UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE BIOLOGIA
FERNANDA FONSÊCA E SILVA
BIOLOGIA, COMPORTAMENTO E MORFOLOGIA DE
Paraselenis (Sphaetiechoma) flava (L.) (CHRYSOMELIDAE:
CASSIDINAE S. STR.: MESOMPHALIINI)
CAMPINAS 2020
FERNANDA FONSÊCA E SILVA
BIOLOGIA, COMPORTAMENTO E MORFOLOGIA DE Paraselenis
(Sphaetiechoma) flava (L.) (CHRYSOMELIDAE: CASSIDINAE S. STR.:
MESOMPHALIINI)
Tese apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do Título de Doutora em Biologia Animal na Área de Biodiversidade Animal.
Orientador: Dr. JOÃO VASCONCELLOS NETO
CAMPINAS 2020 ESTE ARQUIVO DIGITAL CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELA ALUNA FERNANDA FONSÊCA E SILVA E ORIENTADA PELO DR. JOÃO VASCONCELLOS NETO.
Campinas, 30 de janeiro de 2020
COMISSÃO EXAMINADORA
Prof. Dr. João Vasconcellos Neto – Orientador – Presidente da Comissão Examinadora Prof. Dr. Adalton Raga
Prof. Dr. Ernesto Prado Cordero
Prof.(a) Dr(a). Camila Vieira
Prof. Dr. Miguel Francisco de Souza Filho
Os membros da Comissão Examinadora acima assinaram a Ata de Defesa, que se encontra no processo de vida acadêmica do aluno.
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na Secretaria do Programa de Pós Graduação em Biologia Animal da Unidade Instituto de Biologia.
A meu marido e companheiro de jornada Thiago Marinho, que me mostrou como enfrentar o monstro que eu mesma criei. DEDICO.
AGRADECIMENTOS
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
Ao Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal da Unicamp pela oportunidade de realizar esse estudo.
Ao Prof. Dr. João Vasconcellos Neto, pelos ensinamentos acadêmicos, mas também pelos ensinamentos extra acadêmicos, para mim os mais valiosos, obrigada pelo apoio em momentos difíceis e pela amizade e compreensão.
À minha família, que sempre depositou sua confiança em mim. À família Fonseca pela construção do meu ser, que apesar das particularidades foram essenciais na minha formação pessoal. À família Marinho Alvarenga, por ter encontrado em vocês minha segunda família, onde aprendi e aprendo muito. Valorizo cada momento com vocês.
Em especial a minha mãezinha, pelo empréstimo do notebook que me salvou nos momentos finais da escrita desse trabalho. Também a meu irmão, Vinicius Fonseca pelas eternas ajudas na formatação desse documento.
À Thiago Marinho, por seu amor e principalmente pela paciência e dedicações na execução desse trabalho.
À Camila Maioralli (in memoriam), pelas incansáveis “novelas” contadas em laboratório e pelo ensinamento de valores como simplicidade e amizade. Você faz e sempre fará falta. Agora espero que esteja relembrando episódios clássicos daquela série da TV com Roberto Bolaños.
Aos amigos de laboratório German Villanueva, Suzana Diniz, Luíz e João Victor pela amizade e companheirismo.
Aos professores do Dep. de Biologia Animal da UNICAMP, que foram fundamentais na aquisição e decisões tomadas para a realização desse trabalho. Em especial ao Prof. Martin Pareja, sempre amigo, presente nos meus principais conflitos intelectuais e que sempre tinha um cafezinho e tempo para me ouvir.
Ao Dr. Ernesto Prado pela amizade e valiosos conselhos.
Aos meus amigos da Oficina do Corpo, que sem eles e sem a dança eu me perderia. Também aos amigos Lisiany Oliveira, Mariana Abreu, Felipe Lopes e Luana Torres que mesmo longe tenho certeza de que sempre torcem por mim.
“Somos muito superficiais, não sabemos examinar profundamente os nossos conflitos e os nossos problemas; e quanto mais recorremos a livros, a métodos, a exercícios, à aquisição de saber, tanto mais superficiais nos tornamos.”
RESUMO
Paraselenis (Sphaetiechoma) flava (L., 1758) pertence à tribo Mesomphaliini (Chrysomelidae:
Cassidinae s. str.), cuja distribuição é Neotropical. Esse besouro encontra-se associado à
Ipomoea aristolochiifolia (H. B. K.) Don. (Convolvulaceae) e Ipomoea batatas (L.) Lam.
(Convolvulaceae) e apresenta o comportamento de cuidado materno, que se estende do ovo até a emergência dos adultos. Embora haja alguns estudos que foquem no comportamento materno dessa espécie, ainda é incipiente o conhecimento sobre o seu hábito reprodutivo e aspectos funcionais da morfologia em relação ao comportamento reprodutivo e agonístico. O propósito deste estudo foi avaliar os comportamentos reprodutivos, dentre os quais se destacam o combate entre machos (comportamento agonístico), aspectos da morfologia e os processos pré copulatórios envolvidos na seleção sexual de P. flava. Populações dessa espécie apresentaram tempo de desenvolvimento na fase de ovo diferente nas duas plantas hospedeiras avaliadas: I.
aristolochiifolia e I. batatas. O estudo morfométrico evidenciou diferenças significativas no
comprimento da antena, largura total, comprimento da região humeral entre fêmeas e machos na população estudada, porém não foi possível elucidar sobre a direção evolutiva do processo de seleção sexual. O comportamento agonístico entre machos de P. flava não está relacionado a uma área específica e nem mesmo a um recurso limitado, não configurando assim, como comportamento territorial, conforme conceito utilizado. Os processos pré-copulatórios avaliados não foram suficientes para determinar os processos envolvidos no dimorfismo sexual, sendo que esses podem ser explicados em futuros estudos reprodutivos.
ABSTRACT
Paraselenis flava (L. 1758) is a species of beetle belonging to the Mesomphaliini tribe
(Chrysomelidae: Cassidinae s. str.), whose distribution is Neotropical. This beetle is associated with Ipomoea aristolochiifolia (H.B.K.) Don. (Convolvulaceae) and Ipomoea batatas (L.) Lam. (Convolvulaceae) in the Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) campus and surrounding areas. It presents maternal care behavior, which extends from the egg until the emergence of adults. Although there are some studies that focus on the maternal behavior of this species, knowledge about its reproductive behavior and functional aspects of morphology in relation to behavior is still incipient. Thus, the purpose of this study was to evaluate the ecological relationships between reproductive behaviors, among which stand out the fight between males (agonistic behavior), aspects of morphology and the processes involved in sexual selection in this species. P. flava populations showed different egg development time in the two evaluated host plants. The morphometric study showed significant differences in antenna length, total width, length of the humeral region between females and males, but it was not possible to elucidate the evolutionary process of sexual selection. The agonistic behavior among P. flava males is not related to a specific area or even to a limited resource, thus not configuring, as territorial behavior, as the concept used. Thus, the pre-copulatory processes evaluated were not sufficient to determine the processes involved in sexual dimorphism, which can be explained in future reproductive studies.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – A) Localização das populações de P. flava avaliadas. B) Área de estudo dentro do campus da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em Campinas (SP), onde lianas de
Ipomoea aristolochiifolia cresciam por cima de outras plantas. ... 25
Figura 2 - Casais de P. flava constituídos em potes plásticos para obtenção e acompanhamento do desenvolvimento da prole. ... 26 Figura 3 - Medidas obtidas de P. flava: CT – Comprimento total; LT – Largura total do élitro; CA – Comprimento total da antena; LA – Largura da aba do élitro; LP – Largura total do pronoto; LBAE – Largura da base anterior do élitro; CRH – Comprimento da região humeral. ... 28 Figura 4 - Média de fêmeas e machos de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia avaliada no período de abril de 2013 a março de 2014 em Campinas (SP). ... 30 Figura 5 - A - Emersonella pubipennis Hansson parasitoide de ovos em foresia sobre élitro da fêmea de P. flava; B – Voria ruralis (Fallén) (Diptera: Tachinidae) parasitoide de 5° instar de
P. flava (n. reg.); C e D - Eupelmidae (Hymenoptera) parasitoide de pupas (C) de P. flava,
adulto em vista lateral (D). ... 31 Figura 6 - Brachymeria russelli Burks, 1960 (Hymenoptera: Chalcididae) (n. reg.) parasitoide de pré pupas de P. flava. A - Vista lateral; B – Vista dorsal do mesossoma; C - Vista frontal da cabeça; D - Ataque de B. russelli a pré pupas de P. flava. ... 32 Figura 7 - Conura (S.) grupo dorsalis (Hymenoptera: Chalcididae) parasitoide de pupas de P.
