Interazioni piante - insetti: ruolo delle formiche in un sistema multitrofico. Aspetti ecoetologici ed applicativi

Le formiche svolgono un importante ruolo all’interno degli ecosistemi ed alcune specie sono considerate keystone in quanto in grado di modificare la componente biotica e/o abiotica dell’ecosistema stesso. Sono animali ubiquitari che hanno colonizzato molteplici ambienti, compresi gli agroecosistemi. Negli agroecosistemi spesso svolgono un ruolo impattante determinando la diffusione o il regresso di specie di artropodi, alcune delle quali dannose alle colture. La presente ricerca tiene conto di un’ampia visione dei rapporti ecoetologici intercorrenti tra le formiche e la componente biotica di un ecosistema, utilizzando il concetto di rete multitrofica. In quest’ottica, si è pensato di costruire un sistema multitrofico costituito da una specie vegetale di interesse agrario (Cucumis sativus), dai suoi fitofagi naturali, divisi in fitomizi (afidi) (Aphis gossypii e Myzus persicae) e fitofagi masticatori (bruchi del lepidottero Mamestra brassicae), formiche (Formica pratensis) e predatori afidofagi (Aphidolets aphidimyza). Il sistema multitrofico è stato utilizzato sia per studiare l’aggressività delle formiche, sia per verificare l’esistenza di una comunicazione interspecifica tra le formiche e le piante (allelochimici). Gli studi sull’aggressività sono consistiti nel: • Verificare il livello di aggressività delle formiche nei confronti di un fitofago masticatore, competitore degli afidi nello sfruttare la pianta ospite. • Verificare se la presenza di afidi mutualisti fa variare il livello di aggressività delle formiche verso il competitore. • Verificare se esiste aggressività verso un predatore di afidi, i quali, secondo il paradigma della trofobiosi, dovrebbero essere difesi dalle formiche in cambio della melata. • Verificare se il predatore ha evoluto strategie volte ad eludere il controllo delle formiche sugli insetti che si approcciano alla colonia di afidi. Gli studi sui rapporti piante-formiche sono stati effettuati mediante olfattometro, osservando la risposta delle formiche alle sostanze volatili provenienti da piante infestate in modo differente con i fitofagi del sistema. Attraverso il trappolaggio e l’analisi gas-cromatografica delle sostanze prodotte dalle piante oggetto di studio abbiamo quindi individuato tipo e quantità di ogni composto volatile. Oltre alle piante di cetriolo, per questi esperimenti sono state utilizzate anche piante di patata (Solanum tuberosum). Dagli esperimenti sull’aggressività è risultato che le formiche manifestano un elevato potenziale predatorio, eradicando completamente la presenza dei bruchi sulle piante. Questo livello di aggressività tuttavia non cresce con la presenza degli afidi mutualisti che dovrebbero essere difesi dai competitori. Le formiche inoltre non sono in grado di sopprimere i predatori afidofagi che ipotizziamo riescano ad effettuare un camuffamento chimico, assumendo gli odori degli afidi dei quali si nutrono. I risultati degli esperimenti in olfattometro mostrano una chiara risposta positiva delle formiche verso gli odori di alcune delle piante infestate. Vi sono delle differenze nella risposta in funzione della specie di fitofago presente e della specie di pianta utilizzata. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di C. sativus, gli esperimenti in olfattometro hanno mostrato che le formiche rispondono in modo significativo agli odori emessi dalle piante in cui vi era la presenza del fitofago masticatore M. brassicae, solo o in associazione con A. gossypii. La presenza dei soli afidi, sia mutualisti (A. gossypii) sia non mutualisti (M. persicae), non ha invece indotto una risposta significativa nelle formiche rispetto agli odori delle piante non infestate. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di S. tuberosum la scelta delle formiche è stata significativa verso gli odori emessi dalle piante infestate con ciascuna delle singole specie di erbivori rispetto alle piante non infestate. Gli esperimenti sull’analisi delle sostanze volatili emesse dalle piante hanno confermato che gli organismi vegetali sono una vera centrale di produzione biochimica, infatti ben 91 composti volatili diversi sono stati individuati dall’analisi gas-cromatografica delle piante di cetriolo e 85 in quelle di patata. Dalle elaborazioni effettuate, rispettivamente 27 e 4 di essi sono prodotti esclusivamente dalle piante attaccate dai fitofagi. In generale, il cambiamento più consistente è dato dalla quantità di alcune sostanze volatili emesse dalle piante infestate rispetto a quelle integre che determina un cambiamento nei rapporti tra le sostanze che compongono i volatiles. E’ probabile che l’effetto attrattivo esercitato sulle formiche sia dato da un Blend di sostanze più che dai singoli composti presenti

