Morphometrical, biochemical and molecular tools for assessing biodiversity. An example in Plebeia remota (Holmberg, 1903) (Apidae, Meliponini)

We see today many efforts to quantify biodiversity in different biomes. It is very important then to develop and to apply other methodologies that allow us to assess biodiversity. Here we present an example of application of three tools with this goal. We analyzed two populations of Plebeia remota from two distinct biomes that already showed several differences in morphology and behavior. Based on these differences, it has been suggested that the populations of Cunha and Prudentopolis do not represent a single species. In order to verify the existence or absence of gene flow between these two groups, we characterized the patterns of mtDNA through RFLP, the patterns of wing venation through geometric morphometry, and the cuticular hydrocarbons through gas chromatography-mass spectrometry. We used bees collected in these two locations and also from colonies which have being kept for around 9 years at Sao Paulo University. We found six different haplotypes in these specimens, of which three of them occurred exclusively in the population of Cunha and three only in the Prudentopolis population. The fact that the populations do not share haplotypes suggests no maternal gene flow between them. The two populations were differentiated by the pattern of the wing veins. They also had different mixtures of cuticle hydrocarbons. Furthermore it was shown that the colonies kept at the university did not hybridize. These two groups may constitute different species. We also show here the importance of using other methodologies than traditional taxonomy to assess and understand biodiversity, especially in bees.

New species of the bee genus Augochlorodes Moure (Hymenoptera, Apidae s. I., Halictinae)

Five new species of the bee genus Augochlorodes from Brazil are described and the type species, A. turrifaciens Moure, 1958, is redescribed. The new species are: A. clementis sp. nov. (from the states of Parana, Santa Catarina and Rio Grande do Sul), A. incomitatus sp. nov. (Rio Grande do Sul), A. politus sp. nov. (Parana), A. rostratus sp. nov. (Rio Grande do Sul) and A. vachali sp. nov. (Parana, Santa Catarina, Sao Paulo). A discriminant function analysis using head measurements is presented to help distinguish the species. An identification key for the species is provided.

Three-dimensional Reconstruction of Ovaries of Leaf-cutting Ant (Atta sexdens rubropilosa) Queens (Hymenoptera: Formicidae)

In this study, the ovary morphology of newly emerged ant queens of Atta sexdens rubropilosa was studied in whole mount preparations by confocal microscopy. The ovaries are composed of approximately 40 ovarioles, showing non-synchronic oocyte maturation. The terminal filament with clusters of undifferentiated cells was found at the distal end of the ovarioles. Next to this region is the germarium, composed of several elongated cystocytes interconnected by cytoplasmic bridges. The nurse cells (23-28 cells) result from asymmetric mitosis. Cytoskeleton analysis showed F-actin concentrated at the muscle cells of the external tunica and in fusomes inside the ovarioles. Microtubules were concentrated around the nuclei of the nurse and follicular cells. In contrast, the oocytes and the external tunica showed faint staining for tubulin.

Parâmetros bioecológicos de Gryon gallardoi (Brethes) (Hymenoptera: Scelionidae) e modelagem da dinâmica espaço-temporal da sua interação com Spartocera dentiventris (Berg) (Hemiptera: Coreidae) através da simulação de múltiplos agentes