flava; A - Vista lateral; B - Vista dorsal do mesossoma. C - Fêmur e tíbia posterior; D - Ataque
de Conura (S.) grupo dorsalis a pupas de P. flava. ... 33 Figura 8 - A e B – Duas espécies de Vespidae se alimentando de larvas de P. flava. ... 33 Figura 9 - A e B: Posição da desova de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia e
Ipomoea batatas respectivamente. ... 35
Figura 10 - A a F evidenciando os ínstares larvais de Paraselenis flava : A – Ovos e marcas de herbivoria do primeiro e segundo instar; B – Larvas de terceiro instar; C – Larvas de quarto instar em cicloalexia; D – Larvas de quinto instar; E – Pré-pupas; F – Pupas. ... 36 Figura 11 - Comparação entre macho e fêmea de Paraselenis flava. A) Foto evidenciando a região humeral do macho de P. flava. B) Fêmea sem a macha e sem projeção da região humeral. Fotos: João Vasconcellos-Neto. ... 37
Figura 12 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Comprimento da Antena (CA) X Largura da Aba (LA) (p = 0,044) e Comprimento Total
(CT) X Largura da Aba (LA) (p=0,039). ... 39 Figura 13 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Comprimento Total (CT) x Largura do Pronoto (LP) (p=0,001) e Largura Total (LT) X
Largura da Aba (LA) (p =0,008)...40 Figura 14 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Largura total (LT) X Largura do Pronoto (LP) (p<0,001); Comprimento Total (CT) X
Largura Total (LT) (p<0,001)... 41 Figura 15 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Largura da base anterior do élitro (LBAE) X Comprimento da região humeral (CRH) (p
= 0,007)... 42 Figura 16 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de P.
flava – Comprimento Total (CT) X Largura Total (LT) (p<0,001); Comprimento Total (CT) x
Largura do Pronoto (LP) (p<0,001)...43 Figura 17 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de P.
flava – Largura Total (LT) X Largura da Aba (LA) (p =0,045); Largura total (LT) X Largura
do Pronoto (LP) (p<0,001)...44 Figura 18 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de
Paraselenis flava – Comprimento da Antena (CA) X Comprimento Total (CT) (p<0,001).;
Largura total (LT) X Comprimento da Antena (CA) (p = 0,033)...45 Figura 19 – Abertura entre o pronoto e o élitro de machos de P. flava em encontro com outros indivíduos (Campinas, SP – Foto: J. Vasconcellos-Neto) ... 46 Figura 20 - Comportamento de conflito entre machos de Paraselenis flava na presença de fêmea copulando com um deles: A – Aproximação de macho de um casal em cópula; B – Macho sobe no élitro do macho em cópula; C – Macho abaixa antenas sobre o macho em cópula; D – Macho em cópula encaixa abertura do pronoto em relação ao élitro no segundo macho; E – Macho em cópula mantém o segundo macho preso na abertura do pronoto em relação ao élitro; F – Machos continuam em combate e fêmea sai da cópula. Foto: Thiago Marinho Alvarenga (2016) ... 48 Figura 21 - Fluxograma comportamental de combates entre dois machos de P. flava em duas situações: 1° somente entre machos e 2° quando um macho já se encontrava em cópula com a fêmea... 49 Figura 22 - Fluxograma comportamental do comportamento de cópula de P. flava...50
Figura 23 - Cópulas de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia. A - Fêmea cuidando da desova; B –Fêmea cuidando de larvas de 2° instar... 52 Figura 24 - Densa população de Paraselenis flava em Ipomoea batatas no distrito de Barão Geraldo, Campinas, SP...53 Figura 25 - Região entre o pronoto e o élitro de macho de Paraselenis flava formando uma estrutura análoga a um alicate. Margem de coloração escura com serrilhado ao longo da porção anterior do élitro. A parte distal do élitro chamada de região humeral, sobrepõe parte posterior do pronoto que possui um formato angulado... 54 Figura 26 - Utilização do élitro como “escudo” e “alavanca”. A e B – Macho de Paraselenis
flava em cópula utilizando o élitro como “escudo” e oponente utilizando como “alavanca” na
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Principais mecanismos de seleção sexual encontrados na classe Insecta (Tabela adaptada de ANDERSSON e IWASA (1996). ... 20 Tabela 2 - Duração (dias) dos instares, estádios e desenvolvimento total de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia (IA) e Ipomoea batatas (IB) (Média ± Erro Padrão –EP). ... 34 Tabela 3 - Média ± desvio padrão de medidas (cm) do Comprimento da antena (CA); Comprimento total (CT); Largura total (LT); Largura da aba (LA) e Largura do pronoto de machos e fêmeas de P. flava (n = 30 machos; n= 30 fêmeas); Largura da base anterior do élitro (LBAE) e Comprimento da projeção humeral (CPH) (n =19 machos; n = 12 fêmeas) ... 37 Tabela 4 - Relações morfométricas positivas e significativas obtidas através de regressão linear de machos e fêmeas de Paraselenis flava. ... 38 Tabela 5 - Regressão logística realizada através da comparação dos dados morfométrico mensurados e a característica categórica “posição” nos combates e o resultado final entre machos de P. flava. Em negrito os valores significativos de p (p ≥ 5%). ... 51
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO GERAL ... 16
2 REVISÃO DA LITERATURA ... 16
2.1 Aspectos gerais sobre Chrysomelidae da subfamília Cassidinae ... 16
2.2 Aspectos biológicos e comportamentais de Paraselenis (Spaethiechoma) flava (L. 1758)...19
2.3 Seleção sexual em insetos com ênfase em besouros herbívoros ... 19
2.4 Aspectos comportamentais em insetos com ênfase no comportamento sexual ... 21
2.5 Morfometria: quantificação das diferenças anatômicas entre machos e fêmeas, e a influência destas no comportamento sexual dos insetos ... 23
3 OBJETIVOS ... 24
3.1 Objetivo Geral ... 24
3.2 Objetivos específicos... 24
4 METODOLOGIA ... 24
4.1 Áreas de Estudo ... 24
4.2 Informações sobre a história de vida e relações com o ambiente das populações avaliadas...25
4.2.1 Desenvolvimento de P. flava em diferentes plantas hospedeiras ... 26
4.3 Estudos estruturais, morfométricos e comportamentais de P. flava ... 27
4.3.1 Coleta de dados comportamentais e morfometria ... 27
5 RESULTADOS ... 29
5.1 Informações sobre a história de vida e relações com o ambiente das populações avaliadas...29
5.1.1 Flutuação populacional e razão sexual em campo ... 29
5.1.2 Inimigos Naturais... 30
5.2 Desenvolvimento de P. flava e comportamento dos imaturos ... 34
5.3 Morfometria e dimorfismo sexual de P. flava ... 36
5.4 Combates entre machos – Descrição comportamental ... 46
5.4.1 Encontro entre dois machos na ausência de fêmea na região do combate ... 46
5.4.2 Encontro entre dois machos, um deles em cópula com a fêmea ... 47
5.4.3 Comportamento de cópula ... 49
5.5 Fatores que influenciam no desfecho do encontro entre machos ... 50
5.6 Territorialidade ... 51
6 DISCUSSÃO ... 55
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 60
8 REFERÊNCIAS ... 61
ANEXO 1 ...74
1 INTRODUÇÃO GERAL
A família Chrysomelidae é composta principalmente de besouros herbívoros. Existem discussões sobre a classificação quanto ao número de subfamílias. Segundo Lawrence (1982) é constituída por 19 subfamílias (LAWRENCE, 1982), dentre as quais Cassidinae s. l., composta pelos clados Cassidinae s. str. + Hispinae s. str. representa a segunda maior subfamília, com cerca de 6000 espécies, correspondendo a 16% da família (CHABOO, 2007). A quantidade de informações sobre Cassidinae é relativamente pequena (CHABOO e MCHUGH, 2010), ou seja, pouco se sabe sobre a história natural desses insetos, sendo importante os estudos que envolvam aspectos biológicos e comportamentais desse grupo.
