267 ISSN Dezembro, 2009

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Boletim de Pesquisa

e Desenvolvimento

Metodologia de criação em

laboratório do ciclo completo da

lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia

(Lepidoptera: Nymphalidae)

267

ISSN 0102-0129 Dezembro, 2009

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ISSN 0102-0129 Dezembro, 2009

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

Boletim de Pesquisa

e Desenvolvimento

267

Metodologia de criação em

laboratório do ciclo completo

da lagarta-do-girassol

Chlosyne Lacinia (Lepidoptera:

Nymphalidae)

Débora Pires Paula

Marina Magalhães Teixeira

Renata Velozo Timbó

Luís Alvim Ferreira

Ismael Andrade

Edison Ryoiti Sujii

Carmen Silva Soares Pires

Eliana Maria Gouveia Fontes

Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia Brasília, DF

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Abastecimento.

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia

Metodologia de criação em laboratório do ciclo completo da lagarta- do-girassol Chlosyne lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae). / Débora Pires Paula ... [et al.]. – Brasília: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2009.

23 p. – (Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 267).

1. Lagarta-do-girassol - criação. 2. Chlosyne lacinia. 3. Lepi-doptera. I. Magalhães, Marina T. II. Timbó, Renata V. III. Ferreira, Luís Alvim. IV. Andrade, Ismael. V. Sujii, Edison R. VI. Pires, Car-men S. S. VII. Fontes, Eliana M. G. VIII. Série.

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Sumário

Resumo...

5

Abstract...

7

Introdução...

9

Material e Métodos...

10 Plantas hospedeiras... 10 Estágio imaturo... 11

Criação das borboletas... 11

Variáveis monitoradas na colônia de criação... 13

Resultados e Discussão...

13

Conclusôes...

19

Agradecimentos...

19

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Resumo

O objetivo deste trabalho foi estabelecer a criação do ciclo completo de vida da lagarta-do-girassol Chlosyne lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) em laboratório. A colônia iniciou-se a partir de ovos coletados em campo sob folhas de margaridão (Tithonia diversifolia, Asteraceae) em meados da primavera (novembro). As lagartas foram alimentadas diariamente com folhas de margaridão, em gaiolas plásticas de 3,5 mL, a 25±2°C, U.R. de 60% e 16 horas de fotofase até a formação das pupas. Os adultos recém-emergidos foram transferidos para gaiolas teladas de um metro cúbico contendo em seu interior vasos de girassol-anão (Helianthus annuus, Asteraceae) e de picão-preto (Bidens pilosa, Asteraceae). Esses gaiolões foram mantidos em ambiente externo, nas calçadas do laboratório, expostos a iluminação e temperatura naturais e protegidos das chuvas. Foram obtidas 30 gerações com duração média da fase de ovo de 6,4±1,54 dias, fase imatura de 18,9±7,53 dias, distribuídos em cinco instares, com 88,8% de sobrevivência; e fase de pupa de 5,7±1,34 dias, com 80% de sobrevivência, e fase adulta de três dias (razão sexual 0,55). O ciclo de vida de ovo até o

Metodologia de criação em

laboratório do ciclo completo

da lagarta-do-girassol

Chlosyne Lacinia (Lepidoptera:

Nymphalidae)

Débora Pires Paula1

Marina Magalhães Teixeira2

Renata Velozo Timbó3

Luís Alvim Ferreira4

Ismael Andrade5

Edison Ryoiti Sujii6

Carmen Silva Soares Pires7

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1_{Bióloga, PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia} 2_{Biologia, Graduanda, Universidade de Brasília}

3_{Biomédica, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia} 4_{Agronomia, Graduando, Universidade de Brasília} 5_{Agronomia, Graduando, Universidade de Brasília}

6_{Engenheiro Agrônomo, PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia} 7_{Bióloga, PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia}

8_{Bióloga, PhD, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia}

final da fase adulta variou de 30 a 40 dias. Ao todo, 30% das lagartas de terceiro instar entraram em diapausa por um período variável de um até seis meses. A frequência de oviposição foi altamente correlacionada à densidade de indivíduos nas gaiolas e à proporção sexual. Para

alcançar uma bem-sucedida criação em laboratório, é fundamental manter simultaneamente todas as fases do ciclo de vida. No entanto, nos períodos de outono e inverno, há uma redução significativa ou até mesmo a interrupção da criação, acompanhando a sazonalidade natural da espécie no campo.

