers and soldiers), and also between males and queens, enabling a correlation with their tasks. In the Chapter 4, it is investigated the roles of each type of A. sexdens workers in the trophallaxis, allogrooming and self-grooming behaviors, relating them with the queen presence. Additionally, and based in the results, the different roles of the sub castes can be associated to a possible action of grooming and trophallaxis in the dispersion of intraspecific recognition molecules and in the formation of a colony chemical gestalt. All results and discussion distributed along the thesis, therefore, contribute to a better understanding of a complex scenario, supported by the eusociality, chemical ecology, olfactory perception and behavior of the leaf cutter ants.
 
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Publishing Date
2018-08-24
 
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