De forma geral, Cassidinae s. str., especialmente a tribo Mesomphaliini, está associada a Convolvulaceae e Asteraceae, sendo que muitos desses besouros se alimentam de plantas do gênero Ipomoea (Convolvulaceae) e Mikania (Asteraceae) (ALVARENGA, 2018; BOROWIEC e ŚWIĘTOJAŃSKA, 2017). Muitos Cassidinae s. str. apresentam características biológicas que podem ser correlacionadas ao hábito de vida na planta hospedeira (VASCONCELLOS-NETO, 1990).
Algumas espécies de Mesomphaliini possuem dimorfismo sexual, marcado por características morfológicas que são importantes em comportamentos reprodutivos (CHABOO e MCHUGH, 2010). TRILLO (2008) demostra a importância dessas características em uma espécie de Mesomphaliini na seleção reprodutiva através de processos pré e pós copulatórios. No entanto, ainda assim, é escassa as informações comportamentais sobre esse grupo de insetos no ambiente (CHABOO e MCHUGH, 2010). Por isso, o presente estudo apresenta informações comportamentais e morfológicos importantes para o entendimento da história natural de Mesomphaliini.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Aspectos gerais sobre Chrysomelidae da subfamília Cassidinae
Existirem diferentes classificações sobre a divisão de Chrysomelidae em subfamílias e tribos. BOUCHARD e colaboradores (2011) e HADDAD e MCKENNA (2016) apresentam 12 subfamílias, dentre as quais, Cassidinae, composta pelos clados Cassidinae s.
str. + Hispinae s. str., formam a segunda maior subfamília com aproximadamente 6000 espécies
(CHABOO, 2007).
HSIAO e WINDSOR (1999) e BOROWIEC (1995) chegaram a diferentes topologias (relações de parentesco), no entanto, concordaram e apresentaram a hipótese de que Cassidinae s. str. e Hispinae s. str. são parafiléticos. Esses autores chamaram esse agrupamento de Hispinae s. l. HSIAO e WINDSOR (1999) justificaram sua escolha conforme proposta de CROWSON (1955). CHABOO (2007) convencionou o uso de Cassidinae para Cassidinae s.
str. + Hispinae s. str. de acordo com o primeiro revisor de Chrysomelidae (CHEN, 1940; ICZN,
1999).
Cassidinae apresenta interessantes características biológicas e ecológicas, como por exemplo, a subsocialidade (caracterizada pelo comportamento de cuidado materno), que foi registrada para as tribos Mesomphaliini e Eugenysini (VASCONCELLOS-NETO, 1988; CHABOO, 2007; CHABOO et al., 2014; MACEDO et al.., 2015), sendo Mesomphaliini a que possui maior número de espécies com esse comportamento, distribuídas em três gêneros:
Acromis, Omaspides e Paraselenis. Ainda assim, CHABOO (2001) aponta que o estoque de
informações sobre a história natural desses insetos é relativamente baixo.
Cassidinae s. str. forma um grande grupo monofilético que corresponde aos chamados “besouros tartarugas” (tortoise bettles). Suas larvas têm como característica um escudo protetor formado por exúvias e fezes no final do abdômen (CHABOO, 2007). No catálogo dos Cassidinae s. str. do mundo estão listadas aproximadamente 3.000 espécies em 159 gêneros e 12 tribos. A subfamília possui representantes distribuídos por todo mundo, mas apresentam maior diversidade nos trópicos, especialmente na América do Sul (BOROWIEC e ŚWIĘTOJAŃSKA, 2017).
Os adultos desses besouros variam muito em tamanho, possuindo espécies com 3 mm até 30 mm de comprimento. Os imaturos demonstram essa mesma variação, apresentando desde 1 a 40 mm de comprimento (MARIAU, 2004). A idade dos imaturos, comparada a outros insetos é facilmente identificada em campo, devido a retenção das exúvias em escudos no final do abdome (CHABOO, 2002). Além disso, são relativamente fáceis de serem encontrados em sua planta hospedeira (GARCIA e PALEARI, 1990).
Como alguns Cassidinae são de certa forma especialistas, alimentando-se de plantas relacionadas filogeneticamente (BOROWIEC e ŚWIĘTOJAŃSKA, 2017; ALVARENGA, 2018), espera-se que esses selecionem seus hospedeiros através de diferenças físicas e químicas. Além disso, essa especificidade hospedeira também pode ser favorecida devido a outras vantagens como o uso de plantas como locais de acasalamento e agregação (MATTHEWS e
MATTHEWS, 2010). Sendo assim, diferentes plantas hospedeiras podem influenciar nas estratégias reprodutivas e consequentemente no comportamento desses insetos.
Dentre os Cassidinae s. str. o comportamento gregário em ovos, larvas e pupas é comum à maioria das espécies (CAULFIELD, 1884; CHABOO, 2007). Nas larvas é comum observar a cicloalexia (JOLIVET et al., 1990), comportamento de defesa onde os indivíduos se dispõem em círculos fechados com as cabeças voltada para dentro ou para fora, formando assim um sistema de comunicação entre as larvas caso haja alguma perturbação (CHABOO, 2007; DURY et al., 2014). Além do gregarismo algumas espécies apresentam também o comportamento de cuidado materno, onde a fêmea cuida da prole, desde ovos até a emersão dos adultos (CHABOO, 2007; MACEDO et al., 2015). Em Chrysomelidae, das suas 40.000 espécies, apenas 28 pertencentes às subfamílias Cassidinae (s. str.) e Chrysomelinae apresentam esse comportamento (CHABOO, 2002; WINDSOR et al., 2013). Em Cassidinae s. str. o cuidado materno é encontrado em 26 espécies (MACEDO et al., 2015).
Em geral é difícil diferenciar os sexos em besouros herbívoros, apesar de geralmente as fêmeas serem maiores que os machos (JOLIVET, 1999). Outras características diferenciais entre os sexos incluem a cor e até a morfologia do corpo, como em alguns Hispinae
s. str. (WÜRMLI, 1975).
Os adultos de Cassidinae s. str. colocam seus ovos isolados ou agrupados em suas plantas hospedeiras, sendo que algumas espécies têm suas desovas recobertas por uma secreção produzida por glândulas acessórias. Apresentam cinco estádios larvais de desenvolvimento, passando por pré-pupa e pupa até a emergência do adulto. Todo o ciclo de vida geralmente ocorre sobre a planta hospedeira (BUZZI, 1976a, b; 1980; 1996; HABIB e VASCONCELLOS-NETO, 1979; BARROWS, 1979; BUZZI e MIYAZAKI, 1999; BUZZI e GARCIA, 1983; BUZZI et al., 2000).
As larvas geralmente carregam escudos de fezes e/ou exúvias em seu dorso. Acredita-se servirem como defesa mecânica e/ou química contra inimigos naturais (EISNER et al., 1967; EISNER e EISNER, 2000; OLMSTEAD, 1994; 1996; VENCL e MORTON, 1998; VENCL et al., 1999; MULLER, 2002; NOGUEIRA-DE-SÁ e TRIGO, 2005; VENCL et al., 2005), no entanto, como demonstrado, em Chelymorpha reimoseri Spaeth, 1928 (Cassidinae s.
str.: Mesomphaliini) o escudo fecal não é importante como defesa química (BOTTCHER et al.,
2.2 Aspectos biológicos e comportamentais de Paraselenis (Spaethiechoma) flava (L. 1758)
Paraselenis (Spaethiechoma) flava (L. 1758) (Chrysomelidae: Cassidinae s. str.:
Mesomphaliini), classificação utilizada por BOROWIEC & ŚWIĘTOJAŃSKA (2017), possui distribuição Neotropical. É comumente encontrada no Brasil, onde recebe o nome popular de “fusquinha-da-batata” por ser frequentemente encontrada se alimentando de folhas de batata doce (Ipomoea batatas (L.) Cham.) (MONTES e COSTA, 2011; MONTES e RAGA, 2010), e outras espécies da família Convolvulaceae (BOROWIEC e ŚWIĘTOJAŃSKA, 2017).
Segundo MONTES e RAGA (2010), os adultos de P. flava que se alimentam de I.
batatas (batata doce) apresentam formato do corpo circular, coloração amarelada e fêmeas e
machos medem em média 10 X 8,3 mm e 8,7 X 7,7 mm (comprimento X largura), respectivamente. Os ovos são oblongos, de coloração amarelada e agrupados na parte abaxial das folhas da planta hospedeira. As fêmeas protegem a prole até a emergência dos adultos (WEYENBERG, 1874, citado por CHABOO, 2007).
