UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA - DBI
JOSEANE SANTOS CRUZ
SOBREVIVÊNCIA E COMPORTAMENTO DO INQUILINO
OBRIGATÓRIO INQUILINITERMES MICROCERUS: EFEITO
DA PAREDE DO NINHO E DA PRESENÇA DO HOSPEDEIRO
CONSTRICTOTERMES SP.
São Cristóvão 2016
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA - DBI
JOSEANE SANTOS CRUZ
SOBREVIVÊNCIA E COMPORTAMENTO DO INQUILINO
OBRIGATÓRIO INQUILINITERMES MICROCERUS: EFEITO
DA PAREDE DO NINHO E DA PRESENÇA DO HOSPEDEIRO
CONSTRICTOTERMES SP.
Orientadora
Prof.
aDr.
aAna Paula Albano Araújo
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Departamento de Biologia da Universidade Federal de Sergipe como parte dos requisitos para obtenção do título de Bacharel em Biologia.
São Cristóvão 2016
Joseane Santos Cruz
Sobrevivência e comportamento do inquilino obrigatório
Inquilinitermes microcerus: efeito da parede do ninho e da presença do
hospedeiro Constrictotermes sp.
Monografia apresentada à Universidade Federal de Sergipe, como parte das exigências do Bacharelado em Biologia, para obtenção do título de “Bacharel em Biologia”.
APROVADA em 03 de novembro de 2016.
_____________________________ Prof.a Dr.a Sinara Maria Moreira Universidade Federal de Sergipe
______________________________ Dr. Paulo Fellipe Cristaldo Universidade Federal de Sergipe _______________________________
Prof.a Dr.a Ana Paula Albano Araújo Universidade Federal de Sergipe
(Orientadora)
SÃO CRISTÓVÃO SERGIPE – BRASIL
Ao meu pai Genivaldo Cruz (in memorian).
AGRADECIMENTOS
A Deus pelo dom da vida, por ter me dado força e coragem ao longo desta graduação. À Universidade Federal de Sergipe (UFS) pela oportunidade oferecida.
À professora Ana Paula Albano Araújo pela oportunidade, orientação, atenção, competência e críticas construtivas. Pelos ensinamentos diários tanto para o crescimento profissional quanto pessoal. Muito obrigada!
Ao prof. Paulo Fellipe por todas as sugestões, dedicação, ensinamentos e auxílio durante todo o trabalho... Obrigada!
Aos amigos do Laboratório Interações Ecológicas: Dina, Jorge e Léo. Obrigado pela convivência agradável, apoio e companheirismo. Vocês tornaram possível o trabalho em equipe.
Aos colegas da graduação, em especial à Jéssica pela força, incentivo e confiança. As meninas da F27: Thaty, Taynara e Laudicéa pela amizade sincera, alegria e por todo apoio ao longo desses anos. Com vocês eu redescobri o verdadeiro significado da amizade vivenciando momentos únicos que sempre serão lembrados.
Aos meus amigos de longa data: Franklim, Estér, Iury, Ithales, Jady, Lívia, Michele, Neidja e Taynisson.
À minha família por tudo! A minha vó Libânia por todo carinho. Ao meu tio Jeová e sua esposa Gleyce por toda atenção e dedicação. A minha tia Jeane pelos ensinamentos, brandura e cuidado.
À minha mãe, meu orgulho e luz da minha vida. Obrigado por todo amor, carinho, dedicação e por me ensinar as coisas mais valiosas da vida. Aos meus irmãos Jandson e Joselaine pela amizade, amor, companheirismo e por me proporcionarem a alegria de ser tia das crianças mais lindas deste mundo: Jeandson e Davi. Amo vocês incondicionalmente!
Enfim, agradeço a todos aqueles que contribuíram de alguma forma para a realização deste trabalho. Muito obrigada a todos!
SUMÁRIO
Página
LISTA DE FIGURAS ... iv
RESUMO ... v
REFERENCIAL TEÓRICO ... 1
SOBREVIVÊNCIA E COMPORTAMENTO DO INQUILINO OBRIGATÓRIO INQUILINITERMES MICROCERUS: EFEITO DA PAREDE DO NINHO E DA PRESENÇA DO HOSPEDEIRO CONSTRICTOTERMES SP. ... 5
1. Introdução ... 6
2. Material & Métodos ... 8
3. Resultados ... 12
4. Discussão ... 16
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. Tempo médio para morte de inquilinos Inquilinitermes microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de hospedeiro Constrictotermes sp. proveniente do mesmo ninho (HI) e de hospedeiros Constrictotermes sp. provenientes de diferente ninho (HD).
FIGURA 2. Tempo médio para morte de inquilinos Inquilinitermes microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de substrato da parede externa do ninho (PE) e de substrato da parede interna do ninho (PI).
FIGURA 3. Distância e velocidade percorrida por inquilinos Inquilinitermes microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de hospedeiro Constrictotermes sp. proveniente do mesmo ninho (HI) e de hospedeiros Constrictotermes sp. provenientes de diferente ninho (HD).
FIGURA 4. Distância e velocidade percorrida por inquilinos Inquilinitermes microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de substrato da parede externa do ninho (PE) e de substrato da parede interna do ninho (PI).
RESUMO
CRUZ, Joseane Santos. Sobrevivência e comportamento do inquilino obrigatório
Inquilinitermes microcerus: efeito da parede do ninho e da presença do hospedeiro Constrictotermes sp. São Cristóvão: UFS, 2016. 34p. (Monografia – Bacharelado em
Biologia).
