Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39314
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
Embargo Date: 2025-10-24
Title: The effect of grooming on plant reproduction: a theoretical approach
Alternate title (s): O efeito do grooming na reprodução das plantas: uma abordagem teórica
Author: Marcelo, Vanessa Gonzaga
First Advisor: Brito, Vinicius Lourenço Garcia de
First coorientator: Marquitti, Flávia Maria Darcie
First member of the Committee: Streher, Nathália Susin
Second member of the Committee: Souza, Camila Silveira de
Third member of the Committee: Santana, Pamela Cristina
Fourth member of the Committee: Silva, Raphael Matias da
Summary: Plantas que oferecem pólen como recurso enfrentam um dilema, pois o mesmo pólen serve tanto como portador de gametas masculinos quanto como recurso explorado por visitantes florais. Alguns visitantes, como as abelhas, possuem estruturas especializadas na coleta de pólen e são capazes de realizar o grooming. O comportamento de grooming dos polinizadores tem sido referido como uma das maiores barreiras para o sucesso masculino, afetando o destino do pólen. Outro fator que pode afetar o destino do pólen é a variação na posição e/ou morfologia dos órgãos reprodutivos, pois pode afetar a colocação do pólen pelas anteras no corpo do polinizador e a deposição do pólen no estigma. Até o momento, apenas algumas investigações teóricas tentaram modelar o efeito do grooming na transferência de pólen, e os estudos empíricos foram limitados a espécies nas quais o movimento do pólen pode ser rastreado. Assim, devido aos desafios no rastreamento de grãos de pólen individuais, não sabemos o efeito do grooming e das variações nos órgãos reprodutivos na transferência de pólen e no acasalamento entre indivíduos de uma população de flores. Usamos uma abordagem de modelo baseado em agente espacialmente explícito (ABMs) para determinar o efeito da redistribuição e remoção do pólen na “paisagem do pólen” no corpo do vetor, afetando o sucesso reprodutivo da planta e o acasalamento entre indivíduos florais, associado à variação nos órgãos reprodutivos. Para isso, simulamos visitas de vetores de pólen a uma sequência de diferentes flores em uma população. Em nosso primeiro capítulo, mostramos que a redistribuição e a remoção do pólen reestruturam a paisagem polínica no corpo da abelha, de forma a aumentar a entrega de pólen em visitas consecutivas e o número de doadores de pólen depositados nos estigmas. Portanto, inesperadamente, o grooming pode ter um efeito positivo no sucesso reprodutivo masculino e feminino durante a reprodução da planta. No segundo capítulo, as redes de acasalamento foram afetadas tanto pelo comportamento de grooming quanto pela variação morfológica dos órgãos reprodutivos, com 4 o grooming tornando as populações menos conectadas e mais especializadas. A ausência de grooming, aliada à variação no posicionamento do estigma, torna as populações mais conectadas e generalistas. O comportamento de grooming quebra a dominância de alguns indivíduos observada na ausência de grooming, tornando as relações entre os indivíduos mais bem distribuídas. Indivíduos florais visitados por vetores sem grooming e que apresentam variação na posição do estigma são reprodutivamente mais generalistas. Nosso modelo prevê que as espécies polinizadas por vetores que não fazem grooming são mais variáveis na posição do estigma do que as espécies polinizadas por vetores que fazem grooming. No entanto, estudos empíricos serão necessários para comprovar as hipóteses que geramos com nosso modelo, permitindo maior conhecimento dos efeitos sofridos pelo componente masculino que podem afetar a transferência de pólen.
Abstract: Plants that offer pollen as a resource face a dilemma, as the same pollen serves both as the carrier of male gametes and as a resource exploited by floral visitors. Some visitors, like bees, have structures specialized in pollen collection and are capable of grooming. Pollinator grooming behavior has been referred to as one of the biggest barriers to male success, affecting pollen fates. Another factor that can affect the fate of pollen is variation in the position and/or morphology of reproductive organs, as it can affect pollen placement by anthers on the pollinator body and pollen deposition on the stigma. To date, only a few theoretical investigations have attempted to model the effect of grooming on pollen transfer, and empirical studies have been limited to species in which pollen movement can be tracked. Thus, due to challenges in tracking individual pollen grains, we do not know the effect of grooming and variations in reproductive organs on pollen transfer and mating between individuals of a flower population. We use a spatially explicit agent-based modeling (ABMs) approach to determine the effect of pollen redistribution and removal in the “pollen landscape” on the vector body, affecting plant reproductive success and mating between floral individuals, associated with variation in reproductive organs. For this, we simulate visits of pollen vectors to a sequence of different flowers in a population. In our first chapter, we showed that pollen redistribution and removal restructure the pollen landscape in the body of the bee, in a way that increases the pollen delivery in consecutive visits and the number of pollen donors deposited on the stigmas. Therefore, unexpectedly, grooming can have a positive effect on male and female reproductive success during plant reproduction. In the second chapter, the mating networks were affected both by the grooming behavior and by the morphological variation of the reproductive organs, with the grooming making populations less connected and more specialized. The absence of grooming, together with the variation in the positioning of the stigma, makes populations more connected and generalist. The 2 grooming behavior breaks the dominance of some individuals observed in the absence of grooming, making the relationships between individuals better distributed. Floral individuals visited by vectors without grooming and that have variation in stigma position are reproductively more generalists. Our model predicts that species pollinated by non-grooming vectors are more variable in stigma position than species pollinated by grooming vector. However, empirical studies will be necessary to prove the hypotheses we generated with our model, allowing greater knowledge of the effects suffered by the male component that can affect pollen transfer.
Keywords: Características florais
Paisagem de pólen
Modelo baseado em agente espacialmente explícito
Variação morfológica
Métricas de rede
Transporte de pólen
Entrega de pólen
Movimento do pólen
Transferência de pólen
Camadas de pólen
Colocação de pólen
Morphological variation
Spatially explicit agent-based model
Floral traits
Pollen carryover
Pollen transfer
Network metrics
Pollen delivery
Pollen placement
Pollen landscape
Pollen layering
Pollen movement
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
Subject: Ecologia
Abelhas - Pólen
Gametas
Flores - Cultivo
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Quote: MARCELO, Vanessa Gonzaga. The effect of grooming on plant reproduction: a theoretical approach. 2023. 92 f. Tese (Doutorado em Ecologia, Conservação e Biodiversidade) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8049.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.8049
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39314
Date of defense: 30-Aug-2023
Appears in Collections:TESE - Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
EffectGroomingPlant.pdf
  Until 2025-10-24
Tese5.75 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons