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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.59.2023.tde-03012024-091059
Document
Auteur
Nom complet
Fernanda Cristina Franco Cintra
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2023
Directeur
Jury
Santos, Jean Carlos (Président)
Ferreira, Guilherme Ramos Demetrio
Guimarães, Maria Virgínia Urso
Silva, Juliana Santos
Titre en portugais
Avaliando a diversidade de insetos galhadores e seus efeitos como engenheiros de ecossistemas no Cerrado
Mots-clés en portugais
Facilitação
Galhas de insetos
Interação inseto-planta
Lepidoptera
Ocupantes secundários
Resumé en portugais
A região Neotropical apresenta alta riqueza de espécies de insetos galhadores, e grande parte dessa riqueza se encontra no Cerrado, um dos ecossistemas mais ricos em insetos galhadores do mundo. A grande diversidade de plantas hospedeiras no Cerrado é um fator que pode influenciar a diversidade deste grupo de insetos herbívoros neste ecossistema. As galhas são estruturas induzidas sobre as plantas hospedeiras através do crescimento no volume celular (hipertrofia celular) e/ou no número de células (hiperplasia celular), provocados por parasitas ou patógenos, que se desenvolvem dentro dessas estruturas. Podem ser induzidas por muitos grupos de organismos, como bactérias, fungos, nematoides, ácaros e principalmente por insetos. Várias vantagens estão associadas ao hábito de indução de galhas, incluindo proteção contra variações microclimáticas e contra inimigos naturais, e melhora na qualidade nutricional do tecido da planta hospedeira. A presença das galhas cria uma micro-heterogeneidade ambiental sobre a planta hospedeira, o que permite a exploração por outras espécies não indutoras de galhas após a saída do indutor e, por isso, os insetos galhadores podem ser considerados engenheiros de micro-habitats. Neste contexto, a presente tese teve como objetivo conhecer e caracterizar a diversidade de plantas hospedeiras no Cerrado brasileiro e estimar a riqueza de espécies dos insetos galhadores, entre estes, aqueles que atuam como engenheiros de ecossistemas. Além disso, também foi objetivo deste trabalho entender como a presença de galhas de insetos em plantas do Cerrado pode influenciar a diversidade local de artrópodes, uma vez que, as galhas podem oferecer recursos alimentares e abrigo contra condições adversas para outros artrópodes. No primeiro capítulo, buscou-se estabelecer o estado atual do conhecimento sobre as comunidades de insetos galhadores e de plantas hospedeiras no Cerrado, por meio de um levantamento de dados de inventários sobre insetos galhadores e suas plantas hospedeiras publicados na literatura. No segundo capítulo, com base nos dados levantados no primeiro capítulo, foi possível testar hipóteses ecológicas sobre a diversidade de insetos galhadores e plantas. Foi encontrado que os táxons de plantas hospedeiras mais diversos abrigam uma grande riqueza de insetos indutores de galhas. Além disso, foi encontrado entre as plantas hospedeiras do cerrado, plantas ameaçadas de extinção que podem abrigar muitas espécies de insetos indutores, incluindo espécies da família Asteraceae, o táxon com o maior número de plantas hospedeiras e insetos galhadores. No terceiro capítulo, o objetivo foi compreender quais fatores explicam a ocupação das galhas por ocupantes secundários. Neste caso, foi encontrada uma relação positiva entre o volume das galhas e a presença de ocupantes secundários. Outras características morfológicas também influenciaram na ocupação das galhas, como a presença de tricomas e o órgão de ocorrência das galhas. Além disso, dentre os locais amostrados, o ambiente mais conservado apresentou mais galhas colonizadas por artrópodes. Por fim, no quarto capítulo foram testados, experimentalmente, os efeitos das galhas caulinares induzidas por uma espécie de microlepidóptero na planta hospedeira Bauhinia brevipes (Fabaceae) sobre a comunidade de artrópodes no Cerrado. Os experimentos conduzidos com galhas naturais e artificiais, mostraram que insetos indutores de galhas podem desempenhar um importante papel como engenheiros de ecossistemas. Tanto as galhas naturais, quanto as artificiais proporcionaram micro-habitats nas plantas hospedeiras, resultando em um aumento na riqueza e abundância de artrópodes.
Titre en anglais
Assessing the diversity of gall-inducing insects and their effects as ecosystem engineers in the Cerrado
Mots-clés en anglais
Facilitation
Insect galls
Insect-plant interactions
Lepidoptera
Secondary users
Resumé en anglais
In the Neotropical region, gall-inducing insects are highly diverse, with a significant portion of this species richness found in the Cerrado, one of the world's most insect-rich ecosystems for gall-inducing species. The wide diversity of host plants in the Cerrado can influence the diversity of herbivorous insect groups in tropical environments. Galls are structures induced in host plants and are characterized by inducing cellular differentiation (by hyperplasia and/or hypertrophy) caused by parasites or pathogens that develop within these structures. They can be induced by a variety of organisms, including bacteria, fungi, nematodes, and mites, and primarily by insects. Several advantages are associated with gall induction habits, including protection against microclimatic variations and natural enemies as well as improved nutritional quality of the host plant tissue. The presence of galls creates micro-environmental heterogeneity in the host plant, allowing exploitation by other non-gall-inducing species after the gall inducer has left; for this reason, gall-inducing insects can be considered engineers of microhabitats. In this context, this thesis aimed to understand and characterize the diversity of host plants in the Brazilian Cerrado and estimate the species richness of gall-inducing insects, including those that act as ecosystem engineers. Additionally, we sought to understand how the presence of insect galls in Cerrado plants can influence the local diversity of arthropods, as galls can provide food resources and shelter against adverse conditions for other arthropods. In the first chapter, through a review of data from inventories of gall-inducing insects and their host plants published in the literature, the current state of knowledge about gall-inducing insect and host plant communities in the Cerrado is established. In the second chapter, based on the data gathered in the first chapter, ecological hypotheses regarding the diversity of gall-inducing insects and plants are tested. The most diverse host plant taxa harbored a high richness of gallinducing insects. Moreover, among the Cerrado host plants, threatened plant species have been found to host many species of gall-inducing insects, including species from the Asteraceae family, the taxon with the highest number of host plants, and gall-inducing insects. In the third chapter, the objective is to understand the factors that explain the occupation of galls by secondary occupants. In this case, a positive relationship was found between the gall volume and the presence of secondary occupants. Other morphological characteristics also influenced gall occupation, such as the presence of trichomes and the organ in which the galls occurred. Additionally, more preserved environments showed more galls colonized by arthropods. Finally, in the fourth chapter, the effects of stem galls induced by a microlepidopteran species on the arthropod community of the host plant Bauhinia brevipes in the Cerrado were experimentally tested. Experiments conducted with natural and artificial galls have shown that gall-inducing insects can play an important role in ecosystem engineering. Both natural and artificial galls provided microhabitats for host plants, resulting in an increase in arthropod richness and abundance.
 
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Date de Publication
2024-03-05
 
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