Ninhos de insetos sociais propiciam maior longevidade às suas colônias por representarem um espaço com condições internas constantes e, em parte, livre de inimigos. Por outro lado, tais características tornam os ninhos um ambiente atrativo para simbiontes. Ninhos construídos pelo cupim Constrictotermes sp. (hospedeiro) são frequentemente habitados por um inquilino obrigatório - o cupim Inquilinitermes microcerus - que ocupa principalmente a parte central destes ninhos. Aqui investigamos se o aparente isolamento de I. microcerus na parte central do ninho de Constrictotermes sp. pode estar relacionado à sua necessidade por esta estrutura (ex. para alimentação) ou a um possível escape da colônia hospedeira. Bioensaios foram realizados para analisar se a sobrevivência e o comportamento do inquilino são modulados pela presença do hospedeiro (proveniente de mesmo ou diferente ninho) e pelo contato dos inquilinos com as paredes (externa e interna) do ninho. A mortalidade dos inquilinos ocorreu mais rapidamente na presença do hospedeiro (proveniente de mesmo ou de diferentes ninhos), do que no tratamento controle. Houve maior mortalidade quando os indivíduos estavam em contato com a parede externa do ninho, comparado aos tratamentos em que estavam em contato com a parede interna e o controle. A velocidade de caminhamento e a distância percorrida por I. microcerus não diferiram significativamente entre os tratamentos: controle e presença do hospedeiro (de mesmo ou de diferentes ninhos). Por outro lado, os tratamentos contendo o substrato da parede (interna ou externa) reduziram a velocidade e a distância percorrida pelos indivíduos. Assim, o hospedeiro parece causar stress sobre I. microcerus, reduzindo sua sobrevivência. Nossos resultados, de forma geral, sugerem que os inquilinos adotam estratégias para evitar sua percepção por parte do hospedeiro.
REFERENCIAL TEÓRICO
Organização social e biologia dos cupins
Os térmitas ou cupins são insetos pertencentes à classe Insecta, ordem Blattodea e recentemente foram agrupados em nove famílias contendo representantes vivos: Mastotermitidae, Hodotermitidae, Archotermopsidae, Stolotermitidae, Kalotermitidae, Stylotermitidae, Rhinotermitidae, Serritermitidae e Termitidae (Engel et al. 2009).
Os cupins são insetos eussociais, que formam colônias que se abrigam em ninhos construídos através de uma mistura formada por partículas do solo, material fecal e saliva. Estas construções variam em composição, forma, tamanho e localização podendo ser arborícolas, epígeas ou subterrâneas, dependendo da espécie (Costa-Leonardo 2002, Ferreira et al. 2011). As colônias de cupins possuem indivíduos de castas diferenciadas, que cooperam nas divisões das tarefas, incluindo: castas reprodutoras representadas pelo par real (rei e rainha) ou alados (responsáveis por fundarem novas colônias); e castas não-reprodutoras formadas por soldados e operários. Os operários são responsáveis por diversas atividades incluindo forrageio, construção e reparo do ninho e alimentação das castas dependentes (Costa-Leonardo 2002). Já os soldados são responsáveis pela defesa da colônia, existindo espécies que apresentam mecanismos de defesa distintos, incluindo a presença de mandíbulas bem desenvolvidas (defesa mecânica), de estruturas capazes de liberar compostos repelentes (defesa química), ou mesmo uma combinação de ambas (defesa mista) (Prestwich 1984). Em algumas espécies o papel dos soldados vai além da defesa, onde participam ativamente da procura e escolta dos operários durante a busca por novas fontes alimentares (Traniello 1981, Almeida et al. 2016, Andara et al. 2004).
A comunicação nos cupins é predominantemente química, dependente de compostos secretados por uma grande variedade de glândulas exócrinas encontradas em todo corpo (Costa-Leonardo 2002). Essas substâncias, conhecidas como feromônios são utilizadas para
diversas funções, como forrageamento, defesa e reprodução. Por sua vez, o reconhecimento de indivíduos da mesma colônia ocorre principalmente através da percepção e reconhecimento dos hidrocarbonetos cuticulares (Costa-Leonardo et al. 2009).
A biologia alimentar é o fator que afeta mais significativamente a história de vida e a evolução social dos Isoptera (Lima & Costa-Leonardo 2007). Enquanto todas as famílias mais basais possuem protozoários simbiontes associados ao trato digestório, espécies da família Termitidae, mais derivada, apresentam bactérias (Costa-Leonardo 2002). Observa-se uma nítida tendência de separação entre ninho e fonte alimentar à medida em que se transita dos grupos mais basais para os mais derivados (Traniello & Leuthold 2000).
Cupins alimentam-se de matéria orgânica, basicamente celulose. O hábito nutricional desses insetos pode ser muito variado entre as espécies, principalmente em relação ao estágio de decomposição do material a ser consumido. A dieta pode ser composta de madeira (morta ou viva), gramíneas, plantas herbáceas, fungos e excrementos de animais (Lee & Wood 1971). Uma vez que atuam diretamente na ciclagem da matéria orgânica morta, o hábito alimentar confere aos cupins um papel ecológico fundamental no fluxo de energia e ciclagem de nutrientes (Constantino 2005).
Aspectos ecológicos
Considerados como “engenheiros do ecossistema” os cupins têm a habilidade de modificar a estrutura do hábitat alterando a disponibilidade de recursos para outras espécies através de mudanças físicas em materiais bióticos ou abióticos (Jones et al. 1994, Dangerfield et al. 1998). A busca por recursos normalmente ocorre através de uma rede de túneis subterrâneos e/ ou galeria que partem do ninho em direção às fontes alimentares. Algumas espécies (ex. mais derivadas) que possuem separação completa entre ninho e alimento, precisam forragear. Esta atividade de busca por recurso ocorre, na maioria das espécies, por meio da construção de túneis e galerias, as quais modificam as condições físicas do solo
através da bioturbação e alteração de suas propriedades hidráulicas, contribuindo assim para maior aeração e retenção de umidade (Léonard & Rajot 2001). Além disso, os cupins podem modular a disponibilidade de recursos para outros organismos do solo, favorecendo o estabelecimento dos mesmos (Ackerman et al. 2007, Jouquet et al. 2004, 2005). Ainda, os ninhos construídos servem de abrigo para uma fauna diversa, contribuindo para o aumento da riqueza local (Jouquet et al. 2006, 2011, Davies et al. 2015).
A estrutura dos ninhos permite à colônia construtora benefícios como: microclima estável (Jones & Oldroyd 2006), disponibilidade de recursos já que algumas espécies estocam alimento dentro do ninho (Costa-Leonardo 2002) e proteção contra predadores. No entanto, esses mesmos benefícios são características atrativas para diversos coabitantes que utilizam os mesmos como local de abrigo e/ou nidificação.
