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1 Universidade Federal de Viçosa Setor de Entomologia Agrícola Método de Controle Comportamental Prof. Eliseu José G. Pereira Departamento de Entomologia ‐ UFV eliseu.preira@ufv.br Comunicação & Sinais Comunicação: – Processo no qual organismos (emissores) usam sinais (exibições) especialmente modelados para modificar o comportamento de outro organismo (receptor), o qual pode ser da mesma espécie ou outra espécie diferente Sinais: – São comportamentos e estruturas desenvolvidas para comunicação intra- e interespecífica – Uma característica óbvia de um sinal (de um emissor) é sua capacidade de modificar, de alguma forma, o comportamento de um outro organismo (receptor) – Tipos de sinais: » Químicos » Acústicos » Visuais » Táteis 2 Comunicação & Sinais Hipótese explicativas da evolução de sinais: – Redução de ambiguidade: » Sinais são resultado de vantagem seletiva dos agentes sinalizadores (emissor) reduzindo as chances de confusão entre suas mensagens – Manipulação: » Sinais são padrões comportamentais especialmente desenvolvidos através do qual o indivíduo emissor altera ou manipula o comportamento do indivíduo receptor, para benefício do emissor – Honestidade: » Sinais elaborados podem funcionar como indicadores de boas qualidades » São dispendiosos ao indivíduo emissor e portanto só serão devidamente expressos por organismos de alta qualidade » Fundamenta-se no princípio da desvantagem (“handicap principle”) de Zahavi (1975, Journal of Theoretical Biology) Controle de Insetos por Comportamento Visa interferir com a comunicação entre insetos ou insetos e plantas de maneira a minimizar danos ocasionados por eles – Sinais químicos tem sido os principais alvos de manipulação 3 Bases do Controle Comportamental Substâncias químicas envolvidas na comunicação Substâncias químicas envolvidas na comunicação Semioquímicos Aleloquímicos Cariomônio Alomônio Sinomônio Feromônios Sexual Agregação Trilha Alarme Território Substâncias envolvidas na comunicação entre organismos Semioquímicos de ação interespecífica Semioquímicos de ação intraespecífica Favorece emissor Favorece receptor Favorece emissor & receptor Bases do Controle Comportamental 4 Tipos de Controle Comportamental Utilização de feromônios no MIP - Coleta massal - Confundimento - Atrai e mata - Detecção de pragas - Monitoramento de pragas Amostragem Controle de pragas Feromônios registrados no Brasil PRAGA MARCA COMERCIAL Besouro migdolus (Migdolus fryanus) Migdo Besouro castanho (Tribolium castaneum) Bio Tribolium Bicho da maçã (Cydia pomonella) Biocydia e Iscalure Cydia Bicho do fumo (Lasioderma serricorne) Bio Serrico/Monitrap/Serricornin Fersol Bicho furão (Ecdytolopha aurantiana) Ferocitrus Furão Bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis) Bio Bicudo Broca do olho do coqueiro (Rhynchophorus palmarum) Bio Rhynchophorus e RMD-1 Broca pequena do tomateiro (Neoleucinodes elegantalis) Bio Neo Lagarta enroladeira da maçã (Bonagota cranaodes) Iscalure Bonagota Lagarta rosada (Pectinophora gossypiela) Bio Pectinophora e PB-Rope-L Mariposa oriental (Grapholita molesta) Biographolita Moleque da bananeira (Cosmopolites sordidus) Cosmolure Mosca das frutas (Ceratitis capitata) Bio Trimedilure e Bioceratitis Traça do tomateiro (Tuta absoluta) Iscalure Tuta Traças (Ephestia cautella, Ephestia elutella e Plodia interpunctella) Gachon Tipos de Controle Comportamental 5 Atraentes Repelentes + Tipos de Controle Comportamental 45 55 65 75 Fonte: Ventura (1996) A du lt os / ar m ad ilh a 2 4 Dias após a instalação 6 8 Taiuiá ou abóbora d’água Exemplo de Controle Comportamental 1 Interação Inseto-Planta Prof. Eliseu José G. Pereira DDE/UFV Importância das Interações Inseto-Planta • Para a compreensão dos mecanismos de resistência de plantas a insetos – Compreender as relações básicas que mediam as interações entre estes organismos • Grande valor para o progresso de programas de melhoramento de plantas – Novas oportunidades de exploração de práticas de vanguarda no manejo de pragas 2 Evolução de Fitófagos e Padrões de Uso Hospedeiro Tópicos: Quem são Insetos Fitófagos? Obstáculos à Fitofagia Origem e Evolução de Fitofagia Padrões de Uso de Plantas Hospedeiras Planeta Terra: Número de Espécies de Insetos e Plantas 3 Herbivoria ou Fitofagia • Insetos fitófagos espécies que alimentam de tecidos de plantas superiores (Gimnospermae e Angiospermae) • Diversidade de insetos fitófagos – Surpreendente: > 300 mil espécies! (~1/4 do total) • Diversidade de plantas: ~1/4 do total também ! 