Palavras-chave: Chlosyne lacinia, lagarta-do-girassol, criação artificial, imaturo, borboleta.

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Metodologia de criação em

laboratório do ciclo completo

da lagarta-do-girassol

Chlosyne Lacinia (Lepidoptera:

Nymphalidae)

Abstract

The objective of this work is to present the laboratory rearing techniques established to sunflower caterpillar Chlosyne lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae). The colony began from egg masses collected from field under wild sunflower (Tithonia diversifolia, Asteraceae) leaves in the early spring. The caterpillars were fed daily on wild sunflower leaves inside plastic cages of 3.5 mL in 25±2°C, 60% R.H. and photophase 16 h up to pupae stage. The fresh

emerged adults were transferred to screened cages (1 m3) outside the laboratory containing dwarf sunflower (Helianthus annuus, Asteraceae) and hairy beggarticks (Bidens pilosa, Asteraceae). Thirteen generations were obtained with average duration of the egg stage of 6.4±1.54 days, the larval development of 18.9±7.53 days distributed in five instars with 88.8% of survivorship, the pupal stage of 5.7±1.34 days with 80% of survivorship, and the adult stage of three days (0.55 sexual rate). The life cycle from egg hatching until the adult death ranged from 30 to 40 days. The diapause frequency was 30% for a variable period of one to four months in the third larvae stage.

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The egg hatching frequency was highly correlated to individuals’ density in the cages and to the sexual proportion. For the successful rearing in the laboratory is essential to keep all stages of the life cycle simultaneously. However, during the autumn and winter, there is a significant reduction or even discontinuation of the rearing due to the natural seasonality of the species.

Keywords: Chlosyne lacinia, sunflower caterpillar, artificial rearing, immature phase, butterfly.

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Metodologia de criação em laboratório do ciclo completo da lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) 9

Introdução

Lagartas de Chlosyne lacinia (Geyer) são a principal praga desfolhadora da cultura do girassol, além de se alimentarem de várias plantas anuais da família Asteraceae (JUSTUS et.al., 2003). O ataque de

C. lacinia entre os 50 e 70 dias de idade das plantas de girassol

(Helianthus annuus) reduz a produtividade em até 80% (GALLO et al., 2002; BOIÇA JUNIOR.; VENDRAMIN, 1993). C. lacinia possui ampla distribuição geográfica, que vai desde o Norte da Argentina até o Sul dos EUA (DRUMMOND III, BUSH e EMMEL, 1970), e é abundante nos agroecossistemas e em áreas naturais no Brasil (FONTES et al., 2007). A borboleta alimenta-se de néctar de flores da família Asteraceae, possui coloração preta com desenhos alaranjados e asas de

envergadura média de 40 mm. A oviposição ocorre na região abaxial das folhas de plantas hospedeiras da família Asteraceae. Os ovos são depositados unificados em massas amareladas de várias camadas sobrepostas. As lagartas são cobertas de pelos (GALLO et al, 2002) e em geral são pretas, mas também podem apresentar variações polimórficas na coloração (LOPES-DA-SILVA; CASAGRANDE, 2003). As pupas formam-se suspensas e apresentam coloração que vai do bege ao marrom, variando a coloração em alguns padrões polimórficos. Bush (1969) descreveu o comportamento gregário das lagartas de primeiro até terceiro instar de C. lacinia saundersii. Nesse estágio, as lagartas alimentam-se do epitélio foliar e evitam as nervuras, deixando as folhas com aspecto rendilhado (BOIÇA JR.; VENDRAMIN, 1993). O comportamento alimentar altera-se a partir do quarto instar, quando as lagartas iniciam um processo de dispersão à procura de alimento (STAMP, 1977) e passam a se alimentar de toda a folha, provocando intensos desfolhamentos que causam prejuízos econômicos na cultura do girassol (NAKANO, SILVEIRA NETO e ZUCCHI, 1981.; BOIÇA JUNIOR; VENDRAMIN, 1993). No quinto instar, as lagartas isolam-se e reduzem a alimentação, como preparação para o período pré-pupa (DRUMMOND III, BUSH e EMMEL, 1970).

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Metodologia de criação em laboratório do ciclo completo da lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae)

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Não existem relatos sobre a criação do ciclo completo de vida de

C. lacinia em laboratório devido à dificuldade do estabelecimento de

condições ideais para o acasalamento em gaiolas e da obtenção regular de posturas. O presente trabalho teve por objetivo o estabelecimento da criação em laboratório de imaturos e borboletas de Chlosyne

lacinia, a fim de viabilizar o suprimento de insetos em larga escala para

potenciais estudos com a espécie.

Material e Métodos

O estudo foi conduzido no Laboratório de Ecologia e Biossegurança do Núcleo Temático de Controle Biológico da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Brasília, Distrito Federal, Brasil.

Plantas hospedeiras

A cada quinzena, 15 plantas de girassol-anão de jardim foram plantadas em vasos plásticos de 500 mL. Mudas de margaridão e picão-preto coletadas no campo foram transplantadas mensalmente para vasos plásticos de 500 mL. Todas as plantas foram cultivadas em casa de vegetação. As folhas de girassol e margaridão foram utilizadas para a alimentação dos imaturos e como substrato de postura. As flores de picão forneceram néctar para as borboletas nas gaiolas de criação. Paralelamente, plantou-se mensalmente girassol da variedade BRS122 em área de 36 m2 em uma parcela 8 x 4,5 m (6 linhas distanciadas 80 cm e 40 cm entre plantas) no campo para procura de postura de C.

lacinia, bem como para a alimentação larval (Figura 1).

Figura 1. Cultivo de plantas da família Asteraceae para a manutenção da criação de C. lacinia em laboratório: A. Girassol-anão de jardim e B. Margaridão e picão-preto em

casa de vegetação; C. Girassol BRS122 em campo.

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Metodologia de criação em laboratório do ciclo completo da

lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) 11

Estágio imaturo

Massas de ovos de C. lacinia foram coletadas no campo em folhas de margaridão e girassol para iniciar a colônia de criação. As lagartas foram criadas em gaiolas plásticas de 3,5 L (tampa feita de tela para reduzir umidade), mantidas a 25±2°C, 55±10% de U.R., 16 horas de fotofase e alimentadas diariamente com folhas frescas de margaridão ou girassol (Figura 2). As gaiolas foram higienizadas a cada dois dias com papel umedecido em álcool 70%. Realizou-se a determinação do número de estágios por meio da visualização da cápsula cefálica das lagartas após cada ecdise, com a utilização de lupa micrométrica Zeiss (20X resolução). As pupas não fixadas eram naturalmente aderidas à fita adesiva na tampa das gaiolas plásticas.

Criação das borboletas

Após a emergência, os adultos foram sexados pela observação da região distal do abdômen (Figura 3) e transferidos para gaiolas teladas de um metro cúbico contendo vasos de girassol-anão, margaridão e picão-preto (Figura 4). Como as gaiolas não eram teladas na região de contato com o solo, algumas vezes elas eram colocadas em solo contendo naturalmente plantas de margaridão e picão-florido, dispensando a utilização de vasos, incluindo o de girassol-anão de jardim. As oviposições foram coletadas da parte abaxial das folhas e incubadas em gaiolas plásticas na mesma sala de criação das lagartas. Após a eclosão, folhas de margaridão ou girassol eram supridas para o início da criação das lagartas, conforme descrito anteriormente.