Coabitação em cupinzeiros
Ninhos de cupins são comumente coabitados por uma grande diversidade de organismos como vertebrados e invertebrados, incluindo, por exemplo, pássaros (Brightsmith 2000); répteis (Thompson & Thompson 2015) e formigas (Prestes & Da Cunha 2012), os quais são considerados termitófilos. Além disso, existem várias espécies de cupins, denominados inquilinos, que invadem ninhos construídos por outros cupins (Redford 1984). Alguns inquilinos são considerados facultativos uma vez que podem construir um ninho para abrigar sua própria colônia, porém, eventualmente, podem viver em ninhos de outros hospedeiros. Por outro lado, algumas espécies são denominados inquilinos obrigatórios uma vez que perderam a capacidade de construir seus próprios ninhos e dependem exclusivamente do ninho hospedeiro para sua manutenção (Mathews 1977).
Estudos realizados revelam elevada riqueza e abundância de coabitantes em ninhos de cupins. Por exemplo, Redford (1984) encontrou pelo menos 17 espécies de cupins (inquilinos) dentre esses Velocitermes heteropterus, Syntermes dirus, Orthognathotermes gibberorum e
Armitemes euamignathus que coabitavam ninhos de Cornitermes cumulans. Da Cunha & Brandão (2000) registraram a abundância de Corotoca melantho (Coleoptera: Staphylinidae) coabitando ninhos de Constrictotermes cyphergaster; Bourguignon & Roisin (2006) registraram termitófilos associados a ninhos de Schedorhinotermes; e Rosa et al. (2008) constataram larvas de coleópteros em ninhos de C. cumulans.
Relação entre Constrictotermes e Inquilinitermes microcerus.
Espécies do gênero Constrictotermes estão distribuídas em toda América do Sul (Constantino 1999). Os ninhos destas espécies são epígeos (ex. construídos sobre rochas) ou arborícolas, sendo frequentemente invadidos por um grande número de termitófilos e comumente coabitados pelos inquilinos obrigatórios Inquilinitermes microcerus e I. fur (Mathews 1977, Constantino & Costa-Leonardo 1997).
Inquilinitermes microcerus coabitam exclusivamente ninhos de Constrictotermes, possuem colônias menores em relação ao seu hospedeiro e vivem restringidos às partes mais centrais e escuras do ninho (Da Cunha et al. 2003). Aparentemente, estes inquilinos se alimentam do material excretado pelo seu hospedeiro, que se acumula nas galerias internas do ninho (Barbosa-Silva et al. 2016).
Estudos mostram que essa coabitação pode ser favorecida por estratégias desenvolvidas pelos inquilinos (Cristaldo et al. 2012, 2014, Jirošová et al. 2016), que os permitem evitar o encontro com os hospedeiros, reduzindo assim os riscos de possíveis conflitos.
Nesta monografia, analisamos os fatores envolvidos na coabitação de ninhos de Constrictotermes sp. por I. microcerus. Partindo de evidências de que I. microcerus se restringe às paredes internas do ninho hospedeiro, analisamos hipóteses que fornecem indícios de que este isolamento pode estar relacionado a um possível escape do hospedeiro ou simplesmente à sua associação com o recurso alimentar.
Sobrevivência e comportamento do inquilino obrigatório
Inquilinitermes microcerus: efeito da parede do ninho e da presença do
hospedeiro Constrictotermes sp.
Joseane Santos Cruz, Paulo Fellipe Cristaldo, Jailton Jorge Marques, Marcos Leandro Cruz, DinamartaVirgínio Ferreira & Ana Paula Albano Araújo
Universidade Federal de Sergipe. Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Departamento de Ecologia. Lab. Interações Ecológicas. Tel.: +55 79 31946926.
1. INTRODUÇÃO
Uma ampla variedade de espécies apresenta íntimas associações de longa duração, (ex. simbioses) (Dimijian 2000, Duarte et al. 2014, Redman et al. 2001) que podem incluir desde antagonismos até mutualismos (Dimijian 2000). A manutenção destas interações deve exigir, muitas vezes, características que permitem às espécies envolvidas lidarem umas com as outras. Colônias de insetos eussociais (ex. vespas, formigas, abelhas e cupins), destacam-se em relação à grande diversidade de simbiontes que coabitam seus ninhos, os quais incluem parasitas, mutualistas e comensais (Hughes et al. 2008). Os ninhos destes insetos permitem a manutenção da homeostase (ex. condições internas constantes independente do ambiente externo; Noirot & Darlington 2000) e formam um espaço livre de inimigos, garantindo assim maior longevidade às suas colônias. Por outro lado, estas mesmas características também propiciam a utilização de tais estruturas por simbiontes (Hughes et al. 2008).
Os ninhos de cupins podem abrigar uma ampla variedade de espécies, como vertebrados (Dechmann et al. 2009, Brightsmith 2000) e invertebrados (Da Cunha & Brandão 2001, Costa et al. 2009), denominados termitófilos. Dentre estes coabitantes, estão incluídos cupins de espécies diferentes daquela construtora do ninho, os quais são denominados inquilinos (Redford 1984). Alguns cupins são inquilinos obrigatórios, uma vez que não possuem a capacidade de construir seus próprios ninhos e dependem intrinsecamente da colônia hospedeira para sua sobrevivência. Tais relações podem ocorrer, por exemplo, em espécies do gênero Inquilinitermes (ex. I. fur, I. inquilinus e I. microcerus), que habitam ninhos de Constrictotermes sp. (Mathews 1977) e em espécies de Serritermes serrifer que são inquilinos obrigatórios de Cornitermes spp. (Emerson & Krishna 1975). Cristaldo et al. (2012) evidenciaram que a coabitação em cupinzeiros tem maior probabilidade de ocorrência a partir de um limiar de tamanho dos
ninhos (> 2,2,L para termitófilos e > 13,6L para inquilinos). Diferentemente do observado em Hymenoptera, a alta incidência de coabitação em ninhos de cupins é algo intrigante (Campbell et al. 2016, Marins et al. 2016). Assim como os demais insetos sociais, nos cupins, as colônias hospedeiras são capazes de diferenciar entre companheiros e não-companheiros do ninho, e ainda, investem energia na produção de indivíduos de castas específicas para defesa (Šobotník et al. 2008).
Uma vez que os inquilinos obrigatórios apresentam uma relação mais estreita com seus hospedeiros, espera-se que os mesmos exibam estratégias que permitam a estabilidade temporal desta interação. Embora os inquilinos se beneficiem do ninho da colônia hospedeira, sem custos na construção desta estrutura (Jirošová et al. 2016), uma série de evidências sugerem que o inquilino parece evitar (física e quimicamente) seu hospedeiro. Estudos demonstram que as colônias de Inquilinitermes sp. apresentam tamanho reduzido em relação à do seu hospedeiro e normalmente são encontradas nas partes centrais do ninho onde indivíduos de Constrictotermes sp. raramente são observados (Da Cunha et al. 2003). A agregação do inquilino na parte central do ninho pode estar relacionada ao fato de utilizarem esta estrutura como recurso alimentar (Barbosa-Silva et al. 2016, Bourguignon et al. 2011, Florencio et al. 2013, Mathews 1977, Cristaldo et al. 2012). Além disso, estudos recentes mostraram evidências de que indivíduos de I. microcerus podem utilizar pistas químicas como estratégia para evitar conflitos, uma vez que evitam tanto os sinais químicos do corpo, como também os sinais de trilha e de alarme emitidos pelo seu hospedeiro, C. cyphergaster (Cristaldo et al. 2014, 2016). No entanto, a despeito de tais avanços no entendimento desta interação, seu balanço final para ambas as partes ainda necessita ser desvendado.
Neste estudo, investigamos se o aparente isolamento espacial de I. microcerus em ninhos de Constrictotermes sp. pode estar relacionado à sua necessidade (ex. alimentar)
em relação à parte central do ninho ou a um possível stress causado pela presença da espécie hospedeira. Para isso, foram realizados bioensaios de sobrevivência e testes comportamentais a fim de testar as hipóteses de que a sobrevivência do inquilino: (i) é reduzida na presença do hospedeiro, principalmente daqueles de ninhos diferentes e (ii) aumentada quando em contato com a parede interna do ninho; e que a velocidade de deslocamento e a distância percorrida pelo inquilino é aumentada quando: (iii) na presença do hospedeiro e (iv) reduzida quando em contato com a parede interna do ninho.
2. MATERIAL & MÉTODOS 2.1. Local de estudo e coleta
Um total de nove ninhos de Constrictotermes sp. foi coletado, no mês de julho de 2016, no Campus Rural da Universidade Federal de Sergipe, município de São Cristóvão (11º 01’S e 37º 12’O), Brasil. A altitude local é de 200m acima do nível do mar. A precipitação e temperatura médias anuais da região são de 1.200 mm e 25°C, respectivamente. Segundo a classificação de Köppen, o clima é do tipo As’ (tropical, com inverno chuvoso e verão seco) (Pidwirny 2011).
As coletas consistiram na completa remoção dos ninhos no campo, com o uso de pás e picaretas. Os ninhos foram levados para o laboratório e fragmentados para verificar a presença de inquilinos, os quais foram encontrados em três dos ninhos amostrados. A identificação das espécies foi realizada em comparação com amostras da Coleção de Isoptera da Universidade de Brasília, onde o material de referência foi depositado. A espécie hospedeira foi identificada como Constrictotermes sp. (#10745 e 10747) e a espécie inquilina como Inquilinitermes microcerus (#10746 e 10748).
2.2. Bioensaios
Bioensaios foram realizados para analisar se a sobrevivência e o comportamento do inquilino, I. microcerus, são modulados pela presença do hospedeiro (proveniente de mesmo ou diferente ninho) e pelo contato dos inquilinos com as paredes (externa e interna) do ninho.
Bioensaios de Sobrevivência
Neste teste, partimos do pressuposto de que o hospedeiro deve causar redução na sobrevivência do inquilino. Foram estabelecidos os tratamentos: (i) inquilino sozinho (controle), (ii) inquilino com hospedeiro do mesmo ninho cohabitado, (iii) inquilino com hospedeiro de ninho distinto. Os bioensaios foram realizados em placas de Petri (9 cm diâmetro e 1,5 cm de altura), cujo fundo foi recoberto por discos de papel filtro. Em todas as placas foram inseridos um total de 20 operários, sendo que nos tratamentos com a presença do hospedeiro (ii e iii) foram inseridos 10 operários de cada espécie.
Para avaliar se a sobrevivência dos operários é alterada em contato com as paredes dos ninhos foram estabelecidos os tratamentos: (i) inquilino em contato com a parede externa do ninho, (ii) inquilino em contato com a parede interna do ninho e (iii) tratamento controle (inquilinos sozinhos). A parede interna e central do ninho representa um depósito de rejeitos, formado por fezes e corpos mortos, sendo facilmente reconhecida por sua coloração escura. Fragmentos da parede interna e externa foram macerados e peneirados (malha #6). O material foi pesado em balança e homogeneamente distribuído (7g) no fundo das placas, sobre o papel filtro. Nos tratamentos controle o fundo das placas foi forrado apenas com papel filtro. Em cada placa foram inseridos 10 operários de I. microcerus.
Para ambos os bioensaios de sobrevivência foram realizadas três repetições por ninho para cada tratamento, totalizando 27 repetições. Os valores médios das três repetições/ninho foram utilizados nas análises estatísticas. As placas foram mantidas em B.O.D., na ausência de luz, à 25°C. As observações consistiram em quantificar o número de indivíduos mortos ao longo do tempo. No primeiro dia após a montagem do experimento, as observações foram realizadas em intervalos de uma hora. Posteriormente, as observações foram realizadas a cada duas horas, até a morte de todos os indivíduos.
Bioensaios Comportamentais
Bioensaios comportamentais foram conduzidos em placas de Petri (9 cm diâmetro e 1,5 cm de altura), forradas com um papel preto, utilizando-se os mesmos tratamentos descritos nos bioensaios de sobrevivência. Neste caso, em cada placa foi inserido um indivíduo (para os tratamentos contendo somente o inquilino) ou dois indivíduos (para os tratamentos do inquilino com a presença do hospedeiro). Foram feitas três repetições/ tratamento por ninho, totalizando 27 repetições.