As larvas juntamente com sua guardiã são geralmente encontradas se alimentando na parte abaxial das folhas. Na extremidade do abdômen de P. flava são acumulados os despojos de fezes, diferente de outros Cassidinae que depositam também as suas exúvias (J. VASCONCELLOS-NETO, obs. Pessoal). As pré-pupas ficam presas às folhas através dos esternitos abdominais anteriores e quando empupam ficam presas ao último esternito abdominal (JOLIVET et al., 1988). As pupas possuem coloração castanha e geralmente são encontradas nas hastes das folhas, de forma gregária até a emergência do adulto (MONTES e RAGA, 2010).
2.3 Seleção sexual em insetos com ênfase em besouros herbívoros
São inúmeras as características que estão envolvidas na seleção do parceiro ideal para cópula, tanto para insetos como para outros animais (DEL-CLARO, 2004; EBERHARD, 1979; KIRKPATRICK e RYAN, 1991; KIRKPATRICK, 1982; ALBERTS, 2012). É comum a ocorrência de conflitos entre machos por fêmeas ou até mesmo por local de acasalamento. quando se trata da seleção sexual (EBERHARD, 1979, 1982). ANDERSSON e LWASA (1996) propõe uma classificação entre sete tipos de mecanismos de seleção sexual (Tabela 1).
Tabela 1 - Principais mecanismos de seleção sexual encontrados na classe Insecta (Tabela adaptada de ANDERSSON e IWASA (1996).
Mecanismo Descrição Característica do processo
Disputa
Desenvolvimento rápido de órgãos sensoriais e motores; localização rápida de
parceiros sexuais.
Pré-copulatório
Persistência Capacidade de permanecer
reprodutivamente ativo por maior tempo. Pré-copulatório Combate (1) lutas, agilidade ou sinais de ameaça; (2)
táticas de acasalamento evitando conflitos. Pré-copulatório
Corte
(1) Características morfológicas que atraem e estimulam companheiros; (2) Oferta de alimentos, territórios, locais de nidificação ou
outros recursos necessários à reprodução.
Pré-copulatório
Imposição Cópula forçada. Pré-copulatório Infanticídio Eliminação da prole de outro parceiro
sexual. Pré-copulatório
Competição espermática
(1) Promiscuidade da fêmea; (2) Capacidade da fêmea selecionar o esperma na
espermateca, (3) eliminação pelo macho do esperma anteriormente depositado*, (4) Tampão
copulatório*
Pós-copulatório
*capacidade que o macho tem de evitar que a fêmea seja fecundada por outro macho, naquele período reprodutivo, através de processos químicos ou morfológicos.
Segundo ALCOCK (2001), a seleção sexual pode ocorrer por meio de dois mecanismos: 1 – membros do mesmo sexo competem por cópulas (chamada de Seleção Intrassexual), por exemplo, quando machos disputam pela fêmea; 2 – Quando fêmeas escolhem machos por atributos que esses possuem. A competição por cópulas nesses dois mecanismos podem ser uma forte pressão evolutiva para a diferenciação sexual.
Em síntese, as características que diferenciam machos de fêmeas, muitas vezes estão relacionadas com a seleção sexual. E na maioria dos casos, a exclusão de possíveis rivais frente a possibilidade de cópula, envolve intensos combates entre os machos (EBERHARD, 1982). Entre as características que levam o macho a ser escolhido pela fêmea, no processo de Seleção Intersexual, estão as canções, exposições, danças, tamanho do corpo (BARRETTE e VANDAL, 1986), ornamentações, posse de territórios ou outros recursos (CLUTTON-BROCK et al., 1980; ANDERSSON, 1994; ANDERSSON e IWASA, 1996). Para o processo de Seleção Intrassexual, características fisiológicas e comportamentais (ex.: combates) estão envolvidas diretamente (EMLEN e ORING, 1977; MATTHEWS e MATTHEWS, 2010).
Em Cassidinae, CHABOO (2001) demonstra que algumas espécies de Acromis (Cassidinae s. str.: Mesomphaliini) possuem um marcado dimorfismo sexual, com machos apresentando uma projeção anterior da região humeral, a qual é utilizada em disputas por fêmeas. Esse comportamento é considerado incomum pelo autor nessa subfamília. TRILLO (2008) fez um estudo abrangente da seleção sexual pré e pós-copulatória em Acromis sparsa (Boheman, 1854) onde aborda a relação de dimorfismo sexual, combate entre machos, utilização da projeção da região humeral e competição espermática.
Segundo BOROWIEC (2003), machos de Paraselenis (Spaethiechoma) spp. possuem marcado dimorfismo sexual na antena, caracterizada por ser maior e apicalmente achatada em relação à antena da fêmea. No entanto, em Paraselenis pouco se sabe sobre o dimorfismo sexual e não existem na literatura registros de disputas para esse gênero.
Machos de Paraselenis (Spaethiechoma) flava (L. 1758), além do dimorfismo na antena, característico do subgênero, apresentam uma mancha castanha na região humeral, sendo que tal região em alguns machos é projetada anteriormente. Alguns eventos de “combate” entre machos de P. flava foram observados em 2014 (J. VASCONCELLOS-NETO e T. M. ALVARENGA, obs. pes.). Nesse sentido, é provável que machos dessa espécie além de apresentarem relações morfométricas diferentes das fêmeas, possuem comportamentos característicos quem implicam no processo de seleção sexual.
2.4 Aspectos comportamentais em insetos com ênfase no comportamento sexual
As primeiras pesquisas sobre comportamento de acasalamento de insetos foram quase que exclusivamente descritivas. De maneira geral, a seleção sexual começa desde o encontro de parceiros maduros reprodutivamente, ao reconhecimento desse parceiro, até a inseminação de fêmeas (MATTHEWS e MATTHEWS, 2010). Portanto, as características primárias que levam a seleção sexual de parceiros são aquelas ligadas à morfologia de machos que asseguram vitória em disputas por locais de cópula ou até mesmo a escolha desses indivíduos por fêmeas. Para as fêmeas essas características estão ligadas, na maioria das vezes, ao seu poder de escolha de potenciais parceiros, visando sempre o sucesso genético e reprodutivo (THORNHILL e ALCOCK, 2001).
A competição por companheiros pode estar ligada a características sexuais secundárias, ou seja, aquelas que não estão ligadas ao aparelho reprodutivo da espécie. Essas características incluem estruturas anatômicas (Ex.: chifres), assim como características
fisiológicas e comportamentais (Ex.: combates, territorialidade) (EMLEN e ORING, 1977; MATTHEWS e MATTHEWS, 2010).
Nos insetos menos conspícuos o que predomina na atratividade de parceiro para cópula são sem dúvida, os atrativos químicos (feromônios). Ambos os sexos podem produzir esses compostos químicos, porém, na maioria das vezes, essas substâncias têm papeis distintos em cada um deles. Esses por sua vez indicam tanto a localização de um parceiro sexual quanto a receptividade à reprodução. Além disso, a especificidade e a eficácia dos feromônios confere ao inseto a certeza de reconhecimento intraespecífico (MATTHEWS e MATTHEWS, 2010). Para o reconhecimento dos feromônios os insetos necessitam de um aparato sensorial, que na maioria das vezes se localiza nas antenas (GALLO et al., 2002).
Muitos estudos têm questionado e sugerido diversos conceitos para territorialidade. Segundo KAUFMANN (1983), o território é uma dominância espacial em função de se obter recursos ambientais essenciais. Em complemento, CORBET (1980), propõe que o comportamento territorial varia em intensidade, em relação ao balanço energético e densidade de machos.
Territorialidade é quase sempre associada à competição por parceiros sexuais e por alimento. Sua função é garantir o recurso ou parceiro que na maioria das vezes é limitado no ambiente. Alguns tipos de exclusões do indivíduo no território podem ocorrer através de um display do oponente. Além disso, também podem ser utilizadas marcas químicas que levam membros de mesma espécie a abandonar o local (MATTHEWS e MATTHEWS, 2010; LIN, 1963) sem a necessidade de haver combate.