Foto: Débora Pires Paula

Figura 2. Criação da fase imatura de C. lacinia em laboratório: A. Coleta da postura em

campo; B. Alimentação das lagartas (terceiro instar) com folhas de girassol em gaiolas plásticas; C. Obtenção das pupas.

(12)

12

Figura 3. Sexagem dos adultos: A. Fêmea (abertura da espermateca em evidência no

círculo) e B. Macho.

Figura 4. Criação da fase adulta: A. e B. Gaiolas teladas (1 m3) ao ar livre contendo

plantas de margaridão e picão-preto; C. Borboleta ovipositando sob folha de margaridão (círculo); D. Borboleta em alimentação em flor de picão-preto.

Foto: Débora Pires Paula

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Variáveis monitoradas na colônia de criação

Os dados foram registrados diariamente em planilhas quanto à duração e sobrevivência (%) dos estágios larval e pupa, número de instares, razão sexual e longevidade de adultos, presença de contaminação microbiana e diapausa.

Resultados e Discussão

Em dois anos de criação, foram monitoradas 30 gerações em laboratório, em muitos casos não sucessivas. Os ovos tornam-se escuros no período pré-eclosão, sendo possível visualizar a cabeça da larva na micrópila, semelhante ao descrito por Silva (1998). As larvas alimentam-se inicialmente do córion dos próprios ovos e, ocasionalmente, canibalizam os ovos ou indivíduos adjacentes durante a eclosão. Observou-se uma grande variação no número médio de ovos por postura, e as eclosões dos ovos de cada postura apresentaram-se altamente sincronizadas (Tabela 1).

Estima-tivas Ovos/postura Ovo Lagarta Pupa

Média ± DP1 N4 _- _5.176 _4.141 D2 _S3 _D _S _D _S 114,3 ±75,39 6,4±1,54 91% 18,9±7,53 88,8% 5,7±1,34 80%

Tabela 1. Número médio de ovos, duração (dias) e sobrevivência (%) dos

estágios de ovo, lagarta e pupa de C. lacinia em 53 posturas, a 25±2°C, 55±10% de U.R. e 16 horas de fotofase.

1_{DP = Desvio padrão}

2_{D = Duração do estágio de desenvolvimento em dias}

3_{S = Sobrevivência em cada estágio de desenvolvimento em porcentagem} 4_{N = Número de indivíduos}

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14

A duração da fase imatura (ovo-larva-pupa) foi de aproximadamente 31 dias, sendo que as taxas de sobrevivência estiveram elevadas (acima de 80%) em todos os estágios (Tabela 1). O estágio larval apresentou cinco instares, com duração média variando de 3 a 4 dias por instar (Tabela 2). Nos três primeiros instares, tal como relatado por Drummond III, Bush e Emmel (1970) e Silva (1998), observou-se comportamento gregário e a preobservou-sença de rede de fios de observou-seda, de maneira que, ao serem perturbadas, as lagartas realizavam movimentos sincronizados e se alimentavam apenas da epiderme foliar, deixando as nervuras.

O quarto e quinto instares apresentaram uma mudança no padrão alimentar, com as lagartas consumindo toda a folha; concomitantemente, houve dispersão das larvas. As lagartas apresentaram polimorfismo de coloração: bicolor, preta com listras dorsais alaranjadas ou avermelhadas; rufa, toda alaranjada; e nigra, preta, às vezes com pontuações amarelas.