Para permitir a visualização e o registro dos comportamentos dos inquilinos, os mesmos foram previamente marcados com uma mistura de tinta guache branca e cola (2:1). Após a marcação, os indivíduos foram mantidos em B.O.D, na ausência de luz, até a completa secagem da mistura. As placas contendo os diferentes tratamentos foram filmadas durante 10 minutos em aparelho Ethovision® XT (versão 8.5; Noldus Integration System, Sterling, VA) e software Studio 9 (Pinnacle Systems, moutainView, CA) EthoVisionXT.
Após a filmagem, foram contabilizados a velocidade de caminhamento (mm/s) e a distância percorrida (mm) pelo inquilino em cada placa.
2.3. Análises Estatísticas
Para verificar se o tempo gasto para mortalidade dos indivíduos de I. microcerus (variável y) depende da presença do hospedeiro (de mesmo ou diferentes ninhos) ou de seus contatos com as paredes do ninho (interna e externa), os dados foram submetidos à Analise de Sobrevivência, utilizando-se distribuição Weibull. Foram calculados, para cada tratamento x ninho, o tempo médio para mortalidade dos indivíduos. Posteriormente, estes dados (tempo médio para morte - variável y) foram submetidos à Análise de Deviância (ANODEV) em função dos tratamentos avaliados.
A fim de analisar se a distância percorrida (mm) e a velocidade de caminhamento (mm/s) por I. microcerus (variáveis y) são alteradas em função dos mesmos tratamentos anteriormente citados, os dados foram submetidos à Análise de Deviância (ANODEV).
Todas as análises foram realizadas no software R (R Development Core Team 2015) usando modelos lineares generalizados seguidos pela análise de resíduos para verificar a adequabilidade da distribuição utilizada. Nos casos em que não houve diferença entre os tratamentos (p > 0,05), os mesmos foram agrupados.
3. RESULTADOS
Bioensaios de Sobrevivência
A mortalidade dos inquilinos ocorreu mais rapidamente (ex. menor tempo médio para morte) na presença do hospedeiro (proveniente de mesmo ou de diferentes ninhos), do que no tratamento controle (inquilinos sozinhos) (F2,6 = 6,905, P = 0,027; Fig. 1). Não houve diferença significativa na velocidade de mortalidade dos inquilinos, independentemente da origem do hospedeiro, sejam provenientes dos mesmos ou de diferentes ninhos (P = 0,65).
Houve maior velocidade de mortalidade (ex. menor tempo médio para morte) quando os indivíduos estavam em contato com a parede externa do ninho, comparado aos tratamentos em que estavam em contato com a parede interna e com o tratamento controle (inquilinos sozinhos) (F2,6 = 28,070; P< 0,001; Fig. 2). Os tratamentos controle e parede interna não apresentaram diferenças significativas entre si (P = 0,83).
Bioensaio Comportamental
A distância percorrida (F2,6 = 1,13, P = 0,32) e a velocidade de caminhamento (F2,6 = 0,19, P = 0,82) de I. microcerus não diferiram significativamente entre todos os tratamentos analisados: controle e presença do hospedeiro (de mesmo ou de diferentes ninhos) (Fig. 3A-B).
Por outro lado, a distância percorrida (F2,6 = 7,31, P < 0,001) e a velocidade de caminhamento dos indivíduos (F2,6 = 0,654, P = 0,02) foram reduzidas nos tratamentos em que tiveram contato com as paredes externas e internas, comparado ao tratamento controle (Fig. 4A-B). Não houveram diferenças significativas nos comportamentos entre os tratamentos em que o inquilino estava em contato com a parede externa e interna (P > 0,001).
Fig. 1. Tempo médio para morte de inquilinos Inquilinitermes
microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de hospedeiro Constrictotermes sp. proveniente do mesmo ninho (HI) e de hospedeiros Constrictotermes sp. provenientes de diferente ninho (HD).
Fig. 2. Tempo médio para morte de inquilinos Inquilinitermes
microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de substrato da parede externa do ninho (PE) e de substrato da parede interna do ninho (PI).
Fig. 3. Distância e velocidade percorrida por inquilinos Inquilinitermes
microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de hospedeiro Constrictotermes sp. proveniente do mesmo ninho (HI) e de hospedeiros Constrictotermes sp. provenientes de diferente ninho (HD).
Fig. 4. Distância e velocidade percorrida por inquilinos Inquilinitermes
microcerus em diferentes tratamentos: controle (sozinhos), com a presença de substrato da parede externa do ninho (PE) e de substrato da parede interna do ninho (PI).
4. DISCUSSÃO
Neste estudo, investigamos como a presença do hospedeiro Constrictotermes sp. e das paredes do ninho podem modular a sobrevivência e o comportamento de I. microcerus. Nossos resultados, de forma geral, sugerem que os inquilinos adotam estratégias para evitar sua percepção por parte do hospedeiro.
A velocidade de morte dos inquilinos foi maior na presença do hospedeiro do que na ausência destes indivíduos (Fig. 1). Interessantemente, a velocidade de morte dos inquilinos não foi dependente da origem do hospedeiro (de mesma ou diferente colônia). Desta forma, parece que o inquilino não adquire o odor da colônia hospedeira, o que poderia minimizar o stress com seu hospedeiro. De fato, Constrictotermes e seus inquilinos parecem não possuir um perfil semelhante de hidrocarbonetos cuticulares (Cristaldo, dados não publicados), estratégia geralmente utilizada por inquilinos de insetos sociais. Em Hymenoptera, por exemplo, a integração de inquilinos obrigatórios nos ninhos hospedeiros é facilitada pela aquisição, por parte dos inquilinos, do odor da colônia hospedeira [ex. abelhas (Dronnet et al. 2005), vespas (Sledge et al. 2001), e formigas (Lenoir et al. 2001)]. Desta forma, espera-se que a relação de inquilinismo obrigatório observada aqui seja mediada por outras estratégias evolutivamente estáveis, que permitam um mais rápido estabelecimento de I. microcerus em ninhos de Constrictotermes sp.
