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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-0791-0280
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Influência de fatores bióticos e abióticos no crescimento e reprodução da mirmecófita Miconia tococa (Desr.) Michelang. (Melastomataceae)
Alternate title (s): Influence of biotic and abiotic factors on the growth and reproduction of the ant-plant Miconia tococa (Desr.) Michelang. (Melastomataceae)
Author: Belan, Helen Carla
First Advisor: Vasconcelos, Heraldo Luis de
First member of the Committee: Bruna, Emilio Miguel
Second member of the Committee: Campos, Ricardo Ildefonso de
Third member of the Committee: Silva, Diego Vinicius Anjos
Fourth member of the Committee: Bezerra, Talita Câmara dos Santos
Summary: Mirmecófitas são plantas que apresentam estruturas especializadas que funcionam como abrigo e local de nidificação para formigas mutualistas, a exemplo de domáceas e caules ocos. Além de refúgio, essas plantas também podem fornecer alguma fonte de alimento, como néctar extrafloral. Em troca desses benefícios, as formigas oferecem proteção contra herbívoros e patógenos e podem auxiliar na nutrição vegetal. Diversos fatores bióticos e abióticos podem afetar esse mutualismo planta-formiga e o desenvolvimento dos organismos envolvidos. Eu avaliei o efeito de alguns desses fatores no crescimento e reprodução da mirmecófita Miconia tococa (Melastomataceae). No primeiro capítulo, avaliei experimentalmente a importância relativa do mutualismo trófico e da proteção contra herbivoria na interação entre M. tococa e a formiga Allomerus octoarticulatus. Plântulas de M. tococa foram submetidas a cinco tratamentos: (i) colonização por A. octoarticulatus, (ii) protegidas contra herbívoros, (iii) protegidas contra herbívoros e com adição de fertilizante, (iv) com adição de fertilizante e (v) controle. Plantas colonizadas e plantas protegidas cresceram mais do que plantas submetidas ao tratamento controle ou apenas fertilizadas artificialmente, demonstrando que a proteção contra inimigos naturais é mais importante para o desenvolvimento da planta hospedeira do que o aporte nutricional fornecido pelas formigas. No segundo capítulo, avaliei se a presença de formigas oportunistas nos órgãos reprodutivos de M. tococa afeta a reprodução sexuada de sua hospedeira. Por meio de análises anatômicas, constatei a presença de uma epiderme repleta de tricomas glandulares que produzem néctar extrafloral nas pétalas de M. tococa. A produção de néctar ocorreu na fase de botão floral, sendo que 17 espécies de formigas forragearam nesses botões sem que a atividade de polinizadores fosse interferida. Além disso, demonstrei experimentalmente que a presença de formigas nas inflorescências aumentou em 15% a proporção de botões florais que geraram frutos. No terceiro capítulo, investiguei como M. tococa se adapta a ambientes com diferentes condições abióticas. Para tal, avaliei características morfológicas e fisiológicas, além da palatabilidade, crescimento e reprodução de indivíduos de M. tococa naturalmente presentes em ambientes com diferentes níveis de luminosidade: interior e borda de mata de galeria. Plantas em borda de mata tiveram folhas com maior dureza, maior densidade de tricomas na face inferior, e menor palatabilidade do que as plantas de interior da mata. Na ausência de interações com formigas obrigatórias, plantas em borda de mata mostraram metabolismo mais ativo e maior produção de fotoassimilados, o que resultou em maior número de inflorescências em relação a plantas de interior da mata. Já na presença de interações com formigas obrigatórias, a quantidade de luz não afetou o desempenho das plantas, o que indica que a interação mutualista reduz a vulnerabilidade das plantas às variações nas condições abióticas do meio. De modo geral, mostrei que fatores bióticos, como a presença de formigas mutualistas, e fatores abióticos, como a intensidade luminosa, afetam o desenvolvimento da mirmecófita M. tococa, e que a associação sinergética entre esses fatores pode alterar o resultado da interação mutualista.
Abstract: Ant-plants, or myrmecophytes, have specialized structures that provide shelter to ants, such as domatia and hollow stems. Besides sheltering, these plants can also provide food resources in the form of extrafloral nectar. In exchange for these benefits, ants offer protection against herbivores and pathogens and can aid in plant nutrition. Several biotic and abiotic factors can affect this mutualism and the development of the organisms involved. I evaluated the effect of biotic and abiotic factors on the growth and reproduction of the myrmecophyte Miconia tococa (Melastomataceae). In the first chapter, I performed experiments to assess the relative importance of trophic mutualism and protection against herbivory in the interaction between M. tococa and the ant Allomerus octoarticulatus. Seedlings of M. tococa were subject to five treatments: (i) colonization by A. octoarticulatus, (ii) protection against herbivores, (iii) protection against herbivores and with fertilizer addition, (iv) fertilizer addition only, and (v) control. Both colonized plants and protected plants grew more than control plants or those submitted to artificially fertilized treatment, which indicates that protection against natural enemies is more important for the plant development than the nutritional support provided by ants. In the second chapter, I evaluated whether the presence of opportunistic ants in the reproductive structures of M. tococa affects its reproductive output. In inspecting anatomical traits, I found an epidermis filled with glandular trichomes that produce extranuptial nectar on M. tococa petals. The production of nectar occurred in the floral bud stage, and at least 17 ant species foraged on these buds without interfering with pollinator activity. Moreover, I used experiments to demonstrate that the presence of ants in the inflorescences increased the proportion of floral buds producing fruits by 15%. In the third chapter, I investigated how M. tococa respond to environments under different abiotic conditions. I assessed morphological and physiological traits, in addition to the palatability, growth, and reproduction of M. tococa individuals naturally present in environments with two levels of light: interior and edge of gallery forest. Plants in the forest edge had leaves with greater toughness, higher trichome density on the abaxial surface, and lower palatability than plants in the forest interior. In the absence of interactions with obligate ants, plants at the forest edge showed more active metabolism and greater production of photoassimilates, which resulted in a greater number of inflorescences relative to plants in the interior forest. In the presence of interactions with obligate ants, the environmental lightness did not affect plants reproductive output, which indicates that the mutualistic interaction reduces the vulnerability of the plants to variations in the abiotic conditions. Overall, I showed that biotic factors such as the presence of mutualistic ants, and abiotic factors as light intensity, both affect the development of the myrmecophyte M. tococa, and that the synergistic association among these different factors can affect the outcome of mutualistic interactions.
Keywords: Tococa guianensis
Mutualismo
Herbivoria
Mirmecotrofia
Formigas
Luz
Mirmecófita
Experimento
Crescimento
Fertilizante
Melastomataceae
Isótopos estáveis
Néctar extrafloral
Néctar extranupcial
Interações formiga-polinizador
Adaptabilidade
Variação ambiental
Morfologia
Ecologia
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA::ECOLOGIA TEORICA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::MORFOLOGIA VEGETAL
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA::ECOLOGIA DE ECOSSISTEMAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Quote: BELAN, Helen Carla. Influência de fatores bióticos e abióticos no crescimento e reprodução da mirmecófita Miconia tococa (Desr.) Michelang. (Melastomataceae). 2020. 92 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.458.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.458
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29632
Date of defense: 24-Jun-2020
Appears in Collections:TESE - Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

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