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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.59.2013.tde-23012014-091414
Document
Author
Full name
Carlos Eduardo Pinto da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2013
Supervisor
Committee
Santos, Isabel Alves dos (President)
Astegiano, Julia
Gaglianone, Maria Cristina
Silingardi, Helena Maura Torezan
Silva, Cláudia Inês da
Title in Portuguese
Interação entre plantas produtoras de óleo floral e abelhas coletoras de óleo floral (Apidae, Hymenoptera)
Keywords in Portuguese
abelha solitária
abundância
ecologia química.
morfometria
Redes de interação
super-generalista
variação espacial
variação temporal
Abstract in Portuguese
A interação entre plantas e seus visitantes florais forma uma rede de interação complexa. Essa rede de interação possui propriedades emergentes que caracterizam a estrutura da rede. A composição, a riqueza e o papel das espécies nas redes de interação podem variar espaço-temporalmente e levar a alteração na estrutura das redes. A estrutura também pode variar de acordo com o grau de dependência entre os pares de espécies. É esperado que interações com elevado grau de dependência mútua variem menos no tempo e no espaço. A interação entre as plantas produtoras de óleo floral e as abelhas coletoras de óleo é de alta dependência mútua, já que as abelhas necessitam do óleo para alimentar as larvas e construir ninhos e são polinizadores mais importantes dessas plantas. O alimento larval destas abelhas é composto por pólen, óleo e néctar. A quantidade de alimento disponível para as larvas pode influenciar o tamanho dos adultos quando emergirem. As espécies de abelhas coletoras de óleo são solitárias, ou seja, não existe contato entre as gerações. Assim uma abelha recém-emergida deve ser capaz de encontrar as fontes de óleo, seguindo algum sinal de atração, que poderia ser através de odores voláteis. No presente trabalho analisamos se a estrutura da rede de interação formada pelas plantas produtoras de óleo floral e seus visitantes coletores de óleo varia espacialmente e temporalmente. Para a análise temporal coletamos dados da interação por dois anos em Itirapina, São Paulo. No estudo de variação espacial comparamos as redes de interação em cinco áreas de cerrado no interior de São Paulo. Em ambos os estudos usamos métricas de redes complexas. Além disso, estudamos a relação entre tamanho de célula de cria e quantidade de alimento disponível para as larvas e tamanho das abelhas adultas ao emergirem, para uma espécie de abelha coletora de óleo: Tetrapedia diversipes. Para isso medimos abelhas e suas células de cria e relacionamos estas medidas. Também manipulamos a quantidade de alimento disponível para as larvas e medimos os adultos emergidos. Por fim, procuramos odores voláteis em Byrsonima intermedia. Coletamos odores voláteis com a técnica de dynamic headspace. Analisamos as coletas com GCMS. A estrutura da rede de interação entre as plantas produtoras de óleo floral e as abelhas coletoras de óleo variou espaço-temporalmente. A análise temporal mostrou que o grau de especialização da rede foi fortemente alterado entre os anos de estudo e que a abundância foi um fator importante para explicar a ocorrência das interações. As espécies que tiveram suas abundâncias alteradas entre os anos também tiveram alteração no número de interações. Na análise espacial observamos que as interações e as espécies compartilhadas entre os locais de estudo foram aquelas com maior grau de interação (generalista). Além das interações e espécies generalistas se manterem nas cinco localidades, as espécies generalistas sustentam as espécies localmente raras. Byrsonima intermedia foi considerada uma espécie super-generalista nas cinco redes analisadas e 77% das interações compartilhadas envolveram esta espécie. A morfometria dos indivíduos de Tetrapedia diversipes estudados foi positivamente correlacionada com o volume da célula de cria e a quantidade de alimento. Quando relacionamos o volume das células de cria com as medidas corpóreas das abelhas verificamos que as abelhas maiores emergiram em células maiores. No entanto essa relação foi fraca. Após o experimento de manipulação de alimento verificamos que as abelhas emergidas de células sem manipulação foram maiores que as abelhas que tiveram o alimento retirado, e que entre as abelhas manipuladas aquelas que receberam mais alimento foram maiores. Nós não encontramos odores voláteis em flores de Byrsonima intermedia.
Title in English
Interaction between oil plants and oil collecting bees (Apidae, Hymenoptera).
Keywords in English
abundance
chemical ecology.
Interaction networks
morphometry
solitary bee
spatial variation
super-generalist
temporal variation
tropical savanna
Abstract in English
The plant pollinator interaction forms a complex network. These networks have emergent properties that characterize the structure of network. The number, identity and species role of the network may vary spatio-temporally and lead to changes in the structure of the networks. Moreover, the structure may vary according to the dependence degree of the interacting pairs. It is expected that interactions with a high mutual dependence degree are more stable. The interaction between oil producing plants and oil collecting bees is highly mutual dependence, since bees need oil to feed the larvae and are pollinators of these plants. The larval diet consists of pollen and oil/nectar. The amount of food available to the larvae may influence the adults size. The oil collecting bees are solitary, i.e., there is no contact between generations. Thus, a naive emerged bee should be able to find the oil plants, using some attractive cues that could be volatile odor. In this work we want to answer if the network structure of the interaction between oil producing plants and oil collecting bees varies spatially and temporally. For the temporal analysis we carried out field work for two years at Itirapina, São Paulo. In the study of spatial variation we compare interaction networks in five areas of cerrado. In both studies we use metrics of complex networks. Furthermore, we studied the relation between size of adult bees (Tetrapedia diversipes) and brood cell sizes and the amount of food available for the larvae. We measured the bees and their brood cells and relate it. Also we manipulated the amount of food available for the larvae and we took measures of the adults. Finally, we search for volatile odors in Byrsonima intermedia. We collect volatile odors with the technique of dynamic headspace. We analyzed the samples with GCMS. The network structure of interaction between oil producing plants and oil collecting bees varied spatio-temporally. The temporal analysis showed that the specialization degree of the network changed between the years and that the abundance has a key role to explain the occurrence of interactions. Species that had changed their abundances between years were also changed in the number of interactions. Spatial analysis found out that the interactions and species ubiquitous among the study sites were those that had the greatest interaction degree (generalist specie). Moreover, generalist species maintain the locally rare species. Byrsonima intermedia was regarded a super-generalist specie in the five networks analyzed and 77% of ubiquitous interactions involved this species. The morphometry of Tetrapedia diversipes individuals was positively correlated with the volume of the brood cells and the amount of food. When relating the volume of brood cells with measures of bees we found that larger bees emerged in larger cells. However this relationship was weak. The experiment of handling food showed that bees emerged from control cells were larger than bees that had the food removed, and between the manipulated bees those who received more food became bigger. We did not detect volatile odors in flowers Byrsonima intermedia.
 
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Publishing Date
2014-02-06
 
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