O fato dos inquilinos aparentemente não adquirirem os odores da colônia hospedeira pode estar relacionado à sua tentativa de evitar o encontro com o hospedeiro. Aqui, verificamos, ao contrário do previsto que, quando em contato com o hospedeiro, a velocidade de caminhamento e distância percorrida pelo inquilino não foram alteradas (Fig. 3A-B). No entanto, esta ausência de mudança comportamental do inquilino na presença do hospedeiro pode ser uma forma de não se tornar evidente, o que reduziria
possíveis conflitos. Assim, os inquilinos parecem minimizar qualquer reação de percepção e agressividade por parte dos hospedeiros. Nossos resultados estão de acordo com estudos recentes que mostraram que I. microcerus é capaz de reconhecer o feromônio de trilha produzido pelo seu hospedeiro C. cyphergaster. Este reconhecimento parece permitir ao inquilino evitar galerias ocupadas pelo seu hospedeiro, facilitando assim a coexistência entre os mesmos (Cristaldo et al. 2014). Da mesma forma, indivíduos de I. microcerus conseguem reconhecer o feromônio de alarme de seus hospedeiros, utilizando-os em seu próprio benefício, seja para esquivar-se de espaços habitados pelos hospedeiros ou talvez para fugir de eventuais predadores (Cristaldo et al. 2016). Recentemente, Jirošová et al. (2016) mostraram que soldados de I. inquilinus, hospedeiro obrigatório de C. cavifrons, produzem substâncias químicas que são repelentes ao seu hospedeiro, sugerindo que a separação espacial é mediada quimicamente, permitindo a coexistência via redução de conflitos diretos. Evitar o hospedeiro poderia contribuir ainda para reduzir as chances de seleção de estratégias de contra-ataque por parte dos hospedeiros. Além disso, relatos na literatura sugerem que as colônias de inquilinos normalmente são encontradas isoladas espacialmente no ninho e utilizam galerias que não se sobrepõem com as do seu hospedeiro (Da Cunha et al. 2003, Mathews 1977, Cristaldo et al. 2012). Esta aparente segregação espacial poderia ocorrer como forma de evitar conflito direto com o hospedeiro ou devido simplesmente à dependência alimentar do inquilino em relação aos possíveis recursos presentes na parede interna do ninho.
A parede interna do ninho é formada não apenas por excrementos do hospedeiro como também da própria colônia do inquilino. Ao contrário do esperado, não houve maior sobrevivência dos inquilinos em contato com a parede interna do ninho, quando comparado ao tratamento controle (Fig. 2). Esta ausência de variação significativa pode
estar relacionada a dois fatores: i) à incapacidade dos inquilinos de ingerirem o substrato da parede, da forma como foi utilizado no experimento e ii) ao obstáculo representado pelo substrato da parede. Uma vez que o substrato da parede foi macerado, pode-se supor que os inquilinos não conseguiram ingerir tais partículas, reduzindo assim um possível efeito da alimentação sobre o aumento da sobrevivência dos mesmos. Adicionalmente, a presença deste substrato pode ter representado um obstáculo ao caminhamento, aumentando o gasto energético destes indivíduos, mascarando assim um possível efeito positivo deste tratamento. Esta explicação é apoiada no fato de que o comportamento de caminhamento foi reduzido quando em contato com as paredes internas e externas da mesma forma (Fig. 4-AB) quando comparados ao controle. Por outro lado, o contato com a parede externa reduziu significativamente a taxa de sobrevivência dos indivíduos (Fig. 2) quando comparado aos tratamentos controle e parede interna. Esta parte do ninho deve apresentar muito menos sinais que indiquem ao inquilino a presença de um ambiente conhecido e ainda, deve limitar o contato entre os indivíduos de suas colônias, o que explicaria a maior mortalidade desse tratamento, quando comparado ao controle. Isto sugere que a redução do caminhamento pode estar mais relacionada a algum obstáculo em si do que a qualquer mudança comportamental em decorrência de sinais químicos nestas estruturas. Por outro lado, a sobrevivência parece ter sido mais influenciada pela presença de sinais próprios à colônia.
Uma série de hipóteses têm sido propostas para explicar a coabitação em ninhos de cupins, sendo esta esperada quando: os organismos intrusos se tornam imperceptíveis no ninho (ex. percebem pistas químicas ou utilizam refúgios), possuem habilidade para repelir o hospedeiro, ou quando apresentam segregação de dieta com o hospedeiro (Cristaldo et al. 2016, 2012, 2014, Jirošová et al. 2016, Florencio et al. 2013). O presente trabalho suporta a ideia de que as estratégias de evitação podem ser o fator
primário da coexistência entre o inquilino obrigatório I. microcerus e seu hospedeiro Constrictotermes spp. Estudos já indicavam que esta evitação parece ocorrer via percepção de pistas químicas, aqui mostramos que I. microcerus também apresenta mecanismos comportamentais que podem evitar possíveis conflitos facilitando sua coabitação em ninhos de C. cyphergaster.
REFERÊNCIAS
ACKERMAN,I.L., W.G. TEIXEIRA, S.J.RIHA, J.LEHMANN, and E.C.M.FERNANDES.
2007. The impact of mound-building termites on surface soil properties in a secondary forest of Central Amazonia. Applied Soil Ecology 37: 267–276.
ALMEIDA,C.S., P.F.CRISTALDO, D.F.FLORENCIO, N. G.CRUZ, A.A. SANTOS, A.P.
OLIVEIRA, A.S.SANTANA, E.J.M.RIBEIRO, A.P.S.LIMA, L.BACCI, and A.P.A.
ARAÚJO. 2016. Combined foraging strategies and soldier behaviour in
Nasutitermes aff. coxipoensis (Blattodea: Termitoidea: Termitidae). Behavioural Processes 126: 76–81.
ANDARA,C., S. ISSA, and K. JAFFÉ. 2004. Decision-making systems in recruitment to
food for two Nasutitermitinae (Isoptera: Termitidae). Sociobiology 44: 139–151.
BARBOSA-SILVA,A.M., M.A.A.FARIAS, A.P. DE MELLO, A.E.F. DE SOUZA, H.H.M.