Dinâmica de interações intraguilda em Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae), Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) com Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae)

A necessidade por recursos alimentares move os insetos predadores na busca por presas, para garantir a sobrevivência. Existem vários fatores que podem influenciar o comportamento de busca e escolha por presas e, sob determinadas circunstâncias, o inseto pode escolher se alimentar de presas não alvo, como, por exemplo, inimigos naturais e assim prejudicar a população de organismos benéficos. Garantir a estabilidade do agroecossistema é uma forma de manter as populações de pragas em níveis compatíveis com a ação de inimigos naturais e, consequentemente obter o sucesso no controle biológico. Programas bem sucedidos de manejo de pragas requerem previamente a realização de estudos sobre comportamento de insetos. Com o intuito de compreender os fatores que governam o comportamento predatório e as interações ecológicas entre Harmonia axyridis e Chrysoperla externa, considerando a presença de Diaphorina citri como presa, objetivou-se estudar o efeito de interações intraguilda sobre a predação de D. citri, experimentalmente e utilizando modelos estatísticos para compreender a dinâmica de interações tróficas no contexto de potenciais guildas presentes em citros. Três experimentos distintos foram realizados para investigar o comportamento dos insetos predadores. Foram realizados testes com escolha entre larvas dos predadores C. externa e H. axyridis e testes com e sem escolha comparando machos e fêmeas do predador H. axyridis, a fim de investigar padrões de escolha de presas. O segundo experimento foi realizado para investigar o comportamento predatório entre larvas de segundo instar dos predadores sob diferentes densidades de D. citri como presa. As combinações foram: sem escolha de presas intraguilda, combinações com escolha de presas intraguilda e combinações com a presença de dois predadores da mesma espécie para possibilitar o canibalismo. As densidades de D. citri utilizadas foram 5, 10, 15, 30, 60, 80. No último experimento avaliou-se a interação entre larvas de C. externa e H. axyridis, ao longo do desenvolvimento, simulando a existência de apenas uma presa, como fonte de alimento. O desenvolvimento dos predadores foi avaliado e comparado utilizando-se duas presas diferentes, ninfas de D. citri e ovos de Ephestia kuehniella para cada larva de primeiro instar dos predadores C. externa e H. axyridis. As combinações de predadores foram as mesmas citadas no experimento anterior. Observou-se a duração do desenvolvimento larval nas diferentes combinações de predadores e presa, bem como o percentual de predações intraguilda e canibalismos ocorridos. Nem a densidade de presas, nem o tipo de presa ofertada influenciou o comportamento das larvas dos predadores para a realização de predação intraguilda ou canibalismo. O principal fator foi a diferença de idade que reflete no tamanho dos predadores, podendo direcionar a predação intraguilda ou o canibalismo e até mesmo acelerar o ciclo de desenvolvimento do predador intraguilda envolvido. Predadores em estágio inicial de vida buscaram por qualquer tipo de presa para garantir sua sobrevivência, não demonstrando qualquer padrão em suas escolhas. No caso dos adultos de H. axyridis, há diferença de comportamento entre os sexos, dependendo da densidade de presas disponíveis, fêmeas poderão ser mais ágeis na busca e consumo de presas.

Estado sanitário do jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris) em paisagens antropizadas no Estado de São Paulo

O jacaré-de-papo (Caiman latirostris) é considerado um crocodiliano de médio porte que apresenta uma ampla distribuição latitudinal na América do Sul. Possivelmente a espécie possui a situação mais complexa entre os crocodilianos brasileiros quanto ao aspecto da conservação, basicamente porque suas populações encontram-se fragmentadas em grande parte de sua área de distribuição original e por utilizarem áreas com fortes atividades antrópicas. Embora a espécie possua aparentemente um processo adaptativo frente a estas pressões, um aspecto fisiológico pode ainda sofrer rápida alteração quando submetido a elas: o estado sanitário. Desta maneira, este estudo objetivou determinar o estado sanitário do maior predador aquático, utilizando duas áreas distintas no Estado de São Paulo, através da determinação dos perfis hematológicos e bioquímicos do sangue, além da caracterização da microbiota oral, servindo de modelo à conservação da espécie em ambientes alterados. No primeiro capítulo foram determinados o perfil hematológico e bioquímico do sangue utilizando-se 29 indivíduos (19 machos e 10 fêmeas) capturados em Angatuba e 11 indivíduos (2 machos, 4 fêmeas e 5 filhotes) capturados em Cubatão. Diferenças estatísticas significativas foram encontradas nos valores de creatinina na comparação entre fêmeas de ambas as áreas de estudo (p = 0,033) e nos valores de alanina aminotransferase (p = 0,003), hemácias (p = 0,034), hemoglobina (p = 0,049) e volume corpuscular médio (p = 0,027) quando da comparação entre sexos. No segundo capítulo determinou-se a microbiota oral destes animais através do isolamento, identificação e caracterização bacteriana, em conjunto com o teste de perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos. Foram determinados 14 diferentes tipos de bactérias na área de Angatuba, sendo uma classificada como baciliforme aeróbio Gram-positivo, uma como bacilo Gram-negativo e 12 classificadas como Enterobactérias Gram-negativas. Na área de Cubatão foram isolados cinco tipos de bactérias, sendo quatro classificadas como Enterobactérias Gram-negativas e uma como baciliforme aeróbio Gram-positivo. Considerando que o uso de antimicrobianos é um processo primário no tratamento de animais e pessoas, principalmente nos casos que envolvam infecções provocadas pela interação homem x animais, para ambas as áreas de estudo, as quinolonas Enrofloxacina e Norfloxacina, além do aminoglicosídeo Gentamicina, foram os antimicrobianos que apresentaram os menores índices de resistência frente aos isolados testados.