4 Ordens de Insetos Fitófagos Obstáculos à Fitofagia •Dessecação pela movimentação de ar •Fixação nas superfícies das plantas •Alimento – Pobre em nitrogênio – Defesas diretas e indiretas • Constitutivas e induzidas 5 Risco de Dessecação • Alimento rico em água, mas movimento de ar causa déficit de saturação • Para reduzir o risco: – Ingestão de água – Repouso em partes da planta com mais umidade – Modificações e desenvolvimento de cutícula e sistema traqueal além de tolerância e controle de osmalaridade – Alternativamente ... Soluções para alguns dos problemas… 6 Fixação nas superfícies das plantas •Superfícies lisas, cerosas, pilosas •Soluções: – Modificações estruturais ou secreções para aumentar a adesão – Viver dentro da planta Algumas adaptações para “segurar” em superfícies de plantas a) Sawfly (Hymenoptera) larva with abdominal legs b) Moth larva with abdominal legs bearing crochets (c‐e) Pretarsal structures. c) Lacewing (Neuroptera) larva, a plant‐ dwelling predator d) Thrips e) Mirid f) Hind leg of a ground‐dwelling predatory carabid beetle for comparison with (g) hind leg of Dernetrias, a carabid that lives on vegetation (note enlarged fourth tarsal segment) h) Leaf beetle (Chrysomelidae), underside of tarsus showing broad segments covered with adhesive setae, i) Adhesive tarsal setae of various chrysomelid beetles, ventral and lateral views 7 Origem e Evolução das Interações Inseto-Planta • Principais divisões vegetais (exceto Angiospermae) e evidências claras de fitofagia em insetos (surgidas a partir de decompositores) no período Carbonífero (ca. 350 M anos) • Angiospermae surgiram entre Jurássico e Cretáceo (ca. 140-100 M anos) e foram seguidas por irradiação de insetos, principalmente fitófagos Espectro de Plantas Hospedeiras de Insetos Fitófagos • Categorias de fitófagos – Monófagos alimentam-se de espécies vegetais dentre de um gênero • Ex.: bicho mineiro do café – Oligófagos alimentam-se de espécies vegetais de vários gêneros de uma mesma família • Ex.: pulgão das brássicas – Polífagos alimentam-se de espécies vegetais de diferentes famílias • Ex.: gafanhotos, lagartas de noctuídeos 8 Especialização em Insetos Fitófagos •Hospedeiros preferenciais •Partes da planta • Esquema mostra seção transversal de uma lâmina foliar • Insetos deste grupo são especializados em alimentar de tecidos específicos ou até mesmo um tipo de célula! Hemiptera é um dos Grupos de Insetos mais Especializados Legenda: Membracid = cigarrinhas Membracidae Cicada cercopid = Cigarrinhas de gramíneas (Cercopidae) Plant hopper = Cigarrinhas de dicotiledôneas (p.ex., cigarrinhas dos citros) 9 Mecanismos de Evolução da Interação Inseto-Planta • Longa relação evolutiva entre insetos (fitófagos) e plantas: – Coevolução: pressupõe reciprocidade, simultaneidade e especifidade – Coevolução difusa: critériosde especificidade e mesmo reciprocidade relaxados – Evolução paralela: simultânea, porém independentes •Ataque fitófago: – Mecanismos utilizados por herbívoros para explorar suas plantas hospedeiras – Pode acontecer: • Antes da ingestão (p.ex., bloqueando defesa hospedeira ou induzindo galhas) • Após a ingestão (p.ex., metabolização e sequestramento de metabólitos secundários) Ataque Fitófago 10 Ataque Fitófago •Estratégias de ataque fitófago – Menos agressivas • Prevalece em fitófagos oportunistas e mediante populações variáveis – Exemplos: escolha, adaptações morfológicas e fisiológicas – Mais agressivas • Prevalece em fitófagos furtivos, populações pequenas e invariáveis – Exemplo: manipulação hospedeira Estratégias Menos Agressivas • Mecanismos comportamentais – Escolhas de alimentação • Seletividade alimentar fitófagos de maior mobilidade e com acesso a dieta variada • Táticas de escolhas alimentares compensação de alimentação sub-ótima, suplementação alimentar, mistura de dietas – Escolhas de oviposição • Maximizar desempenho da progênie e da progenitora • Melhor proteção para à progênie contra inimigos naturais • Características fisiológicas e morfológicas de fitófagos – Enzimas – Sequestramento – Adaptações morfológicas – Simbiontes 11 Estratégias Mais Agressivas - (Manipulação da Planta) • Formação de galhas e indução de susceptibilidade – Galhas: estruturas de tecido vegetal controlados pelo fitófago • proteção contra inimigos naturais • alto conteúdo nutricional – Indução de susceptibilidade: dano fitófago pode melhorar planta como hospedeira manipulando-se sua ontogenia (p.ex., aceleração da senescência) • Entrincheiramento, ceifagem, fenação e jardinagem – Corte de dutos de exsudatos, de tricomas, armazenamento e cultivo de fungos que servem de alimento • Alimentação gregária – Aumenta a habilidade de explorar hospedeiro – Facilita localização de hospedeiro – Reduz risco de predação Componentes Fisiológico-Comportamentais do Inseto para Ataque a Hospedeiro • Localização do habitat do hospedeiro • Localização do hospedeiro • Reconhecimento do hospedeiro • Aceitação do hospedeiro • Adequabilidade hospedeira 12 •Físicos – Radiação refletida pelas plantas – Aspectos morfológicos da planta •Tipos de epiderme •Dimensão e formato dos órgãos •Disposição dos órgãos na planta Atributos de Plantas Importantes na Interação com Insetos •Químicos – Metabólitos primários – Metabólitos secundários (aleloquímicos) • Alomônios (emissor favorecido) – Substâncias antixenóticas » repelentes, estimulantes de locomoção, supressantes e deterrentes – Substâncias antibióticas » toxinas, fatores redutores de digestibilidade, análogos hormonais • Cairomônios (receptor favorecido) – Atraentes, arrestantes, excitantes ou estimulantes Atributos de Plantas Importantes na Interação com Insetos 13 Resumo da Ópera… Interação Inseto-Planta • Existe grande diversidade de plantas e insetos fitófagos • Longa relação evolutiva entre insetos (fitófagos) e plantas – Insetos evoluem estratégias para melhor explorar as plantas – Plantas evoluem estratégias de defesas (resistência) contra o ataque de insetos •Há uma tendência geral de especialização em insetos fitófagos – Partes e tecidos planta – Número de espécies de plantas que servem de alimento • Categorias fitófagas em relação ao espectro de hospedeiros: – Monófagos: se alimentam de um único gênero de planta – Oligófagos: se alimentam de diferentes gêneros da mesma família – Polífagos: se alimentam de diferentes famílias Obs: monófagos e oligófagos podem ser chamados de especialistas, enquanto polífagos são generalistas 14 Exemplo de adaptações em insetos para se alimentar em plantas com látex (adaptação a defesa de planta) Há vários outros exemplos de adaptações de insetos a defesas de plantas, sendo que os insetos que hoje são fitófagos bem sucedidos foram aqueles que evoluíram adaptações ao longo tempo para utilizarem plantas como alimento, apesar dos obstáculos impostos a esse estilo de vida Insetos Fitófagos x Agricultura Insetos que atualmente são pragas na agricultura são fitófagos bem adaptados às suas plantas hospedeiras, isto é, que conseguiram vencer os obstáculos de usá- las como alimento, e que frequentemente atingem elevados níveis populacionais por causa da alta abundância e susceptibilidade das plantas cultivadas Para reflexão: resistência de plantas a insetos fitófagos em ecossistemas naturais é mais ou menos frequente do que em agroecossistemas? Por quê? ENT 360 - Método Comportamental.pdf ENT 360 - Interação inseto-planta (Eliseu).pdf
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