GARCIA, and M. A. BEZERRA-GUSMÃO. 2016. Lignocellulosic fungi in nests and
food content of Constrictotermes cyphergaster and Inquilinitermes fur (Isoptera, Termitidae) from the semiarid region of Brazil. Fungal Ecology 20: 75–78.
BOURGUIGNON, T., and Y. ROISIN. 2006. A new genus and three new species of
termitophilous Staphylinids (Coleoptera: Staplylinidae) associated with Schedorhinotermes (Isoptera: Rhinotermitidae) in New Guinea. Sociobiology 48: 1–13.
BOURGUIGNON,T., J.ŠOBOTNÍK, G.LEPOINT, J.M.MARTIN, O.J.HARDY, A.DEJEAN,
and Y. ROISIN. 2011. Feeding ecology and phylogenetic structure of a complex
neotropical termite assemblage, revealed by nitrogen stable isotope ratios. Ecological Entomology 36: 261–269.
BRIGHTSMITH, D. 2000. Use of arboreal termitaria by nesting birds in the Peruvian
CAMPBELL,C., L. RUSSO, A.MARINS, O.DESOUZA, K.SCHÖNROGGE, D.MORTENSEN,
J. TOOKER, R. ALBERT, and K. SHEA. 2016. Top-down network analysis
characterizes hidden termite-termite interactions. Ecology and Evolution 6178– 6188.
CONSTANTINO, R. 1999. Chave ilustrada para identificação dos gêneros de cupins
(Insecta: Isoptera) que ocorrem no Brasil. Papéis Avulsos de Zoologia 40: 387– 448.
CONSTANTINO, R. 2005. Padrões de diversidade e endemismo de témitas no bioma
Cerrado. In: A. O. SCARIOT, J. C. S. SILVA and J. M. FELFILI (Eds.) Cerrado:
ecologia, biodiversidade e conservação. pp. 319–333, Biodiversidade, Ecologia e Conservação do Cerrado. Ministério do Meio Ambiente, Brasília.
CONSTANTINO, R., and A.COSTA-LEONARDO. 1997. A new of Constrictotermes from
central Brazil with on mandibular glands of workers (Isoptera: Termitidae: Nasutitermitinae). Sociobiology 30: 213–223.
COSTA-LEONARDO, A. M. 2002. Cupins-praga: Morfologia, Biologia e Controle. Rio
Claro.
COSTA-LEONARDO, A. M., F. E. CASARIN, and J. T. LIMA. 2009. Chemical
communication in Isoptera. Neotropical Entomology 38: 1–6.
COSTA,D.A., R.A.CARVALHO, G.F.LIMA FILHO, and D.BRANDÃO. 2009. Inquilines
and invertebrate fauna associated with termite nests of Cornitermes cumulans (Isoptera, Termitidae) in the Emas National Park, Mineiros, Goiás, Brazil. Sociobiology 53: 443–453.
CRISTALDO, P. F., O. DESOUZA, J. KRASULOVÁ, A. JIROŠOVÁ, K. KUTALOVÁ, E. R.
LIMA, J.ŠOBOTONIK, and D.SILLAM-DUSSÈS. 2014. Mutual use of trail-following
CRISTALDO,P.F., V.B.RODRIGUES, S.L.ELLIOT, A.P.A.ARAÚJO, and O. DESOUZA.
2016. Heterospecific detection of host alarm cues by an inquiline termite species (Blattodea: Isoptera: Termitidae). Animal Behaviour 120: 43–49.
CRISTALDO,P.F., C.S. ROSA, D. F. FLORENCIO, A.MARINS, and O. DESOUZA. 2012.
Termitarium volume as a determinant of invasion by obligatory termitophiles and inquilines in the nests of Constrictotermes cyphergaster (Termitidae, Nasutitermitinae). Insectes Sociaux 59: 541–548.
DA CUNHA, H. F., D. A. COSTA, E. K. FILHO, L. O. SILVA, D. BRANDÃO, and K.
ESPÍRITO-SANTO FILHO. 2003. Relationship between Constrictotermes
cyphergaster and inquiline termites in the Cerrado (Isoptera: Termitidae). Sociobiology 42: 1–10.
DA CUNHA,H.F., and D.BRANDÃO. 2000. Invertebrates associated with the neotropical termite Constrictotermes cyphergaster (Isoptera: Termitidae, Nasutitermitinae). Sociobiology 37: 593–599.
DANGERFIELD,J.M., T.S.MCCARTHY, and W.N.ELLERY. 1998. The mound-building
termite Macrotermes michaelseni as an ecosystem engineer. Journal of Tropical Ecology 14: 507–520.
DAVIES,A.B., S.R.LEVICK, M.P.ROBERTSON, B.J. VAN RENSBURG, G.P.ASNER, and
C.L.PARR. 2015. Termite mounds differ in their importance for herbivores across
Savanna types, seasons and spatial scales. Oikos 1–9.
DECHMANN,D.K.N., S.E.SANTANA, and E.R.DUMONT. 2009. Roost making in bats -
adaptations for excavating active termite nests. Journal of Mammalogy 90: 1461– 1468.
DIMIJIAN, G. G. 2000. Evolving together: the biology of symbiosis, part 1. BUMC
DRONNET, S., X. SIMON, J. VERHAEGHE, P. RASMONT, and C. ERRARD. 2005.
Bumblebee inquilinism in Bombus (Fernalda epsithyrus) sylvestris (Hymenoptera, Apidae): behavioural and chemical analyses of host-parasite interactions. Apidologie 36: 59–70.
DUARTE, S., F. C. P.SILVA, D. A. G. ZAULI, J. R. NICOLI, and F. G. ARAÚJO. 2014.
Gram-negative intestinal indigenous microbiota from two siluriform fishes in a tropical reservoir. Brazilian Journal of Microbiology 45: 1283–1292.
EMERSON,A.E., and K.KRISHNA. 1975. The termite family Serritermitidae ( Isoptera).
Natural History 1–31.
ENGEL, M. S., GRIMALDI, D. A., and K. KRISHNA. 2009. Termites (Isoptera) their
phylogeny, classification, and rise to ecological dominance. American Museum Novitates 1–27.