Para seleção sexual, de acordo com LIN (1963), as vantagens de se manter um território estão em aumentar a taxa de encontro com fêmeas/cópulas. Esse comportamento compensaria, portanto, o tempo gasto com combates entre machos. Assim, a delimitação do território pode ser um tipo de fase pré-copulatória onde o macho garante parte de seu sucesso na paternidade da prole (PARKER e PIZZARI, 1970).
Outro conceito relacionado ao comportamento territorial e de combate é a dominância (relação dominante – subordinado). Nesse sentido, essa situação é frequentemente atribuída a combates ou exibições ocasionais (displays), condição essa, sempre presente em animais territoriais (NOBLE, 1939; BAKER, 1983; BARRETTE e VANDAL, 1986; MATTHEWS e MATTHEWS, 2010). Dessa forma, a dominância pode estar presente tanto no processo de seleção intersexual quanto intrassexual, uma vez que machos dominantes podem defender territórios, entrar em diversos combates com outros machos e consequentemente possuir maiores chances de cópula.
Todos os comportamentos e características descritos anteriormente apontam processos que são classificados como pré-copulatórios, porém, a seleção sexual não se resume a esses processos, mas também àqueles pós-copulatórios (SIMMONS, 2001). Pesquisas mostram que os processos pós-copulatórios podem ser os que mais influenciam na seleção sexual de algumas espécies (DANIELSSON e ASKENMO, 1999; HOUSE e SIMMONS, 2003; SIMMONS e ACHMANN, 2000; ARNQVIST e ROWE, 2005) e é notória a falta de estudos desses processos bem como o entendimento sobre o que leva ao sucesso reprodutivo de alguns indivíduos (TRILLO, 2008).
2.5 Morfometria: quantificação das diferenças anatômicas entre machos e fêmeas, e a influência destas no comportamento sexual dos insetos
Análises morfométricas são importantes no entendimento da história natural de um animal, pois elas podem nos ajudar a estudar as relações evolutivas dentro das populações (REIS, 1988; ALPATOV, 1929).
O tamanho corporal é uma característica importante na natureza, pois pode influenciar diretamente no fitness de um indivíduo, desde a obtenção de alimentos até mesmo na reprodução. Indivíduos maiores tendem a tem um maior sucesso reprodutivo, consequência da maior fecundidade, por exemplo (JUNGERS, 1986).
Enquanto alguns estudos demonstram que o tamanho do corpo não é alvo direto de seleção sexual (HUNT et al., 1998, NORRY et al., 1999), outros apontam que o tamanho do macho é importante nesse processo, mas quase sempre essas medidas estão relacionadas a competição entre machos (PARTRIDGE et al., 1987).
ALVARENGA et al. (2011) demonstraram que a diferença morfométrica de diversas estruturas do corpo de Enhydrus sulcatus (Coleoptera: Gyrinidae) está relacionada com o comportamento de cópula e captura de presas. Além da captura de alimentos, a diferença morfométrica entre estruturas corporais pode ser uma vantagem no comportamento de reprodução de muitas espécies de insetos, e isso já foi demonstrado por alguns autores (HASSON e ROSSLER, 2002; HUNT et al., 2002; RODRIGUERO et al., 2002).
Estudos com Diptera demonstraram que comprimento do olho, largura da face e comprimento do tórax são características submetidas a seleção sexual (RODRIGUERO et al., 2002). HASSON e ROSSLER (2002) mostraram que a assimetria em indivíduos de uma população é um caracter de seleção sexual, onde indivíduos mais simétricos demonstram vantagens na escolha pela fêmea.
Medidas morfométricas são intimamente relacionadas entre si no indivíduo, uma vez que o comprimento de uma estrutura muitas vezes influencia o tamanho de outra (Ex. quanto maior a largura total de um inseto, maior será sua antena). No entanto, sob determinadas pressões seletivas uma característica pode ter uma medida independente de outras características (Ex. Tamanho do corpo menor e tamanho da antena maior) (BERNS, 2013). Portanto, assumindo que as diferenças morfométricas entre machos e fêmeas estão diretamente relacionadas com a seleção sexual, relações métricas independentes associadas as funções ecológicas e comportamentais podem subsidiar informações importantes para se compreender a história evolutiva de uma população.
3 OBJETIVOS 3.1 Objetivo Geral
O objetivo deste estudo foi analisar parâmetros biológicos (ciclo de vida), comportamentais (Reprodutivo) e morfológicos P. flava, avaliando a relação entre eles e o processo de seleção sexual.
3.2 Objetivos específicos
• Descrever aspectos da história de vida de P. flava, bem como seu ciclo de vida em suas plantas hospedeiras;
• Descrever os comportamentos reprodutivos (pré-copulatórios), inclusive possíveis comportamentos agonísticos e avaliar a existência de diferenças morfométricas em estruturas envolvidas nesses comportamentos;
• Determinar se machos e fêmeas de P. flava, nas populações estudadas apresentam comportamento territorial;
• Avaliar o tipo de seleção sexual (Intersexual ou Intrassexual) nas populações de P.
flava.
4 METODOLOGIA
4.1 Áreas de Estudo
A observação dos comportamentos, coleta de dados e indivíduos foi realizada em áreas ruderais na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) em Campinas-SP. As áreas
dentro da Universidade onde a maior parte do estudo foi realizada, se situam no entorno da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo e Faculdade de Engenharia Agrícola, locais onde estavam presentes alambrados cobertos pela liana de I. aristolochiifolia, planta essa considerada como hospedeira primária de P. flava.
Além das áreas ruderais do campus da UNICAMP, outras áreas no entorno, situadas nos limites do distrito de Barão Geraldo – Campinas (SP) também foram avaliadas, uma vez que foram encontradas populações estabelecidas em Ipomoea batatas (Convolvulaceae). (Figura 1).
Figura 1 – A) Localização das populações de P. flava avaliadas. B) Área de estudo dentro do campus da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em Campinas (SP), onde lianas de
Ipomoea aristolochiifolia cresciam por cima de outras plantas.
O local onde se concentrou a maior parte do estudo (22°48'56.35"S 47° 3'37.36"O) possuí uma área aproximada de 130m², com plantas de I. aristolochiifolia crescendo tanto de forma isolada quanto adensada. Nos dois outros locais destacados na figura acima, constavam adensados de I. batatas em áreas aproximadas de 10m² (22°49'17.95"S 47° 3'44.20"O) e 20m² (22°49'23.12"S 47° 5'18.30"O).
4.2 Informações sobre a história de vida e relações com o ambiente das populações avaliadas
Foram observadas duas populações de P. flava, uma que se alimentava de I.
aristolochiifolia e outra que se alimentava de I. batatas, durante o período compreendido entre
abril de 2013 e março de 2016. As vistorias foram realizadas uma vez por mês, avaliando-se a ocorrência de indivíduos adultos de P. flava. Os indivíduos eram contados e sexados para a obtenção da razão sexual em 100 plantas de I. aristolochiifolia. O tempo médio de cada avaliação era de 1 hora. A sexagem, foi realizada com base em informações apresentadas para
o subgênero Paraselenis (Spaethiechoma): machos apresentam antenas evidentemente maiores e mais largas (Borowiec, 2003). Outras informações como mudança de estádios larvais, pré-pupa, pré-pupa, emergência de adultos e inimigos naturais também foram obtidas.
4.2.1 Desenvolvimento de P. flava em diferentes plantas hospedeiras
Para estudar o desenvolvimento dos indivíduos, foram coletadas pupas ou pré-pupa de P. flava em campo e, em seguida, levadas ao laboratório. Após a emergência, os adultos foram separados em machos e fêmeas.
Foram constituídos 45 casais (virgens) em potes plásticos, contendo água e alimento e mantidos em temperatura e umidade ambiente. Para garantir a condição de virgindade, pupas foram coletadas em campo e criados individualmente para a elaboração desse experimento. Desses, 25 casais foram alimentados com I. aristolochiifolia e os outros 20 com I. batatas, para se observar o tempo de desenvolvimento dos diferentes estágios. A diferença no número de casais ocorreu devido a mortalidade dos adultos. Após a oviposição foi registrado o tempo de desenvolvimento da prole em ambos os substratos (Figura 2).
Figura 2 - Casais de P. flava constituídos em potes plásticos para obtenção e acompanhamento do desenvolvimento da prole.