Estudos referentes à dinâmica espaço-temporal da interação hospedeiro-parasitóide são de fundamental importância para o desenvolvimento de técnicas de manejo de insetos em agroecossistemas. Uma recente abordagem têm sido o estudo de populações através da simulação computacional dos indivíduos que a compõem. Este método tem possibilitado a incorporação de importantes características como individualidade e estrutura espacial nos modelos teóricos. Neste sentido, o presente estudo visou a elaboração de um modelo baseado no comportamento individual para simular a dinâmica espaço-temporal da interação Spartocera dentiventris (Berg) (Hemiptera: Coreidae), inseto associado à cultura do fumo, e de seu inimigo natural, o parasitóide de ovos Gryon gallardoi (Brethes) (Hymenoptera: Scelionidae). Para a elaboração do modelo, estudos sobre a bioecologia de G. gallardoi foram desenvolvidos, de modo a investigar (i) o efeito da temperatura no seu desenvolvimento e viabilidade, (ii) a mortalidade de imaturos em campo, (iii) os parâmetros reprodutivos e a longevidade dos adultos, (iv) os padrões de dispersão em campo e (v) a resposta funcional e a interferência mútua dos parasitóides em diferentes densidades de ovos de S. dentiventris. No intuito de avaliar a capacidade de predição do modelo elaborado, a dinâmica espaço-temporal de ovos sadios e parasitados de S. dentiventris foi acompanhada em um cultivo de fumo, estabelecido em área experimental do Departamento de Fitossanidade da Faculdade de Agronomia da UFRGS, Porto Alegre (30o01’S e 51o13’O), RS, Brasil A viabilidade do desenvolvimento dos parasitóides na faixa de 20 a 30oC não diferiu significativamente, alcançando 98,8%. O tempo de desenvolvimento ovo-adulto de machos e fêmeas foi inversamente proporcional ao aumento da temperatura. Os valores estimados para o limite térmico inferior de desenvolvimento e para a constante térmica foram 15,5oC e 185,19GD para machos e 15,6oC e 192,31GD para fêmeas. Diversos fatores afetam o sucesso de imaturos de G. gallardoi em campo, sendo que o malogro e a predação por sugadores são os principais responsáveis pela emergência de apenas 37,87% dos adultos. Foi observado um período médio de oviposição de 10,1 ± 1,74 dias, com o pico de oviposição no segundo dia, sendo depositados ao longo dos mesmos uma média de 67,5 ± 11,29 ovos por fêmea. Fêmeas de G. gallardoi foram significativamente mais longevas que os machos, vivendo, respectivamente, 13,7 ± 1,94 e 10,6 ± 1,78 dias. A razão sexual total observada foi de 0,79. A dispersão de G. gallardoi em cultivo de fumo não foi sensivelmente influenciada pelo vento, sendo estimada uma capacidade de locomoção diária média para fêmeas de no mínimo 7,62 m. O padrão de parasitismo de G. gallardoi ajustou-se perfeitamente à resposta funcional do tipo II (pseudo-r2= 0,99), sendo obtidos os valores de 0,0557 e 0,9989 h para os componentes a’ e Tm , respectivamente O aumento da densidade de parasitóides acarretou, de maneira geral, uma diminuição no número de ovos parasitados por parasitóide. Foi obtido para o índice de interferência mútua “m” o valor 0,626. A dinâmica temporal de S. dentiventris – G. gallardoi simulada ajustou-se muito bem aos dados obtidos em campo (r2= 0,82 para ovos sadios e r2= 0,72 para ovos parasitados). Da mesma forma, os arranjos espaciais dos ovos e da taxa de parasitismo observados em campo foram satisfatoriamente reproduzidos através das simulações computacionais. Os resultados indicam que G. gallardoi apresenta um bom potencial para controlar populações de S. dentiventris, seja pela sua viabilidade de desenvolvimento em uma larga faixa de temperatura ou pela sua capacidade reprodutiva e padrões de dispersão similares àqueles observados para outras espécies já utilizadas no controle biológico de insetos. Por outro lado, a sensibilidade às baixas temperaturas, a alta mortalidade de imaturos observada em campo e uma resposta funcional do tipo II podem ser fatores que se contrapõe ao sucesso do parasitóide no controle de populações de S. dentiventris. Considerando a independência entre os dados observados e os dados obtidos através de simulações, o modelo elaborado obteve pleno sucesso em simular a dinâmica da interação S. dentiventris – G. gallardoi a partir do comportamento individual dos diferentes agentes Duas importantes características associadas à estabilidade de sistemas hospedeiro-parasitóide foram observadas no estudo de campo e reproduzidas no modelo – um padrão de parasitismo inversamente dependente da densidade dos hospedeiros e uma resposta agregativa dos parasitóides em algumas regiões do sistema. Desta forma, futuros estudos podem avaliar, a partir de um enfoque baseado no indivíduo, quais mecanismos são responsáveis por tais comportamentos e qual é o seu efeito na dinâmica do sistema. Conclui-se, através deste trabalho, que o estudo da dinâmica de populações através de uma abordagem baseada no indivíduo, com base em modelos computacionais, pode ser uma alternativa viável para superar as limitações e a complexidade inerente ao uso de modelos populacionais analíticos. Desta forma, o maior realismo implícito nestes modelos os torna ferramentas muito úteis para diversas áreas da ecologia aplicada, particularmente para a entomologia agrícola.