Estima-tivas L1 L2 L3 L4 L5 Média ± DP1 N4 _5.829 _5.807 _5.690 _5.547 _5.176 D2 _M3 _D _{M D} _M _D _M _D _M 4,3 ± 1,96 0 3,9 ± 1,74 0,4 3,5 ± 1,42 2,0 3,4 ± 1,21 2,4 3,8 ± 1,19 10,4

Tabela 2. Duração (dias) e mortalidade (%) em cada instar da fase imatura

de C. lacinia em 53 posturas, a 25±2°C, 55±10% de U.R. e 16 horas de fotofase.

1_{DP = Desvio padrão}

2_{D = Duração do estágio de desenvolvimento em dias} 3_{M = Mortalidade em cada estágio larval em porcentagem} 4_{N = Número de indivíduos}

(15)

lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) 15 O quinto instar foi o mais susceptível a infecções, sendo o de maior

mortalidade (10,36%). Observaram-se larvas contaminadas no quarto e quinto instares, no estágio de pré-pupa e pupa, contaminação esta associada à umidade e temperatura altas (superior a 75% e a 25°C) no interior das gaiolas de criação, bem como à presença de muitas fezes em contato com o substrato alimentar e com as lagartas. As lagartas contaminadas apresentaram amolecimento dos tecidos corporais, aspecto umedecido e leitoso, perda de apetite e mobilidade, mudança da coloração para totalmente negras. Já as pré-pupas apresentaram-se dependuradas sem enrolamento corporal, e as pupas exibiram coloração negra e se tornaram inviáveis. A susceptibilidade à contaminação dos estágios larvais mais avançados também foi relatada por Drummond III, Bush e Emmel (1970) e Silva (1998), em que foi observada baixa na imunidade.

Houve ocorrência de diapausa predominantemente no terceiro instar. No entanto, observou-se que lagartas de quinto instar fizeram a muda e entraram em diapausa em virtude da troca do tipo de alimento. Ao entrarem em diapausa, as lagartas reduziram o tamanho corporal, sofreram um clareamento da coloração e se tornaram agregadas e imóveis por um período variável de um a seis meses. A saída da diapausa acontece gradualmente nos indivíduos da prole, não tendo sido analisada a biologia das lagartas após esse estágio. Observou-se a diapausa em 30% das lagartas, apesar das condições ambientais de criação e do alimento terem sido mantidas constantes. Não foram estudados os potenciais fatores indutivos da diapausa. No entanto, acredita-se que ela esteja altamente associada à disponibilidade de alimento. Há poucos relatos na literatura sobre diapausa para essa espécie. Drummond III, Bush e Emmel (1970) sugerem que variações na temperatura e escassez de alimento poderiam ser os fatores indutores. As pupas são do tipo obtecta e apresentam inicialmente cor rosa avermelhada, tornam-se bege à medida que secam, até ficarem

transparentes com a proximidade da emergência do adulto. Os machos emergiram e morreram precocemente, em média dois dias antes das

(16)

16

fêmeas da mesma postura, embora a longevidade média dos adultos não tenha apresentado diferenças (Tabela 3). Realizou-se a criação dos adultos de acordo com a metodologia citada por outros autores (DRUMMOND III, BUSH e EMMEL, 1970; NECK, 1971; STAMP, 1977; CLARK e FAETH, 1998). No entanto, para a otimização do sucesso reprodutivo da espécie em gaiola, observou-se que é importante manter alta densidade de adultos nas gaiolas de oviposição (acima de 5 casais). O ciclo de vida de C. lacinia variou de 30 a 40 dias. A razão sexual foi de 0,55; ou seja, a proporção de fêmeas é maior do que a de machos. Assim como observado por Gobbi e Piras (1986), o acasalamento ocorreu preferencialmente nos 4 primeiros dias da emergência, sendo mais frequente entre 9 e 16 horas, e teve em média duração de 63±27 min. A oviposição ocorreu preferencialmente entre 10 e 14 horas e teve duração de 50±17 min.