Os instares larvais foram determinados por comparação, a partir de padrões obtidos por observações fotográficas prévias a campo sobre larvas em diferentes fases de crescimento e de marcas de herbivoria deixadas pelas larvas. Foram avaliados também o tamanho da cápsula cefálica e a presença de exúvias no escudo fecal encontrado na parte final do abdômen do indivíduo (processo caudal) (GARCIA e PALEARI, 1993; FRIERO-COSTA; VASCONCELLOS-NETO, 2003; CHABOO, 2007). Em laboratório, foram observados os
seguintes parâmetros bionômicos: tempo até a eclosão das larvas, número de instares larvais, duração das fases de larva, pré-pupa e pupa.
Para a obtenção dos dados e análise estatística, foram usados indivíduos que concluíram uma das fases larvais, podendo, portanto, o ‘n’ apresentado nos resultados se diferir do ‘n’ de casais totais apresentado na metodologia. Os dados obtidos foram registrados e analisados através de estatística descritiva e do Teste T, avaliando-se a potencial diferença entre o tempo de desenvolvimento das fases em cada planta.
4.3 Estudos estruturais, morfométricos e comportamentais de P. flava
4.3.1 Coleta de dados comportamentais e morfometria
Para os dados comportamentais, em observações prévias (Ad libitum) e ao longo do estudo, foram realizados vídeos e observações focais (Focal sampling) dos indivíduos em campo. Através disso, foram construídas tabelas de repertórios comportamentais, onde foram incorporados todos os atos comportamentais envolvidos no combate (comportamento agonístico) e cópula. O termo ato comportamental foi utilizado conforme DEL-CLARO (2004) que aponta que o ato comportamental, se refere descrição de cada um dos movimentos que caracterizam as partes do comportamento.
Quando detectada a presença de machos caminhando na planta hospedeira, e havendo possibilidade de encontro com outros machos, imediatamente esses eram filmados a fim de se obter informações dos comportamentos apresentados. Foram constituídas arenas utilizando ramos da planta hospedeira que continham machos ativos, induzindo o encontro dos mesmos para obter dados sobre as características que influenciavam o resultado do encontro (n = 24). Nessa situação houve cuidado para não haver manipulação dos indivíduos, a fim de não alterar seus comportamentos.
Iniciando-se o comportamento de encontro, foram anotados todos os atos comportamentais que compunham o repertório do processo. Outra situação de encontro foi avaliada quando um dos machos se aproximava de outro em posição de cópula com a fêmea. Esses comportamentos também foram avaliados em arenas, conforme anteriormente descritas (n = 10).
Todos os atos comportamentais envolvidos na cópula também foram avaliados (n = 14). O tempo de cópula foi avaliado e delimitado quando a cópula completava uma hora, uma vez que machos poderiam ficar por tempo indeterminado na posição. Os termos morfológicos
utilizados para descrever o comportamento de cópula foram de acordo com RAFAEL e colaboradores (2012).
Para avaliar se houve diferenças morfométricas entre machos e fêmeas (dimorfismo sexual) de P. flava (além do já mencionado para a antena no subgênero) foram obtidas medidas de 30 fêmeas e 30 machos (n=60) em campo. As medidas foram obtidas através de paquímetro digital sendo consideradas duas casas decimais.
As estruturas mensuradas foram escolhidas através das características que estavam diretamente relacionadas aos comportamentos observados: CT – Comprimento total do corpo do indivíduo (incluindo a cabeça); LT – Largura total do corpo medido na parte mais larga do élitro; CA – Comprimento total da antena; LA – Largura da aba do élitro; LP – Largura total do pronoto; LBAE – Largura da base anterior do élitro; CRH – Comprimento da região humeral. Em seguida, os dados foram submetidos ao teste T (Figura 3).
Figura 3 - Medidas obtidas de P. flava: CT – Comprimento total; LT – Largura total do élitro; CA – Comprimento total da antena; LA – Largura da aba do élitro; LP – Largura total do pronoto; LBAE – Largura da base anterior do élitro; CRH – Comprimento da região humeral.
Após a obtenção das medidas, os dados foram submetidos a regressão linear, buscando informações de relação entre as medidas individuais afim de correlacionar com os comportamentos apresentados. Nesse sentido, foi avaliada, por exemplo, a relação de
CR H LBA
comprimento e largura. Se machos são mais compridos do que largos e as fêmeas são mais largas do que compridas. Esses resultados foram correlacionados com o modo de vida de cada sexo.
Durante os encontros entre machos, além da morfometria, foi descrito e avaliado se a iniciativa de um macho ao subir (posição: em cima) sobre o élitro do outro (posição: em baixo) configuraria apenas um reconhecimento intraespecífico ou combate. Assim, as informações morfométricas dos dois machos, bem como a característica categórica (Posição) foi submetida a regressão logística, para avaliar quais dessas variáveis mais influenciariam no desfecho comportamental.
A Regressão Logística é uma técnica recomendada para situações em que a variável dependente é de natureza dicotômica e as outras variáveis independentes podem ser categóricas ou métricas (COX e SNELL, 1989; HOSMER e LEMESHOW, 2000). Assim a variável dependente é o desfecho do comportamento de encontro, ou seja, saiu do local onde aconteceu o encontro ou ficou no local.
As características morfológicas e comportamentais de machos em relação aos aspectos envolvidos na seleção sexual foram analisadas a fim de se determinar a existência de comportamento territorial na espécie. Para isso, a definição de territorialidade usada nesse estudo está de acordo com o apresentado por KAUFMANN (1983), sendo o território uma dominância espacial em função de se obter recursos ambientais essenciais.
As análises estatísticas contidas nesse estudo como teste T, regressão linear e regressão logística foram realizadas com auxílio do software Statistica® (STATSOFT, 2010).
5 RESULTADOS
5.1 Informações sobre a história de vida e relações com o ambiente das populações avaliadas
5.1.1 Flutuação populacional e razão sexual em campo
Indivíduos de P. flava ocorreram de novembro de 2013 até maio de 2014. A média foi de 85 indivíduos fêmeas para 28,8 machos no período de avaliação, o que leva a uma razão sexual total de quase três fêmeas para um macho (Razão 3:1), embora tenha variado ao longo dos meses (Figura 4).
Figura 4 - Média de fêmeas e machos de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia avaliada no período de abril de 2013 a março de 2014 em Campinas (SP).
A presença de indivíduos no intervalo de novembro a março, corresponde a presença da planta em campo. I. aristochiaefolia é uma planta anual com desenvolvimento nesse período, entrando em senescência a partir de março.
5.1.2 Inimigos Naturais
Foram registrados oito inimigos naturais predando ou parasitando P. flava. Para o estádio de ovo foram observados: o parasitoide Emersonella pubipennis Hansson, 2002 (Hym.: Eulophidae) e predadores Camponotus (Hym.:Formicidae), Crematogaster (Hym.: Formicidae) e Pseudomyrmex (Hym.: Formicidae). Para os instares larvais observou-se predadores da família Vespidae (Hym.) e o parasitoide Voria ruralis (Fallén) (Diptera: Tachinidae). Em pré-pupas e pupas registrou-se os predadores da família Vespidae, Formicidae e parasitoides das famílias Chalcididae (Brachymeria russelli Burks, 1960 e Conura (S.) grupo
dorsalis) e Eupelmidae (Hym.) (Figura 5 a 8).
0 20 40 60 80 100 120 140 N ú m ero d e in d iv íd u o s Meses de avaliação Fêmea Macho
Figura 5 - A - Emersonella pubipennis Hansson parasitoide de ovos em foresia sobre élitro da fêmea de P. flava; B – Voria ruralis (Fallén) (Diptera: Tachinidae) parasitoide de 5° instar de
P. flava (n. reg.); C e D - Eupelmidae (Hymenoptera) parasitoide de pupas (C) de P. flava,
adulto em vista lateral (D).
0,
5
Figura 6 - Brachymeria russelli Burks, 1960 (Hymenoptera: Chalcididae) (n. reg.) parasitoide de pré pupas de P. flava. A - Vista lateral; B – Vista dorsal do mesossoma; C - Vista frontal da cabeça; D - Ataque de B. russelli a pré pupas de P. flava.
0,
5
Figura 7 - Conura (S.) grupo dorsalis (Hymenoptera: Chalcididae) parasitoide de pupas de P.
flava; A - Vista lateral; B - Vista dorsal do mesossoma. C - Fêmur e tíbia posterior; D - Ataque
de Conura (S.) grupo dorsalis a pupas de P. flava.
