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MUTUALISMOS: os casos da dispersão de sementes e da defesa
de plantas por animais
1. Mutualismo
- Definição
2. Proteção de plantas por formigas
- Vantagens
3. Dispersão de sementes por animais - Síndromes
- Vantagens
4. Eficácia de agentes dispersores
5. Estudos de caso de dispersão de sementes por animais
6. Breve introdução à prática formigas x embaúbas
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
1. MUTUALISMO
Mutualismo – interação reciprocamente benéfica entre duas ou mais espécies que
têm seu valor adaptativo aumentado. Pode ser obrigatório (quando a ausência de
uma espécie acarreta desaparecimento da outra) ou facultativo (neste caso,
também chamado de proto-cooperação).
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Alguns dos principais mutualismos entre animais e plantas
Vantagem para o animal Vantagem para a planta Interação
Adaptado de Howe e Westley (1988).
Néctar e/ou pólen - alimento para
insetos e vertebrados
Fertilização, especialmente com pólen de outras
plantas
Polinização
Alimento para vertebrados e
insetos que digerem a polpa/arilo
comestível
Fuga das sementes de predadores,
competidores ou patógenos próximos da planta-
mãe; disseminação p/a locais apropriados a
germinação e estabelecimento
Dispersão de
sementes
Alimento de nectários extraflorais
e corpúsculos alimentares; abrigo
As formigas matam ou afastam herbívoros;
controlam a incidência de trepadeiras e outras
plantas competidoras da hospedeira
Proteção de
plantas por
formigas
2. PROTEÇÃO DE PLANTAS POR FORMIGAS ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
• Algumas ervas, arbustos e árvores são
protegidas por formigas que patrulham suas
folhas, caules além de estruturas
reprodutivas, defendendo nectários
extraflorais ou corpúsculos alimentares
produzidos pela planta.
• As formigas podem apenas afastar
herbívoros, mas em certos casos também
podem se alimentar dos mesmos.
• Ocorrência nas plantas pode variar com
a ontogenia destas.
• Principalmente em florestas tropicais
e temperadas.
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Essas plantas intimamente associadas a formigas, chamadas mirmecófitas, podem ter
estruturas (domatia) que propiciam abrigo para as colônias de formigas
© Alex Wild
Acacia x Pseudomyrmex
As formigas podem proporcionar
maior crescimento de partes
vegetativas das plantas.
Ex.: Cecropia obtusifolia no Equador
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
VANTAGENS PARA PLANTAS
As formigas podem propiciar maior
produção de estruturas reprodutivas;
Ex.: Maieta guianensis
Plantas do mesmo gênero (Acacia) com e sem associação c/ formigas
apresentam diferentes níveis de compostos químicos em suas folhas
(Rehr et al. 1973).
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Defesas bioquímicas são fracas nas espécies com formigas, enquanto nas
spp. que não apresentam simbiose com formigas, são fortes.
Evidência de falta de defesa bioquímica em
plantas mirmecófitas
3. DISPERSÃO DE SEMENTES POR ANIMAIS
Anemocoria - dispersão pelo vento
Hidrocoria - dispersão pela água
Autocoria – expelida pela própria planta
Zoocoria – por animais • epizoocoria – semente c/aderência ao corpo do animal
• endozoocoria – animal ingere fruto e depois expele semente intacta
Principais tipos de dispersão
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
“Síndromes” de dispersão por animais ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Dispersão secundária e
“policoria”
Na maioria dos casos o processo
de dispersão de sementes é
efetuado primariamente por um
agente dispersor e
secundariamente por outro, em
alguns casos podendo envolver
mais agentes.
p.ex. Pinto (1998)
lobo/anta x lobeira – saúvas
© A
. D
anin
© J
. D
onnelli
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.C.M
otta
-Jr
Cores vivas: aves e primatas
Odores: demais mamíferos
Mirmecocoria
Elaiossomos em sementes
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(Beattie 1985)
Elaiossomos atraem as formigas pelo odor
Hipótese da “fuga de sementes” de Janzen-Connell
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos VANTAGENS DA DISPERSÃO POR ANIMAIS
Fonte: Godoy & Jordano (2001)
Evidência por análise de DNA do padrão de “Chuva de sementes” de Prunus mahaleb
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
© https://gobotany.newenglandwild.org
“Chuva de sementes” e sobrevivência de plântulas de Virola surinamensis
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Passagem pelo tubo digestivo dos animais pode aumentar velocidade e
porcentagem de germinação das sementes
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Orrock (2005)
Maior rapidez em germinar é importante pois:
• diminui chances de granívoros encontrarem as
sementes;
• evita morte de sementes intolerantes a ressecamento.
