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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.59.2020.tde-21102019-161334
Document
Author
Full name
Eduardo Calixto Soares
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Claro, Kleber Del (President)
Buzato, Silvana
Santos, Isabel Alves dos
Silva, Estevão Alves da
Title in English
Revealing the specificities of the interaction between ants and plants bearing extrafloral nectaries: direct impacts on plants, herbivores, ants and pollinators
Keywords in English
Biotic defense
Cerrado
Extrafloral nectar
Predator-prey model
Abstract in English
The ant-plant relationship mediated by extrafloral nectaries (EFNs) is a classic and well documented model of biotic plant defense, in which plants offer extrafloral nectar, a liquid food resource, and in return ants defend plants by preying on or repelling herbivores. On the other hand, the ant aggressive behavior might be detrimental to plants, since they can end up repelling or preying on pollinators and consequently influencing the plant's reproductive success. In this perspective, we evaluated the specificities of ant-plant interaction and the impacts of ants on herbivores and pollinators in plants bearing EFNs. The study was conducted from September 2015 to July 2018, in a reserve of cerrado stricto sensu, located in Uberlândia, Brazil. In Chapter 1, we presented a review of scientific texts of the last 30 years on the history of the art of protective mutualism between ants and plants with EFNs and the perspectives of this topic. In Chapter 2, we demonstrated the short- and long-term benefits of extrafloral nectar and artificial food source on ant colony fitness (number and weight of individuals) and survival, in which the presence of extrafloral nectar and food sources rich in carbohydrates and proteins positively influence the growth and survival of the colony. In Chapter 3, we showed that the activity of EFNs influences the ant-herbivore relationship leading to patterns of seasonality and synchronism of herbivore and ant populations, with different herbivore predation rates, and impacts on plant fitness. And finally, in Chapter 4, we observed that the protective mutualism between ants and EFN-bearing plants may negatively influence plant fitness via deterring visitation by pollinators. We showed that extrafloral nectar is a key factor in the regulation and structuring of ecological interactions, directly influencing the growth and survival of ant colonies, as well as in the interaction of ants with herbivores and pollinators in plants bearing extrafloral nectars. In this perspective, we should study each ecological system in detail, knowing all interacting beings, as well as their respective natural histories, to understand the patterns of interaction and the structuring of food chains, which directly influence the natural ecosystems dynamic.
Title in Portuguese
Revelando as especificidades da interação entre formigas e plantas portadoras de nectários extraflorais: impactos diretos sobre plantas, herbívoros, formigas e polinizadores
Keywords in Portuguese
Cerrado
Defesa biótica
Modelo predador-presa
Nectários extraflorais
Abstract in Portuguese
A relação formiga-planta mediada por nectários extraflorais (NEFs) é um modelo clássico e bem documentado de defesa biótica de plantas, em que plantas oferecem néctar extrafloral, um recurso alimentar, e em troca as formigas defendem as plantas predando ou repelindo os herbívoros. Por outro lado, o comportamento agressivo das formigas pode ser prejudicial às plantas, uma vez que elas podem acabar repelindo ou atacando os polinizadores e, consequentemente, influenciando o sucesso reprodutivo da planta. Nesta perspectiva, nós avaliamos as especificidades da interação entre formiga e plantas com NEFs e os impactos que as formigas apresentam sobre os herbívoros e polinizadores. O estudo foi realizado no período de setembro de 2015 a julho de 2018, em uma reserva de cerrado stricto sensu, localizada em Uberlândia, Brasil. No Capítulo 1, nós apresentamos uma revisão de estudos científicos dos últimos 30 anos sobre a história da arte do mutualismo de proteção entre formigas e plantas com NEFs e as perspectivas dentro deste tópico. No Capítulo 2, nós mostramos que a atividade dos NEFs influencia a relação formiga-herbívoro levando a padrões de sazonalidade e sincronismo da populações de ambos, com diferentes taxas de predação de herbívoros e impactos no fitness da planta. No Capítulo 3, demonstramos os benefícios de curto e longo prazo do néctar extrafloral e de fontes de alimento artificial no fitness (número e peso de indivíduos) e sobrevivência das colônias de formigas, em que a presença de néctar extrafloral e fontes alimentares ricas em carboidratos e proteínas influenciar positivamente o crescimento e a sobrevivência da colônia. E finalmente, no Capítulo 4, nós observamos que o mutualismo de proteção entre formigas e plantas com NEFs pode influenciar negativamente o fitness da planta através da dissuasão de polinizadores. A partir dos resultados dessa tese, podemos concluir que o néctar extrafloral é um fator chave na regulação e estruturação das interações ecológicas, influenciando diretamente no crescimento e na sobrevivência de colônias de formigas, bem como na interação entre formigas e herbívoros, e formigas e polinizadores em plantas com nectários extraflorais. Nesta perspectiva, devemos estudar cada sistema ecológico detalhadamente, conhecendo todos os seres interagentes, bem como suas respectivas histórias naturais, para entender os padrões de interação e a estruturação das cadeias alimentares, os quais influenciam diretamente a dinâmica dos ecossistemas naturais.
 
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Publishing Date
2020-05-15
 
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