Resposta de Gryon gallardoi (Brèthes) (Hymenoptera: Scelionidae) à qualidade dos ovos de Spartocera dentiventris (Berg) (Hemiptera: Coreidae) e evidências dos mecanismos de seleção envolvidos

Foi investigada, em condições de laboratório, a resposta de Gryon gallardoi a grupos de ovos de Spartocera dentiventris de diferentes idades (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 12 dias), registrando-se o efeito destas nos processos de seleção do parasitóide e na prole produzida. Os estímulos envolvidos em tais processos e a descrição morfológica das sensilas antenais também foram estudados. O aumento da idade do hospedeiro modificou o comportamento de oviposição, acarretando em um maior tempo de tamborilamento e de inserção do ovipositor, não influenciando o percentual de parasitismo, auto-parasitismo e a proporção de machos, porém acarretou em um maior tempo de desenvolvimento, redução no percentual de emergência, diminuição na aceitação das fêmeas e redução do tamanho corporal da prole do parasitóide. Testes em olfatômetro demonstraram que folhas de fumo provocaram uma maior resposta nas fêmeas recém-emergidas do parasitóide do que nas experientes. (Continua Através do contato, as fêmeas não diferenciaram extratos de ovos jovens e velhos, quando aplicados em ovos lavados com solvente. Ovos não parasitados, impregnados com extrato de parasitados, foram evitados. Cilindros de acrílico de maior tamanho, usados como hospedeiro artificial, resultou em um maior tempo de tamborilamento em relação aos menores. A análise cromatográfica detectou três substâncias diferentes em extrato de ovos de um dia de idade em relação a extrato de ovos de 5 e 12 dias. Nas antenas das fêmeas do parasitóide encontrou-se diferentes tipos de sensilas porosas e aporosas. Os resultados deste trabalho sugerem que a condição do hospedeiro acarreta em modificações no comportamento bem como no sucesso da prole, sendo a aceitação e a discriminação dos mesmos possivelmente influenciada por uma complexa mistura de estímulos.

Avaliação do potencial de formigas (Hymenoptera: formicidae) como vetores mecânicos de bactérias do gêneroSstaphylococcus no ambiente hospitalar.

In a hospital environment, these bacteria can be spread by insects such as ants, which are characterized by high adaptability to the urban environment. Staphylococcus is a leading cause of hospital infection. In Europe, Latin America, USA and Canada, the group of coagulase negative staphylococci (CoNS) is the second leading cause of these infections, according to SENTRY (antimicrobial surveillance program- EUA). In this study, we investigated the potential of ants (Hymenoptera: Formicidae) as vehicle mechanics of Staphylococcus bacteria in a public hospital, in Natal-RN. The ants were collected, day and night, from June 2007 to may 2008, in the following sectors: hospitals, laundry, kitchen, blood bank. The ants were identified according to the identification key of Bolton, 1997. For the analysis of staphylococci, the ants were incubated in broth Tryptic Soy Broth (TSB) for 24 hours at 35 º C and then incubated on Mannitol Salt Agar. The typical colonies of staphylococci incubated for 24 hours at 35 ° C in Tryptic Soy Agar for the characterization tests (Gram stain, catalase, susceptibility to bacitracin and free coagulase). The identification of CoNS was performed through biochemical tests: susceptibility to novobiocin, growth under anaerobic conditions, presence of urease, the ornithine decarboxylation and acid production from the sugars mannose, maltose, trehalose, mannitol and xylose. The antimicrobial susceptibility examined by disk-diffusion technique. The technique of Polymerase Chain Reaction was used to confirm the presence of mecA gene and the ability to produce biofilm was verified by testing in vitro using polystyrene inert surface, in samples of resistant staphylococci. Among 440 ants, 85 (19.1%) were carrying coagulase-negative staphylococci (CoNS) of the species Staphylococcus saprophyticus (17), Staphylococcus epidermidis (15), Staphylococcus xylosus (13), Staphylococcus hominis hominis (10), Staphylococcus lugdunensis (10), Staphylococcus warneri (6), Staphylococcus cohnii urealyticum (5), Staphylococcus haemolyticus (3), Staphylococcus simulans (3), Staphylococcus cohnii cohnii (2), and Staphylococcus capitis (1). No Staphylococcus aureus was found. Among the isolates, 30.58% showed resistance to erythromycin. Two samples of CoNS (2.35%), obtained from the ant Tapinoma melanocephalum collected in the post-surgical female ward, S. Hominis hominis and S. lugdunensis harbored the mecA gene and were resistant to multiple antibiotics, and the specie S. hominis hominis even showed to be a biofilm producer. This study proves that ants act as carriers of multidrug-resistant coagulase-negative Staphylococci and biofilm producers and points to the risk of the spreading of pathogenic microorganisms by this insect in the hospital environment

Activity of Ricinus communis (Euphorbiaceae) and ricinine against the leaf-cutting ant Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera : Formicidae) and the symbiotic fungus Leucoagaricus gongylophorus

The focus of this study was the identification of compounds from plant extracts for use in crop protection. This paper reports on the toxic activity of fractions of leaf extracts of Ricinus communis L (Euphorbiaceae) and isolated active compounds in the leaf-cutting ant Atta sexdens rubropilosa Forel and its symbiotic fungus Leucoagaricus gongylophorus (Singer) Moller. The main compounds responsible for activity against the fungus and ant in leaf extracts of R communis were found to be fatty acids for the former and ricinine for the ants. (C) 2004 Society of Chemical Industry.