Abundancia y distribución de especies depredadoras sometidas a control en gestión cinegética: estudio de caso representativo de la urraca (Pica pica) en la comarca de la Marina Baja

El presente estudio tiene como objeto analizar la abundancia y distribución de la urraca en función de las diferentes matrices de usos del suelo y gradientes ambientales. Este trabajo se ha centrado en la Comarca de la Marina Baja (Alicante), una región con 578,8 Km² de superficie. La zona cuenta con una vegetación climática de carrascal de termotipo mesomediterráneo y ombrotipo seco y subhúmedo. Se han realizado un total de 396 transectos para estimar la abundancia de la urraca durante los años 2006-2008, en diferentes matrices del paisaje: natural, abandono, regadío y secano. Las abundancias relativas, la evolución de la especie, el efecto sobre otras especies de caza y el efecto que tiene el control poblacional de las urracas se ha obtenido de 21 encuestas realizadas a los gestores de los terrenos cinegéticos. El análisis de los resultados, muestra una mayor abundancia de los individuos en zonas de cultivo de secano (IKA=0.76 aves/km) y cultivos abandonados (IKA=0.73 aves/km), siendo los valores medios anuales cada vez mayores desde el inicio del muestreo. El análisis múltiple de regresión lineal de la abundancia de urraca con la matriz de usos del suelo muestra una relación significativa y positiva con el abandono antiguo (p<0.01), el frutal de secano y las zonas húmedas (p<0.05), mientras que no hay relación significativa (p>0.05) con los índices del paisaje. El análisis ANOVA muestra que las variables significativas influyentes sobre el número de urracas son: matriz de usos del suelo, latitud/ombroclima, continentalidad y la interacción usos del suelo:continentalidad (p<0.05). La urraca ha experimentado un aumento en sus poblaciones desde principios de la primera década del actual siglo. Los cotos que realizan un control sobre la población de urracas tienen un efecto positivo que se ve reflejado en la menor afección sobre otras especies cinegéticas.

Elysia timida (Risso, 1818) three decades of research

During the last 30 years, studies on Elysia timida (Risso, 1818) have addressed various aspects related to food sources, photosynthetic efficiency of kleptoplasts, population genetics, chemical ecology and reproductive biology, both in the Mediterranean Sea and in the Mar Menor coastal lagoon. E. timida shows a strong specific interaction with Acetabularia acetabulum, retaining functional chloroplasts for at least 45 days and obtaining extra energy in periods when food resources are scarce. It shows control of parapodia, avoiding pigment photodestruction under oversaturated light conditions. The chemical ecological relationships established between E. timida and its potential predator fish, Thalassoma pavo, have also been evaluated, and it has been found that that the extracts of the mollusc contain repellent and unpalatable polypropionate compounds. Population genetics has demonstrated the genetic divergence between populations showing high and significant values of FST and genetic distances, and at least six privative alleles that are not shared with Mediterranean populations have been detected in lagoon populations. This sacoglossan is a poecilogonic species, and its lagoon populations show a greater reproductive output than Mediterranean populations; they produce a greater number of egg masses and embyros per individual, and the capsules have a wider diameter.