Figura 8 - A e B – Duas espécies de Vespidae se alimentando de larvas de P. flava. 1,0 cm
5.2 Desenvolvimento de P. flava e comportamento dos imaturos
Paraselenis flava desenvolveu-se em aproximadamente 21 dias, de ovo a adulto, em I. aristolochiifolia e I. batatas, não havendo diferença significativa entre os indivíduos
alimentados de folhas dessas duas espécies. Apenas na fase de ovo foi observada diferença significativa no tempo de desenvolvimento entre as duas plantas, sendo mais longo em I.
batatas, no entanto, essa diferença pode ser explicada também pelo baixo número amostral ou
devido ao horário da avaliação (Tabela 2).
Tabela 2 - Duração (dias) dos instares, estádios e desenvolvimento total de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia (IA) e Ipomoea batatas (IB) (Média ± Erro Padrão –EP).
Desenvolv imento IA Média ± EP IB Média ± EP Valor t p value 20,79 ± 1,40 n=19 21,40 ± 0,34 n=10 -1,203 0,239 Ovo 5,35 ± 0,13 n=20 6,17 ± 0,17 n=12 -3,832 < 0,001 L1 1,00 n=20 1,00 n=12 - - L2 3,50 ± 0,21 n=20 3,67 ± 0,26 n=12 -0,493 0,625 L3 1,70 ± 0,16 n= 20 1,42 ± 0,15 n=12 1,173 0,250 L4 1,40± 0,11 n=20 1,36 ± 0,15 n=11 0,192 0,849 L5 1,45 ± 0,14 n=20 1,55 ± 0,16 n=11 -0,440 0,663 PP 1,84 ± 0,14 n=19 1,8 ± 0,29 n=10 0,149 0,883 P 4,56 ± 0,23 n=19 4,3 ± 0,37 n=10 0,542 0,592
PP= Pré-pupa; P=Pupa; L= Instar
O ‘n’ considerado foi a desova e consequentemente o grupo de larvas e pupas obtidos de cada casal, uma vez que desenvolvimento desse agrupamento era sincronizado, ou seja, todos os indivíduos possuíam a mesma fase de desenvolvimento no momento da avaliação. Na Figura 9 observa-se uma postura sendo cuidada pela guardiã em I.
aristolochiifolia e I. batatas, respectivamente. Os ovos de P. flava são depositados na parte
abaxial da folha hospedeira, geralmente na extremidade distal em relação a seu pecíolo, próximo a nervura principal. Após a eclosão, as larvas se agrupavam de forma circular, com a
cabeça voltada para dentro do círculo. Essas larvas possuem projeções laterais e a parte terminal do abdome geralmente fica voltada para cima, onde na sua extremidade nota-se um acúmulo de fezes que aumenta ao decorrer do desenvolvimento. Nos três primeiros instares essas larvas se alimentavam raspando a epiderme e o mesófilo foliar nas duas espécies de plantas hospedeiras avaliadas. As larvas dos demais instares consumiam todo o limbo foliar. A partir do quinto instar as larvas caminham em direção ao pecíolo foliar, onde se agrupam de forma imbricada para as fases de pré-pupa e pupa.
Figura 9 - A e B: Posição da desova de Paraselenis flava em Ipomoea aristolochiifolia e
Ipomoea batatas respectivamente.
Foram observados cinco instares em larvas de P. flava se alimentando de I.
aristolochiifolia e I. batatas. A coloração das larvas se apresentou de amarelo claro nos
primeiros ínstares a castanho-claro para os últimos estádios larvais. A fase de pré-pupa se diferencia da fase de larva, pelo agrupamento das larvas de quinto instar no pecíolo foliar e perda do escudo fecal. Na fase de pupa os imaturos desenvolvem escolos laterais e o pronoto se torna visível. Sua coloração se apresentava de claro na fase de pré-pupa a castanho-escuro na fase de pupa (Figura 10).
1, 0 cm 0, 5 cm
Figura 10 - A a F evidenciando os ínstares larvais de Paraselenis flava : A – Ovos e marcas de herbivoria do primeiro e segundo instar; B – Larvas de terceiro instar; C – Larvas de quarto instar em cicloalexia; D – Larvas de quinto instar; E – Pré-pupas; F – Pupas.
5.3 Morfometria e dimorfismo sexual de P. flava
O estudo de morfometria evidenciou diferenças entre algumas medidas do corpo de machos e fêmeas. O comprimento da projeção humeral (CPH), o comprimento da antena (CA), largura da aba do élitro (LA), largura total (LT), largura do pronoto (LP) e comprimento na base anterior do élitro (LBAE) são maiores em machos de P. flava (P < 0,05) (Tabela 3). Embora não se tenha obtido diferença significativa para o Comprimento Total (CT) entre machos e fêmeas, a amplitude das medidas foram respectivamente: 8,7 – 11,8 mm (n=30) e 8,2 – 11 mm (n=30). Machos de P. flava apresentam uma mancha castanha na região humeral, que se encontra na extremidade anterior da aba do élitro, muitas vezes projetada para frente (Figura 11).
0,4 cm 0,9 cm 1,0 cm
Tabela 3 - Média ± desvio padrão de medidas (cm) do Comprimento da antena (CA); Comprimento total (CT); Largura total (LT); Largura da aba (LA) e Largura do pronoto de machos e fêmeas de P. flava (n = 30 machos; n= 30 fêmeas); Largura da base anterior do élitro (LBAE) e Comprimento da projeção humeral (CPH) (n =19 machos; n = 12 fêmeas)
Parâmetro Macho Fêmea Valor t p value
CA 0.56 ± 0.08 0.43 ± 0.05 -7,268 0,000 CT 1.00 ± 0.07 0.97 ± 0.08 -1,727 0,089 LT 0.86 ± 0.06 0.78 ± 0.07 -4,735 0,000 LA 0.35 ± 0.05 0.29 ± 0.05 -3,837 0,000 LP 0.81 ± 0.07 0.73 ± 0.06 -4,884 0,000 LBAE 0,72 ± 0,05 0,67 ± 0,03 -2,765 0,000 CPH 0,33 ± 0,11 0,06 ± 0,01 -7,276 0,000
Figura 11 - Comparação entre macho e fêmea de Paraselenis flava. A) Foto evidenciando a região humeral do macho de P. flava. B) Fêmea sem a macha e sem projeção da região humeral. Fotos: João Vasconcellos-Neto.
Das características mensuradas para machos, aquelas que apresentaram uma relação positiva e significativa foram: Comprimento da antena (CA) X Largura da aba (LA); Comprimento total (CT) X Largura total (LT); Comprimento total (CT) X Largura da aba (LA); Comprimento total (CT) X Largura do pronoto (LP); Largura total (LT) X Largura da aba (LA) e Largura total (LT) X Largura do pronoto (LP) e Comprimento da projeção humeral (CRH) X Largura da base do élitro (LBAE). Assim, quanto maior a medida de uma variável, maior será a outra.
Para fêmeas de P. flava, as características que apresentaram uma relação positiva e significativa foram: Comprimento da antena (CA) X Comprimento total (CT); Comprimento da antena (CA) X Largura total (LT); Comprimento total (CT) X Largura total (LT); Comprimento total (CT) X Largura do pronoto (LP); Comprimento Total (CT) X Largura da aba (LA); Largura total (LT) X Largura da aba (LA) e Largura total (LT) X Largura do pronoto (LP) (Tabela 4).
Tabela 4 - Relações morfométricas positivas e significativas obtidas através de regressão linear de machos e fêmeas de Paraselenis flava.
Relações entre medidas morfométricas p value Machos p value Fêmeas CA X CT - 0,035 CA X LT - 0,033 CA X LA 0,004 - CA X LP - - CT X LT 0,000 0,000 CT X LA 0,039 - CT X LP 0,002 0,000 LT X LA 0,008 0,045 LT X LP 0,000 0,000 LA X LP - - CRH x LBAE 0,007 -
Na sequência, representações gráficas da regressão linear positiva e significativa para machos de P. flava (Figura 12 a 15).