Dinoponera lucida Emery (Formicidae : Ponerinae): the highest number of chromosomes known in Hymenoptera

We report the remarkable karyotype of Dinoponera lucida, a Brazilian endemic ponerine ant. Its chromosome number is 2n=106, most of the chromosomes are acrocentric and of very small size, and the karyotype formula is 88A+18M. A chromosome pair of the AM(t) type is reported. This is the largest number of chromosomes reported for the Hymenoptera order until now.

Activity of sesame leaf extracts to the leaf-cutting ant Atta sexdens rubropilosa (Hymenoptera : Formicidae)

Crude extracts of new and old sesame leaves (Sesamum indicum, Linaeus) obtained by a sequential process of extraction were tested through contact experiments to investigate their toxicity to Atta sexdens rubropilosa (Forel) workers. Methanol extract of old leaves was toxic to leaf-cutting ants at the lower tested concentration (20mg.ml(-1)). This extract was fractioned and their fractions were tested showing a toxic effect of the methanol fraction. The methanol fraction was fractioned again and the sub fraction responsible for worker's toxicity is composed of some sugars.

NOTES on THE BIOLOGY and BEHAVIOUR of THE JEWEL WASP, AMPULEX COMPRESSA (FABRICIUS, 1781) (HYMENOPTERA; AMPULICIDAE), IN THE LABORATORY, INCLUDING FIRST RECORD of GREGARIOUS REPRODUCTION

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Pycnoscelus surinamensis (Linnaeus, 1758) (Blaberoidea: Blaberidae), a cockroach with a possible association with the ant Brachymyrmex cordemoyi Forel, 1895 (Hymenoptera: Formicidae) and which may be exhibiting a domiciliation trend.

In the present paper, we report on the occurrence of the cockroach Pycnoscelus surinamensis (Linnaeus, 1758) in Brachymyrmex cordemoyi Forel, 1895 nests, indicating a possible symbiosis between these two species. Also, the finding of intradomicile P. surinamensis nymphs may indicate this species is extending its habitat to human habitations, i.e. changing its ecological category from peridomestic to domestic.

Substrate Preparation Behaviors for the Cultivation of the Symbiotic Fungus in Leaf-Cutting Ants of the Genus Atta (Hymenoptera: Formicidae)

Our findings revealed two distinct patterns of substrate preparation: the pattern of leaf-cutting ants foraging on dicotyledons is marked by highly fragmented substrate resulting in a more advanced initial decomposition. The pattern of leaf-cutting ants harvesting grasses is characterized by large pieces of substrate, resulting in little initial decomposition. Ants foraging on both types of plants are apparently intermediary between the two patterns, although more similar to the patterns of those foraging on dicotyledons. Also, the behavior of scraping the substrate was described for the first time, it is very important for the removal of the epicuticular wax layer of the leaves helping the growth of the symbiotic fungus.

The larval morphology and nest habits of Trypoxylon (Trypargilum) rogenhoferi Kohl 1884 (Insecta: Hymenoptera: Crabronidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of different temperatures on the life history of Evania appendigaster L. (Hymenoptera: Evaniidae), a solitary oothecal parasitoid of Periplaneta americana L. (Dictyoptera: Blattidae)

The influence of temperatures on the life parameters of the solitary oothecal parasitoid Evania appendigaster, was investigated in the laboratory. Parasitized oothecae of Periplaneta americana were left to develop under seven constant temperatures: 15, 17, 20, 25, 30, 35, and 40 degrees C. At the end, we found that: (i) E. appendigaster was able to complete development within the temperature range of 17-34 degrees C; (ii) mean adult longevity decreased as temperature increased, with the temperature of 40 degrees C being fatal in a matter of hours; (iii) males lived longer than females between 15 and 30 degrees C; (iv) adult emergence rate was the highest at 25 degrees C, and (v) no wasps emerged at 15 or 40 degrees C. Non-emerged oothecae contained either unhatched eggs or dead larvae. We determined the theoretical lower developmental threshold and thermal constant for the complete development as 12.9 degrees C and 584.8 day-degrees for males, and 13.1 degrees C and 588.2 day-degrees for females, respectively. A good balance between faster development, maximum adult longevity and good egg viability was obtained between 25-30 degrees C, and that would be the best temperature range for rearing E. appendigaster. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Behavioral Repertoire of Basal Fungus-Growing Ant Sexuals (Hymenoptera: Formicidae) in the Parental Nest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)