Fatores que afetam a eficácia da dispersão de
sementes (seg. Schupp 1993, 2010)
A eficácia de dispersão apresenta componentes tanto qualitativos
como quantitativos.
Qualitativamente:
1. a qualidade do tratamento dado às sementes na boca/bico e no
estômago/intestino;
2. a qualidade da deposição das sementes: local propício à
sobrevivência inicial/germinação e ao estabelecimento.
Quantitativamente:
1. o número de visitas à planta pelo agente dispersor;
2. o número de sementes removidas por visita.
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4. EFICÁCIA DE AGENTES DISPERSORES
Modelo de dispersão endozoocórica: determinantes na
Eficácia da Dispersão de Sementes (SDE)
Schupp (2010)
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Fonte: Wang & Smith (2002).
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Ciclo da dispersão de sementes no caso de zoocoria
5. ESTUDOS DE CASO EM DISPERSÃO DE SEMENTES POR ANIMAIS
Afrescos de ~2000
anos atrás, Roma.
1 e 2 decoração em
Columbarium;
3 a 5 detalhes de
paredes na casa de
Lívia.
© J.C. Motta-Jr
1
2 3
4 5
© J
. C
. M
ott
a-J
un
ior
Dispersão de sementes - Lobo-guará x lobeira
Testes de germinação de sementes da lobeira.
χ2 Controle Defecadas
ns 84 % 87 % Experimento 4 (n = 85 )
ns 71 % 68 % Experimento 3 (n = 100)
* 51 % 74 % Experimento 2 (n = 120)
* 43 % 68 % Experimento 1 (n = 100)
(*) p < 0,05 segundo teste qui-quadrado. Fonte: Motta-Junior & Martins (2002)
Lobos vivem 85% do tempo
em paisagens abertas, assim
defecam a maioria das
sementes nos campos e
cerrados abertos, adequados
ao esenvolvimento das
lobeiras.
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Virola surinamensis na América Central
Animais ineficazes como dispersores para uma planta podem ser eficazes
para outras e vice-versa.
© Smithsonian Tropical Research Institute
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Tityra semisfasciata mais
eficiente dispersor – visitas
curtas – consegue engolir
sementes pequenas.
Para Ramphastos swainsoni é
necessário permanecer muito
tempo na planta para se
satisfazer – ineficiente dispersor.
Casearia corymbosa e Tityra semisfasciata – Matas secas Costa Rica
80g
750g
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Dispersão de sementes por
formigas na Caatinga
Fonte: Leal (2003) e Leal et al. (2007)
Remoção do elaiossomo aumenta
porcentagem de germinação
Fonte: Leal (2003) e Leal et al. (2007)
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Mutualismos
Dispersão de sementes por
formigas na Caatinga
Fonte: Leal 2003 e Leal et al. 2007
Solo de formigueiro é mais
propício à germinação
e aumenta o crescimento da plântula
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Prática Formigas x embaubas
Prática sobre a relação entre formigas Azteca sp. X embaúbas (Cecropia pachystachya)
© J
. C. M
ott
a-J
unio
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Base de pecíolo de embaúba com corpúsculos de Müller.
24 plantas coletadas de 1,6 a 2m de altura no Triângulo Mineiro:
12 com formigas habitanto e 12 sem formigas
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Prática Formigas x embaubas
As formigas vivem no caule oco da embaúba e se aproveitam dos corpúsculos de Müller como alimento.
© J
. C. M
ott
a-J
unio
r
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Prática Formigas x embaubas
As formigas Azteca sp repelem ou até matam e consomem animais que se aventuram pelo caule e folhas das embaúbas.
© J
. C. M
ott
a-J
unio
r
DADOS A OBTER: No. Folhas / planta analisada No. total de folíolos em todas as folhas da planta analisada; No. folíolos com sinal de herbivoria em todas as folhas Razão do No. folíolos atacados/ No. total de folíolos para a planta analisada Maior raio foliar (cm)
Folha de embaúba herborizada
ECOLOGIA ANIMAL – BIE 315 – Prática Formigas x embaubas