Ciclos previsíveis em populações de insetos herbívoros e suas causas

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Campos, Wellington Garcia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Ecologia de Populações; Interação inseto-planta; Dinâmica populacional; Herbivoria; Ciências Biológicas
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/11053

O objetivo geral da tese foi responder por que insetos herbívoros apresentam tendências populacionais cíclicas previsíveis. Os três primeiros capítulos tratam dos mecanismos responsáveis por ciclos de colonização/ extinção de pequena escala local, acontecendo em manchas temporárias de recursos, como cultivos agrícolas de plantas efêmeras. O quarto capítulo indica causas de variação populacional cíclica sazonal, ocorrendo na mesma época do ano e provavelmente em escala regional. Performance alimentar e preferência de oviposição são aspectos da história de vida do indivíduo fundamentais para explicar padrões populacionais em insetos herbívoros. Nós testamos, em laboratório, se o desenvolvimento ontogenético da planta efêmera afeta negativamente a performance do inseto folívoro oligófago P lutella xylostella (Lepidoptera). A despeito da planta hospedeira ( B rassica oleraceae var.capitata) produzir folhas novas ao longo de toda a vida, seu amadurecimento aumentou a mortalidade pré-imaginal do herbívoro. Houve ainda redução na velocidade de desenvolvimento das larvas, no peso das pupas e na fecundidade. Portanto, o desenvolvimento da planta foi acompanhado de uma queda na sua qualidade, de modo que o inseto teve sua performance alimentar diminuída (expressa como taxa reprodutiva líquida (R o) ou como potencial de crescimento populacional (r)). Se não houver outras pressões seletivas mais fortes modulando o comportamento das fêmeas adultas, o resultado da seleção natural poderá ser a preferência de oviposição covariando com a performance ali-mentar das larvas durante o desenvolvimento da planta. Nós sugerimos que insetos oligófagos, que utilizam plantas efêmeras, devem atacar com mais intensidade as fases jovens e tenras do vegetal, embora elas possam conter mais compostos que são tóxicos para outras espécies. Em insetos herbívoros, ciclos populacionais de colonização e extinção em manchas temporárias de plantas são dependentes da migração. A migração geralmente requer mais que uma decisão comportamental e envolve também mudanças morfológicas e fisiológicas no indivíduo. No segundo capítulo, nós testamos se insetos usam diretamente o processo de envelhecimento da planta hospedeira para modular sua atividade migratória entre as manchas de recursos. P . xylostella foi criada em laboratório com plantas de repolho de diferentes idades. Adultos que passaram a fase larval nas plantas tenras de menor idade foram inibidos em sua capacidade migratória. Por outro lado, plantas maduras, especialmente suas folhas novas, estimularam o desenvolvimento de características morfológicas e fisiológicas no adulto que geralmente ocorrem em formas migrantes de insetos. Mudanças químicas ontogenéticas e previsíveis na planta poderiam ser usadas como pistas para o herbívoro prever seu futuro ambiente reprodutivo e modular sua atividade migratória ainda durante a fase larval. No terceiro capítulo, nós investigamos se, em pequenas manchas temporárias de recursos: 1) padrões temporais na abundância local de insetos herbívoros são definidos de baixo para cima na cadeia alimentar, por efeito de mudanças ontogenéticas no tamanho e na qualidade nutricional das plantas; 2) folívoros oligófagos apresentam tendências temporais distintas dos polífagos. Durante o desenvolvimento das plantas hospedeiras (manchas cultiva- das de B. oleraceae var. capitata), larvas da oligófaga P . xylostella e da polífaga T richoplusia ni (Lepidoptera) tiveram tendências paralelas de variação na sua abundância local. Os ciclos paralelos de crescimento e declínio nas populações foram explicados, de modo altamente significativo, pelo crescimento das plantas hospedeiras, pela diminuição na sua qualidade nutricional e pela interação das duas variáveis. A preferência de oviposição das mariposas covariou temporalmente com a performance alimentar das larvas e determinou o paralelismo nas flutuações populacionais das duas espécies. Nós discutimos que, durante o desenvolvi- mento das plantas efêmeras, insetos folívoros monófagos, oligófagos e polífagos devem apre- sentar uma tendência de flutuação populacional comum, generalizada entre eles. Na mancha temporária de plantas, populações locais de predadores e parasitóides provavelmente acompanham a mesma tendência observada no nível trófico abaixo. No quarto capítulo, nós perguntamos se ciclos sazonais, e provavelmente regionais, em populações tropicais da cosmopolita P . xylostella têm relação com a variação sazonal na disponibilidade de recursos. Também foi investigado se fluxos imigratórios previsíveis são a causa proximal do início dos ciclos de crescimento populacional. Durante três anos, plantas preferidas do inseto foram cultivadas continuamente e irrigadas de modo a sempre haver recurso em abundância. Mesmo assim, houve uma tendência populacional sazonal e a hipótese da disponibilidade de recursos não explica o padrão observado. No começo dos ciclos sazonais, o aumento na densidade de adultos precedeu significativamente o aumento na densidade de imaturos. Parece que P . xylostella não sofre diapausa, de modo que fluxos imigratórios foram a causa da fase previsível de crescimento da população. A infestação artificial da área com pupas, durante o outono, quando a população encontrava-se extinta, provocou um ciclo populacional precoce. Portanto, nós assumimos que a época do início dos ciclos é explicada por fatores externos e não necessariamente devida a uma melhoria das condições locais durante o inverno. Hipóteses testáveis também foram sugeridas para explicar por que cada população sazonal foi incapaz de persistir até um novo fluxo imigratório do ano seguinte.