Figura 12 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Comprimento da Antena (CA) X Largura da Aba (LA) (p = 0,044) e Comprimento Total
Figura 13 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Comprimento Total (CT) x Largura do Pronoto (LP) (p=0,001) e Largura Total (LT) X
Figura 14- Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Largura total (LT) X Largura do Pronoto (LP) (p<0,001); Comprimento Total (CT) X
Figura 15 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para machos de P.
flava – Largura da base anterior do élitro (LBAE) X Comprimento da região humeral (CRH) (p
= 0,007).
Representações gráficas da regressão linear positiva e significativa para fêmeas de
Figura 16 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de P.
flava – Comprimento Total (CT) X Largura Total (LT) (p<0,001); Comprimento Total (CT) x
Figura 17 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de P.
flava – Largura Total (LT) X Largura da Aba (LA) (p =0,045); Largura total (LT) X Largura
Figura 18 - Relação positiva e significativa das características mensuradas para fêmeas de
Paraselenis flava – Comprimento da Antena (CA) X Comprimento Total (CT) (p<0,001).;
5.4 Combates entre machos – Descrição comportamental
O encontro entre machos de P. flava foi observado em duas situações distintas: encontro entre machos que se encontravam aleatoriamente na planta hospedeira e encontros entre machos em que um deles se encontrava em cópula. Nas duas situações foram observados atos comportamentais comuns e alguns distintos.
Segue-se a descrição das fases comportamentais dentro das duas situações observadas para P. flava:
5.4.1 Encontro entre dois machos na ausência de fêmea na região do combate Esse comportamento foi observado 24 vezes, sendo descritos em duas fases:
Fase 1 - Havia o encontro entre dois indivíduos machos, esses exibiam o seguinte conjunto de atos comportamentais:
• Exibição de antenas eretas ou abaixadas;
• Abertura entre o pronoto e o élitro, análogo a um alicate (Figura 19);
• Encaixe do alicate em pernas, antenas ou élitro do macho oponente, de modo que essa pudesse, agarrar e/ou cortar a respectiva estrutura.
Figura 19 – Abertura entre o pronoto e o élitro de machos de P. flava em encontro com outros indivíduos (Campinas, SP – Foto: J. Vasconcellos-Neto).
Fase 2 – Monta (posição de cópula) de um dos machos em cima do outro:
• “Tamborilamento”, movimento do macho na posição superior de bater das antenas no oponente sobre o dorso e em direção da cabeça no macho de baixo; • O macho que se encontra por baixo, levanta o final do abdome para derrubar o macho que se encontra em seu dorso.
Ao final do encontro observou-se que um dos machos permanecia parado no local do comportamento e o outro abandonava o local caminhando rapidamente.
5.4.2 Encontro entre dois machos, um deles em cópula com a fêmea
Para o macho que se encontrava em cópula (n = 10), os seguintes atos comportamentais eram exibidos:
• Manter antenas abaixadas próximas a cabeça da fêmea;
• Abertura da região entre o pronoto e o élitro (como um alicate);
• Utilização do élitro como “escudo”, impedindo o macho oponente de ocupar sua posição;
• Inclinar o abdome na tentativa de derrubar o macho intruso.
Para o segundo macho (intruso), esse apresentava os seguintes atos comportamentais:
• Exibir antenas eretas;
• Subir no dorso do macho em cópula (como monta); • “Tamborilamento” das antenas sobre o macho em cópula;
• Abertura da região entre o pronoto e o élitro (como um alicate) para prender estruturas do corpo do macho em cópula;
• Utilização da aba do élitro como “alavanca” para remoção do macho em cópula.
Consequentemente, quando um macho conseguia excluir o macho da cópula, esse tentava copular com essa fêmea, conforme observado na Figura 20.
Figura 20 - Comportamento de conflito entre machos de Paraselenis flava na presença de fêmea copulando com um deles: A – Aproximação de macho de um casal em cópula; B – Macho sobe no élitro do macho em cópula; C – Macho abaixa antenas sobre o macho em cópula; D – Macho em cópula encaixa abertura do pronoto em relação ao élitro no segundo macho; E – Macho em cópula mantém o segundo macho preso na abertura do pronoto em relação ao élitro; F – Machos continuam em combate e fêmea sai da cópula. Foto: Thiago Marinho Alvarenga (2016).
Todos os atos comportamentais não aconteciam necessariamente na ordem apresentada e nem todos aconteciam nos encontros observados. No entanto, nessa etapa do estudo, apenas verificou-se os estímulos que causavam os “displays” comportamentais, não sendo ainda possível a construção de um etograma. No entanto, foi possível elaborar um fluxograma comportamental sintetizando o repertório descrito (Figura 21).
Figura 21 - Fluxograma comportamental de combates entre dois machos de P. flava em duas situações: 1° somente entre machos e 2° quando um macho já se encontrava em cópula com a fêmea.
5.4.3 Comportamento de cópula
A cópula em P. flava, observada em detalhe 14 vezes, ocorre em duas fases:
Fase 1 - Pré-cópula:
• Macho encontra a fêmea e tateia o dorso do seu élitro com as antenas, o que aqui chamamos de “tamborilamento” das antenas.
• Frequentemente, quando o macho encontrava a fêmea essa estava imóvel com antenas e pernas escondidas sob o élitro (como uma tartaruga), usando-o como um “escudo”. Outras vezes o encontro se dava com a fêmea caminhando, em cópula ou cuidando da prole, porém os demais atos comportamentais citados também aconteciam.
Fase 2 – Cópula:
• Após o “tamborilamento” da antena no dorso da fêmea, o macho realizava a monta e direcionava suas antenas para a cabeça da fêmea de modo que essas formavam um “V”;
• A cabeça da fêmea era constantemente tocada pelas antenas do macho de forma lenta;
• A fêmea por sua vez, aceitava o macho, expondo as antenas e pernas e em seguida inclinava a parte posterior do abdome para cima, ainda com o macho no seu dorso, para que esse introduzisse o edeago na sua genitália (Figura 22).
Figura 22 - Fluxograma comportamental do comportamento de cópula de P. flava.
O tempo médio de cópula em P. flava foi de 14 minutos e 03 segundos (n= 14, Desvio padrão = ± 17 minutos e 12 segundos).
Os encontros e combates observados podem estar ligados ao reconhecimento intraespecífico, onde machos sobem em outros machos em posição de monta e o tateiam com as antenas. Nesse sentido, todos os comportamentos de combate entre machos, apresentaram inicialmente os mesmos atos comportamentais de machos que tentam copular com fêmeas. Posteriormente, quando “percebem” que o indivíduo abaixo se trata de um macho, executam maior intensidade nos movimentos da antena, tentativa de empurrar um ao outro com o élitro. Nesse momento o élitro pode servir analogamente a um escudo, a área marginal do élitro como alavanca, e a abertura formada entre o pronoto e o élitro, atuando analogamente a uma tesoura.
5.5 Fatores que influenciam no desfecho do encontro entre machos
Das características avaliadas nos 30 encontros observados para a população de P.
flava, as características mensuradas (LA, LT, CT e CA) embora relacionadas ao dimorfismo
machos maiores não apresentam vantagens sobre machos menores nessa condição. No entanto, a iniciativa do macho em “montar” outro macho aumentava sua probabilidade de se manter no local (P=0,008) (Tabela 5).
Tabela 5 - Regressão logística realizada através da comparação dos dados morfométrico mensurados e a característica categórica “posição” nos combates e o resultado final entre machos de P. flava. Em negrito os valores significativos de p (p ≥ 5%).
Variáveis P value LA 0,092678 CT 0,676591 LT 0,560046 CA 0,896778 POSIÇÃO (“Monta”) 0,008 5.6 Territorialidade
Inicialmente foi hipotetizado que machos de P. flava poderiam ser territorialistas devido aos comportamentos exibidos nos encontros (Combate). Após observações, foi constatado que a fêmea não era um recurso limitado, uma vez que a razão sexual era em média de 3:1, ou seja, três fêmeas para um macho observados em campo. Alimento também não era um recurso limitado, pois os combates aconteciam na própria planta hospedeira com área considerável área vegetativa.
Machos foram observados copulando com fêmeas que cuidavam da prole. Embora não tenha sido possível acompanhar a fêmea durante todo o processo de cópula e oviposição, através dos combates, onde se observava a exclusão de outros machos, e a constante movimentação deles nas plantas, leva a inferir que durante o período reprodutivo, as fêmeas apresentavam o comportamento promíscuo, ou seja, mantinham múltiplas cópulas com diferentes machos (Figura 23).