Potential impact of Wild boar (Sus scrofa) on Pheasant (Phasianus colchicus) nesting success

In recent decades wild boar have greatly increased in Europe due a combination of environmental and human factors. Because of a high reproduction rate, wild boar cause conflicts with human activities and in particularly agriculture. However, there are concerns also about environmental impact and in particular on ground nesting birds. Our study aim to evaluate the potential impact of wild boar on pheasants nests. Predation rates were compared between two areas with different wild boar abundance and between nests placed in fenced plots with no wild boar access (but accessible to other predators) and open plots in which the wild boar gains access. Predation rate by wild boar in the area with higher wild boar abundance was 61.5% whereas in the area with lower abundance was 16.0%. In plots with free access, wild boar predation was 34.2% whereas in exclusion plots we did not registered predation by wild boar. Moreover, wild boar resulted the main nest predator (total loss 22.8%). Our findings suggest that wild boar could have e strong impact on pheasant reproductive success.

(Table 1) Organohalogen contaminants in adipose tissue of captive sledge dogs (Canis familiaris) fed with whale blubber or pork fat

Studies on the fate of organohalogen contaminants (OHCs) in wild top predator mammals in the Arctic have often been a challenge due to important knowledge deficiencies in the life history of the sampled animals. The present study investigated the influence of age, dietary and trans-generational factors on the fate of major lipophilic chlorinated and brominated OHCs in adipose tissue of a potential surrogate captive species for the polar bear (Ursus maritimus), the sledge dog (Canis familiaris) in West Greenland. Adult female sledge dogs (P) and their sexually-mature (F1) and/or pre-weaning pups (F1-MLK) were divided into an exposed group (EXP) fed blubber from a Greenland minke whale (Balaenoptera acutorostrata) and a control group (CON) given commercially available pork fat. Large dietary treatment-related differences in summed and individual congener/compound adipose tissue concentrations of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), hexachlorobenzene (HCB), chlordanes (CHLs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) were found between the EXP and CON groups for all the sledge dog cohorts. However, among the F1-MLK, F1 and P dogs in both of the EXP and CON groups, little or no difference existed in PBDE, HCB, CHL and PCB concentrations, suggesting higher state of equilibrium in adipose tissue concentrations from a very early stage of life. In contrast, the distribution pattern (proportions to the summed concentrations) of OHC classes, and the major congeners/ compounds constituting those classes, varied on a dietary group- and/or cohort-dependent manner. The present captive sledge dog study demonstrated the importance of the confounding effects of diet composition, mother-pup association (maternal transfer), reproductive status (nursing), and to a lesser extent age in the fate of OHCs in adipose tissue of a large top carnivore mammal.

(Table A1) Annual biomass of plants and animals recorded on Bylot Island between 1993-2009

Determining the manner in which food webs will respond to environmental changes is difficult because the relative importance of top-down vs. bottom-up forces in controlling ecosystems is still debated. This is especially true in the Arctic tundra where, despite relatively simple food webs, it is still unclear which forces dominate in this ecosystem. Our primary goal was to assess the extent to which a tundra food web was dominated by plant-herbivore or predator--rey interactions. Based on a 17-year (1993-2009) study of terrestrial wildlife on Bylot Island, Nunavut, Canada, we developed trophic mass balance models to address this question. Snow Geese were the dominant herbivores in this ecosystem, followed by two sympatric lemming species (brown and collared lemmings). Arctic foxes, weasels, and several species of birds of prey were the dominant predators. Results of our trophic models encompassing 19 functional groups showed that <10% of the annual primary production was consumed by herbivores in most years despite the presence of a large Snow Goose colony, but that 20-100% of the annual herbivore production was consumed by predators. The impact of herbivores on vegetation has also weakened over time, probably due to an increase in primary production. The impact of predators was highest on lemmings, intermediate on passerines, and lowest on geese and shorebirds, but it varied with lemming abundance. Predation of collared lemmings exceeded production in most years and may explain why this species remained at low density. In contrast, the predation rate on brown lemmings varied with prey density and may have contributed to the high-amplitude, periodic fluctuations in the abundance of this species. Our analysis provided little evidence that herbivores are limited by primary production on Bylot Island. In contrast, we measured strong predator-prey interactions, which supports the hypothesis that this food web is primarily controlled by top-down forces. The presence of allochthonous resources subsidizing top predators and the absence of large herbivores may partly explain the predominant role of predation in this low-productivity ecosystem.

Wildlife and America : contributions to an understanding of American wildlife and its conservation /

Cosponsored by U.S. Fish and Wildlife Service, Forest Service, and the National Oceanic and Atmospheric Administration.