FERREIRA, E. V. DE O., V. MARTINS, A. V. I. JUNIOR, E. GIASSON, and P. C. DO
NASCIMENTO. 2011. Ação dos térmitas no solo. Ciência Rural 41: 804–811.
FLORENCIO,D. F., A.MARINS, C. S. ROSA, P. F. CRISTALDO, A. P.A. ARAÚJO, I. R.
SILVA, and O.DESOUZA. 2013. Diet segregation between cohabiting builder and
inquiline termite species. PLoS ONE 8: e66535.
HUGHES, D. P., N. E. PIERCE, and J. J. BOOMSMA. 2008. Social insect symbionts:
evolution in homeostatic fortresses. Trends in Ecology and Evolution 23: 672–677.
JIROŠOVÁ, A., D. SILLAM-DUSSÈS, P. KYJAKOVÁ, B. KALINOVÁ, K. DOLEJŠOVÁ, A.
JANČAŘÍK, P. MAJER, P. F. CRISTALDO, and R. HANUS. 2016. Smells like home:
chemically mediated co-habitation of two termite species in a single nest. Journal of Chemical Ecology in press.
JONES,C.G., J.H.LAWTON, and M.SHACHAK. 1994. Organism as ecosytem engineers.
JONES, J. C., and B. P. OLDROYD. 2006. Nest thermoregulation in social insects.
advances in insect physiology 33: 153–191.
JOUQUET, P., N. BOULAIN, J. GIGNOUX, and M. LEPAGE. 2004. Association between
subterranean termites and grasses in a West African savanna: Spatial pattern analysis shows a significant role for Odontotermes n. pauperans. Applied Soil Ecology 27: 99–107.
JOUQUET, P., J. DAUBER, J. LAGERLÖF, P. LAVELLE, and M. LEPAGE. 2006. Soil
invertebrates as ecosystem engineers: Intended and accidental effects on soil and feedback loops. Applied Soil Ecology 32: 153–164.
JOUQUET,P., V.TAVERNIER, L.ABBADIE, and M.LEPAGE. 2005. Nests of subterranean
fungus-growing termites (Isoptera, Macrotermitinae) as nutrient patches for grasses in savannah ecosystems. African Journal of Ecology 43: 191–196.
JOUQUET,P., S.TRAORÉ, C.CHOOSAI, C.HARTMANN, and D.BIGNELL. 2011. Influence
of termites on ecosystem functioning. Ecosystem services provided by termites. European Journal of Soil Biology 47: 215–222.
LEE,K. E., and T. G. WOOD. 1971. Termites and soil. Academic Press London, New
York.
LENOIR, A, A HEFETZ, T. SIMON, and V. SOROKER. 2001. Comparative dynamics of
gestalt odour formation in two ant species Camponotus fellah and Aphaenogaster senilis (Hymenoptera : Formicidae). Physiological Entomology 26: 275–283.
LÉONARD, J., and J. L. RAJOT. 2001. Influence of termites on runoff and infiltration:
quantification and analysis. Geoderma 104: 17–40.
LIMA,J.T., and A.M.COSTA-LEONARDO. 2007. Recursos alimentares explorados pelos
cupins ( Insecta : Isoptera ). Biota Neotropica 7: 243–250.
K. SHEA. 2016. Termite cohabitation: The relative effect of biotic and abiotic
factors on mound biodiversity. Ecological Entomology 532–541.
MATHEWS, A. G. A. 1977. Studies on Termites from the Mato Grosso State, Brazil.
Academia Brasiliera de Ciências, Rio de Janeiro.
NOIROT, C., and J. P. E. C. DARLINGTON. 2000. Termites: evolution, sociality,
symbioses, ecology. In T. ABE, D. E. Bignell, and M. Higashi (Eds.) pp. 121–139, Kluwer Academic, Netherlands.
PIDWIRNY,M. 2011. Köppen Climate Classification System.
PRESTES, A. C., and H. F. DA CUNHA. 2012. Interações entre cupins (Isoptera) e
formigas (Hymenoptera) co-habitantes em cupinzeiros epígeos. Revista de Biotecnologia & Ciência 1: 50–60.
PRESTWICH, G. D. 1984. Defense mechanisms of termites. Annual Review of
Entomology 29: 201–232.
R DEVELOPMENT CORE TEAM. 2015. R: A Language and Environment for Statistical
Computing. The R Foundation for Statistical Computing. ISBN: 3-900051-07-0, Vienna, Austria.
REDFORD, K. H. 1984. The termitaria of Cornitermes cumulans (Isoptera, Termitidae)
and their role in determining a potential keystone species. Biotropica 16: 112–119.
REDMAN,R. S., D. D. DUNIGAN, and R. J.RODRIGUEZ. 2001. Fungal symbiosis from
mutualism to parasitism: Who controls the outcome, host or invader? New Phytologist 151: 705–716.
ROSA,C.S., A.MARINS, and O.DESOUZA. 2008. Interactions between beetle larvae and their termite hosts (Coleoptera; Isoptera, Nasutitermitinae). Sociobiology 51: 1–7.
SLEDGE, M. F., F. R. DANI, R. CERVO, L. DAPPORTO, and S. TURILLAZZI. 2001.
cuticular odours by the paper wasp parasite Polistes sulcifer. Proceedings. Biological Sciences 268: 2253–2260.
ŠOBOTNÍK, J., R. HANUS, and Y. ROISIN. 2008. Agonistic behavior of the termite
Prorhinotermes canalifrons (Isoptera : Rhinotermitidae ). Journal Insect Behavior 21: 521–534.
THOMPSON,G. G., and S.A. THOMPSON. 2015. Termitaria are an important refuge for
reptiles in the pilbara of Western Australia. Pacific Conservation Biology 1–8.
TRANIELLO, J. F. 1981. Enemy deterrence in the recruitment strategy of a termite:
Soldier-organized foraging in Nasutitermes costalis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 78: 1976–1979.
TRANIELLO,J.F.andR.H.LEUTHOLD. 1981. Behavior and ecology of foraging termites.
In: T. ABE, D. E. BIGNELL and M. HIGASHI (Eds.) Termites: evoltuion, sociality, symbioses, ecology. pp. 141-168, Kluwer Academic Publishers. Dordrectht, Netherlands.