Entre a primavera e o verão, durante os três anos consecutivos do estudo, pôde-se presenciar no campo experimental da Embrapa

Recursos Genéticos e Biotecnologia o comportamento de acasalamento, macho perseguindo a fêmea e cópula das borboletas entre o período

Estimativas Longevidade (dias)

Média ± DP1

N2 _1.979 _2.420

Macho Fêmea

6,7±1,72 6,9±1,73

Tabela 3. Longevidade de borboletas de C. lacinia em gaiolas teladas de um

metro cúbico contendo girassol-anão de jardim, margaridão e picão-preto durante a primavera e o verão de 2007 a 2009.

1_{DP= Desvio padrão} 2_{N = Número de indivíduos}

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lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) 17 de 12 a 14 horas, com duração não estimada. Durante a criação das

borboletas em gaiola, pôde-se observar a atração de lagartas C. lacinia em período pré-pupa, bem como atração de borboletas da mesma espécie. Por outro lado, as lagartas em período pré-pupa que entraram nas gaiolas também atraíram as borboletas para si.

As posturas ocorreram em maior proporção nas folhas de margaridão (60%), ainda que houvesse também plantas de girassol-anão de jardim (39%) e picão-preto (1%) conjuntamente dentro das gaiolas. A variabilidade observada no número médio de ovos por postura (Tabela 1) está dentro da faixa de variação relatada em outros trabalhos (Tabela 4) e é atribuída a interrupções no momento da oviposição ou à fecundidade diferencial natural entre as fêmeas (CLARK e FAETH, 1998). Os mesmos autores afirmam que quanto menor a fêmea adulta, menor será a fecundidade e descreveram como número mínimo de ovos por postura de 15 e máximo de 377, em 150 posturas observadas em laboratório. Clark e Faeth (1998) relataram que fêmeas ovipositam cerca de 4 a 7 posturas com uma fecundidade potencial total de cerca de 1000 ovos.

A influência de fatores ambientais – como temperatura, umidade e fotoperíodo, além da qualidade do alimento – no metabolismo dos insetos não permite que sejam feitas comparações diretas sobre o desenvolvimento, a fecundidade e a sobrevivência de indivíduos entre estudos realizados em diferentes locais e épocas. No entanto, os dados obtidos no presente estudo (tabelas 1 e 2) apresentam valores médios semelhantes aos obtidos por outros autores em estudos anteriores (Tabela 4), indicando que a metodologia de criação proposta é adequada à produção em escala de indivíduos para estudos com finalidade de manejo da praga. A bionomia e a sobrevivência de lagartas de C. lacinia da colônia de criação utilizada neste estudo apresentaram valores médios semelhantes aos obtidos em trabalhos científicos anteriores (Tabela 4).

(18)

18

Boiça & Vendramin (1993)

-98,3 % viabilidade 7.4 5.8 24±1°C 60±10%, 14h Folhas girassol -Autor Ovos/ postura Ovos (dias) L1 (dias) L2 (dias) L3 (dias) L4 (dias) L5 (dias) L6 (dias) Pupa (dias) Adulto (dias) Condições de criação Dieta

Eclosão ao adulto (dias)

Edwards (1893) -6 3 3 4 4 6 5-7 5-7 -Cond. Amb. -38 a 40 Koehler (1927) -6 semanas -Cond. Amb. -Drumond et al. (1970)

x

= 139

x

=6,1 e 65% -25±2°C e 12h -Tabela 4.

Bionomia e sobrevivência comparada de

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Agradecimentos

Ao CNPq, pelo apoio financeiro (Processo Número 478812/2007-8) e pela concessão de bolsa ITI à segunda autora.

Conclusões

Os procedimentos descritos neste trabalho permitiram a criação satisfatória do ciclo de vida de C. lacinia em laboratório durante a primavera e o verão de 2007 a 2009 na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia.

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lagarta-do-girassol Chlosyne Lacinia (Lepidoptera: Nymphalidae) 21 levantamento e seleção de lepidópteros não alvo. Brasília: Embrapa

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