Dynamics of insect-plant interactions: the role of biotic and abiotic parameters altering insect community relationships

dc.creatorLetícia Fernanda Ramos Leite
dc.date.accessioned2024-02-26T15:31:06Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:55:58Z
dc.date.available2024-02-26T15:31:06Z
dc.date.issued2021-12-17
dc.description.abstractInteractions involving insects and plants are shaped by abiotic and biotic variations that alter the dynamics and structure of these communities. Anthropogenic changes are impacting these interactions with loss in insect diversity, thus studies that aim to understand the dynamics of these interactions are crucial. We assess how Copaifera langsdorffii (Fabaceae), a plant adapted to different environmental stresses, responds to nutrient and water supplementation and how insect communities are affected. In addition, we also evaluate how the presence of extrafloral nectaries (EFNs) throughout the phenological cycle of the plant modifies insect communities. We seek to answer the following questions: (1.) Does nutrient and water supplementation affect sclerophyll, leaf area, and fruit production in C. langsdorffii?; and (2.) Are herbivory rates, galling insect diversity, and patterns of gall co-occurrence in communities affected by nutrient and water supplementation and artificial EFNs? (3.) Is the stability of insect-plant interactions affected by biotic and abiotic factors?; (4.) Does the constant availability of sugar exudate (EFN) reduce the frequency of herbivore-plant interactions? The experiment was conducted in a rupestrian mountaintop ecosystem called Canga (ironstone outcrop), where we applied supplementation treatments to 80 plant individuals divided into the following field treatments: (T1 = Fertilizer, T2 = EFN simulation (Eppendorf tubes with a 20% sugar solution), T3 = Fertilizer + EFN simulation, T4 = water spray, T5 = EFN Control (microtube with water), and T6 = Control. We observed lower sclerophyll and greater leaf area in individuals from plants that were supplemented with nutrients and water. Herbivory rates were lower and ant abundance was higher in plants with artificial EFNs available. Although we did not observe variations in the richness and abundance of galling insects, patterns of galling co-occurrence varied with the availability of resources (nesting space) on the plant. The networks of all treatments showed stability (robustness) and specialization, however, the network of the fertilizer treatment was less specialized. Free-living insects showed low specialization in the treatment with added fertilizer and ants were less specialized in the treatment with tubes with water. The proportion of occurrences of the free-living insect guilds varied among the treatments, the treatment with fertilizer had a higher proportion of free-living insects and a negative relationship with opportunistic ants. On the other hand, the treatment with added EFNs had a lower relationship with free-living insects and a positive relationship with some ant guilds. This study illustrates how abiotic and biotic variations modify the occurrence and interactions of insect communities.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/64692
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectInteração ecológica
dc.subjectInsetos
dc.subjectPlantas
dc.subjectFatores Bióticos
dc.subjectFatores Abióticos
dc.subject.otherAbiotic
dc.subject.otherBiotic
dc.subject.otherNutrient supplementation
dc.subject.otherEFN
dc.subject.otherAnts
dc.subject.otherBiostimulant
dc.subject.otherCo-occurrence
dc.subject.otherInsect-plant interaction
dc.subject.otherInsect guilds
dc.subject.otherInteraction networks
dc.titleDynamics of insect-plant interactions: the role of biotic and abiotic parameters altering insect community relationships
dc.title.alternativeDinâmica das interações inseto-planta: o papel dos parâmetros bióticos e abióticos que alteram as relações entre as comunidades de insetos
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Marcílio Fagundes
local.contributor.advisor-co1Geraldo Wilson Fernandes
local.contributor.advisor1Ricardo Ribeiro De Castro Solar
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9924177207371692
local.contributor.referee1Laura Leal
local.contributor.referee1Inara Roberta Leal
local.contributor.referee1Tatiana Garabani Cornelissen
local.contributor.referee1Walter Santos de Araújo
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7651156484434309
local.description.resumoAs interações envolvendo insetos e plantas são moldadas por variações abióticas e bióticas que alteram as dinâmicas e estrutura destas comunidades. As alterações antrópicas estão impactando estas interações com perda na diversidade de insetos, desta forma, estudos que visam compreender a dinâmica destas interações são cruciais. Nós avaliamos como Copaifera langsdorffii (Fabaceae), uma planta adaptada a diferentes pressões ambientais, responde a suplementação nutricional e hídrica e como as comunidades de insetos são afetadas. Além disso, também avaliamos como a presença de nectários extraflorais (NEFs) ao longo de todo o ciclo fenológico da planta modifica as comunidades de insetos. Procuramos responder às seguintes questões: (1.) A suplementação de nutrientes e água afeta a esclerofilia, a área foliar e a produção de frutos em C. langsdorffii?; e (2.) As taxas de herbivoria, diversidade de insetos galhadores e padrões de co-ocorrência de galhas nas comunidades são afetados pela suplementação de nutrientes e água e NEFs artificiais? (3.) A estabilidade das interações inseto/planta é afetada por fatores bióticos e abióticos?; (4.) A disponibilidade constante de exsudato açucarado (NEF) reduz a frequência de interações herbívoro-planta? O experimento foi realizado em um ecossistema rupestre de topo de uma montanha chamado Canga (afloramento de pedra de ferro), onde aplicámos tratamentos de suplementação em 80 indivíduos vegetais divididos nos seguintes tratamentos de campo: (T1 = Fertilizante, T2 = NEF simulação (Tubos de Eppendorf com uma solução de açúcar 20%), T3 = Fertilizante + NEF simulação, T4 = água borrifada, T5 = NEF Controle (microtubo com água), e T6 = Controle. Observamos menor esclerofilia e maior área foliar nos indivíduos de plantas que foram suplementados com nutrientes e água. As taxas de herbivoria foram menores e a abundância de formigas foi maior nas plantas com EFNs artificiais disponíveis. Embora não tenhamos observado variações na riqueza e abundância de insetos galhadores, os padrões de coocorrência de galhas variaram com a disponibilidade de recursos (espaço de nidificação) na planta. As redes de todos os tratamentos mostraram estabilidade (robustez) e especialização, no entanto, a rede do tratamento com fertilizante foi menos especializadas. Os insetos de vida livre apresentaram baixa especialização no tratamento com adição de fertilizante e as formigas foram menos especializadas no tratamento com tubos com água. A proporção de ocorrências das guildas dos insetos de vida livre variou entre os tratamentos, o tratamento com fertilizante teve uma maior proporção de insetos de vida livre e uma relação negativa com formigas oportunistas. Por outro lado, o tratamento com adição de NEFs tiveram menor relação com insetos de vida livre e relação positiva com algumas guildas de formigas. Este estudo ilustra como as variações abióticas e bióticas modificam a ocorrência e as interações das comunidades de insetos.
local.identifier.orcid0000-0002-7065-3213
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ecologia, Conservacao e Manejo da Vida Silvestre

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