Mollusca Non-Grata: The influence of top-down control and residence time on the abundance, distribution, and behavior of non-native marine snails in Washington State

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Alternative harvest strategies to alleviate predation bottlenecks: a bioeconomic modeling approach to inform adaptive management

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Gut content analysis to distinguish between seed feeding and mycophagy of a biphyllid beetle larva found on Acacia melanoxylon

In a search for potential biocontrol agents for Acacia melanoxylon R. Br. (Mimosaceae), larvae of the beetle Diplocoelus dilataticollis Lea (Coleoptera; Biphyllidae) were found within damaged seeds of A. melanoxylon. The gut contents of larvae and adults were examined to determine whether their diet included seeds, in apparent contradiction to the known mycophagous diet of members of this family of beetles. Calcofluor M2R White, a plant cell-wall staining optical brightener was used to differentiate between plant cell fragments and fungal tissue in the gut content smears. Gut contents of adults of a known seed predator of A. melanoxylon, a weevil of the genus Melanterius, were examined in the same way to provide a benchmark. The gut contents of D. dilataticollis differed from those of Melanterius sp. Fungal structures and microbes were found in the gut of D. dilataticollis, in contrast to plant cell fragments found in the gut of the weevil and from scrapes made directly from seeds. We conclude that larvae of D. dilataticollis feed primarily on fungi associated with damaged seed and therefore may not be the proximate cause of seed damage.

Levels and probable origin of predatory scarring on humpback whales (Megaptera novaeangliae) in east Australian waters

To investigate the incidence of non-lethal predation in Southern Hemisphere whales, more than 3400 fluke-identification photographs from resight histories of 1436 east Australian humpback whales were examined for evidence of predatory markings. Photographs were obtained from 1984 to 1996 at various locations along the east coast of Australia, from northern Queensland to southern New South Wales. Photographs were classified in terms of the level and type of scarring. The possible predator and whether the markings appeared fresh were also noted. In all, 17% of identified east Australian humpbacks possessed some form of predatory scarring, 57% of which was minor and 43% major. Almost all predatory scarring was consistent with that inflicted by killer whales. Only three whales demonstrated an increase in the level of predatory scarring after their first sightings. Two incidents of fresh scarring were recorded, and one fatal killer whale attack on a humpback whale calf was directly observed. The overall level of predatory scarring found in this study is comparable to those found in studies for Northern Hemisphere humpback whales. The low incidence of adult whales showing their first sign of predatory scarring after their initial sighting, and the small number possessing recent scarring, support the idea that east Australian humpback whales experience most predatory attacks early in life.

A new Late Devonian acanthodian fish from the Hunter Formation near Grenfell, New South Wales

The ischnacanthid acanthodian Grenfellacanthus zerinae gen. et sp. nov. is described on the basis of two large jaw bones from the Late Devonian (late Famennian) Hunter Formation, near Grenfell, N.S.W. The new species is the youngest known ischnacanthid, and the largest ischnacanthid from Gondwana. As for many ischnacanthids, the structure of the jaws and teeth indicate that Grenfellacanthus was probably an ambush predator.

Why do eastern curlews Numenius madagascariensis feed on prey that lowers intake rate before migration?

Eastern curlews Numenius madagascariensis spending the nonbreeding season in eastern Australia foraged on three intertidal decapods: soldier crab Mictyris longicarpus, sentinel crab Macrophthalmus crassipes and ghost-shrimp Trypaea australiensis. Due to their ecology, these crustaceans were spatially segregated (=distributed in 'patches') and the curlews intermittently consumed more than one prey type. It was predicted that if the curlews behaved as intake rate maximizers, the time spent foraging on a particular prey (patch) would reflect relative availabilities of the prey types and thus prey-specific intake rates would be equal. During the mid-nonbreeding period (November-December), Mictyris and Macrophthalmus were primarily consumed and prey-specific intake rates were statistically indistinguishable (8.8 versus 10.1 kJ x min(-1)). Prior to migration (February), Mictyris and Trypaea were hunted and the respective intake rates were significantly different (8.9 versus 2.3 kJ x min(-1)). Time allocation to Trypaea-hunting was independent of the availability of Mictyris. Thus, consumption of Trypaea depressed the overall intake rate. Six hypotheses for consuming Trypaea before migration were examined. Five hypotheses: the possible error by the predator, prey specialization, observer overestimation of time spent hunting Trypaea, supplementary prey and the choice of higher quality prey due to a digestive bottleneck, were deemed unsatisfactory. The explanation for consumption of a low intake-rate but high quality prey (Trypaea) deemed plausible was diet optimisation by the Curlews in response to the pre-migratory modulation (decrease in size/processing capacity) of their digestive system. With a seasonal decrease in the average intake rate, the estimated intake per low tide increased from 1233 to 1508 kJ between the mid-nonbreeding and pre-migratory periods by increasing the overall time spent on the sandflats and the proportion of time spent foraging.