VIII Curso de Verão em Entomologia
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VIII Curso de Verão em Entomologia
Universidade de São Paulo Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto Departamento de Biologia Pós-graduação em Entomologia 18 a 29 de Janeiro de 2010 Universidade de São Paulo - Ribeirão preto 1 VIII Curso de Verão em Entomologia 18 a 29 de Janeiro de 2010 Universidade de São Paulo - Ribeirão preto Os pós-graduandos do programa de Entomologia da Universidade de São Paulo – campus Ribeirão Preto têm realizado, nos últimos 7 anos, o Curso de Verão em Entomologia. Desde a sua primeira edição, em 2003, o curso tem sido voltado aos alunos de graduação de diferentes áreas das Ciências biológicas, agrárias e áreas afins. O número de alunos interessados aumenta a cada ano - provenientes de diferentes universidades estaduais, federais e particulares brasileiras - levando aos organizadores à necessidade de realizar uma seleção. Este ano, serão 30 vagas, a fim de garantir o aproveitamento de todos os mini-cursos. Em 2010, temos o orgulho de apresentar a 8ª edição do Curso de Verão em Entomologia. Tradicionalmente, contaremos com as palestras e mini cursos de diferentes pós-graduandos do programa e de vários pesquisadores externos convidados. Pelas sugestões de participantes das edições anteriores, nesta edição teremos mini-cursos com um maior conteúdo prático, e como uma novidade, teremos um espaço para a divulgação dos trabalhos dos alunos participantes em forma de painel. Objetivos O Curso de Verão em Entomologia tem como objetivos: aprofundar o conhecimento e a aprendizagem das diferentes linhas de pesquisas entomológicas aos alunos de graduação; complementar visões e estimular discussões, a troca de experiências, idéias e conhecimentos entre professores, pós-graduandos e graduandos, provenientes de diferentes instituições; promover o amadurecimento e a responsabilidade no planejamento e na organização de eventos de cunho científico aos alunos de pós-graduação. Os alunos de graduação receberão formação básica em entomologia visando a formação destes como entomólogos e sua preparação para a pesquisa e a pós-graduação. Durante o curso, os alunos conhecerão as diversas linhas de pesquisa em Entomologia, em especial aquelas desenvolvidas na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (USP). Além desta troca, espera-se a troca de informações e experiências entre alunos de diversas instituições e regiões do país. 2 Apoio 3 Comissão Organizadora Alunos do Programa de Pós-graduação em Entomologia da Universidade de São Paulo, campus Ribeirão Preto (FFCLRP). Presidente Aline Patrícia Turcatto Vice-presidente MSc. Luis Eduardo Maestrelli Bizzo Tesouraria MSc. Zioneth J. Garcia Galeano MSc. Lucas Silveira Lecci Secretaria MSc. Alessandra F. K. Santana Ana Luiza de Oliveira Nascimento MSc. Luis Carlos de Pinho 4 Programação VIII Curso de Verão Em Entomologia 18/jan 19/jan SEG 8h-9h 9h-10h 20/jan TER QUA MSc. MSc. Mauro Cristiano Prato ENTREGA DE Menezes Evolução da MATERIAL eussocialidade Por quê em estudar Hymenoptera abelhas? ABERTURA Prof.ª Dr.ª Zilá Dr.ª Yumi L. P. Simões Prof. Dr. Oki Linhas de Fernando Ecologia das pesquisa do Frieiro Interações Programa de Subsocialidade Inseto-planta e Pós-graduação em Insetos a conservação em Entomologia ambiental da USP Ribeirão Preto 21/jan 22/jan 23/jan QUI SEX SÁB Biol. Maria Cláudia G. Campos Competição em formigas Prof. Dr. Odair Fernandes e Dr.ª Tatiana Carneiro Controle Biológico: inovações e prática Coffee break 10:30h11:30h Prof. Dr. Fábio Sene Influência de Darwin sobre o pensamento evolutivo Prof. Dr. Profa, Dra Prof.ª Dr.ª Juliano José Maria José Mirian David Corbi de Oliveira Marques A utilização de Campos Contribuições insetos O processo do sistema aquáticos em de polinização temporal para atividades de em um a adaptação monitoramento contexto de das espécies ambiental de comunidade córregos ecológica. Almoço 14h16h Coffee break 16:3017:30 MSc. Renato S. Capellari e Biol. Danilo C. Amente Sistemática filogenética: princípios e abordagens Dr. Sidnei Mateus Biologia de vespas e abelhas eussociais MSc. Lívia Rodrigues Pinheiro & MSc. MSc. Tiago F. Simeão de Carrijo. Souza Biologia e Evolução Moraes de Cupins Lepidoptera: ecologia, conservação e métodos de coleta MSc. Rafaela L. Falaschi e MSc. Sarah S. Oliveira Aplicações do método MSc. Zioneth filogenético e MSc. Tiago F. J. G. Galeano da Carrijo. Morfometria Biogeografia Biologia e Evolução geométrica em da de Cupins entomologia conservação para o conhecimento da biodiversidade e políticas de conservação Sessão de pôster 5 8h-9h 9h-10h 25/jan 26/jan 27/jan 28/jan 29/jan SEG Prof. Dr. Rodrigo A. Santinelo Pereira Mutualismo como fonte de inovação evolutiva em insetos Prof. Dr. Dalton de Souza Amorim: Fósseis, biogeografia, filogenia e os Diptera (Insecta): 250 milhões de anos de evolução TER QUA QUI SEX MSc. Lucas Silveira Lecci Sistemática e Biologia de Plecoptera com ênfase na fauna brasileira MSc. Luis Carlos de Pinho Biologia e Sistemática de Chironomidae (Diptera) Prof. Dr. Cláudio José Von Zuben Entomologia Forense: principais desafios no Brasil MSc. Rodrigo MSc. Moysés Elias Feitosa Neto Divulgação Estratégias de científica na reprodução Entomologia em Formigas MSc. Ana MSc. Maria Juliana Luiza O. F. Caliman Nascimento Aspectos Nidificação de comportamentais e abelhas ecológicos dos solitárias em hidrocarbonetos ninhoscuticulares de insetos armadilha Coffee break Prof. Dr. Prof. Dr. Marco Del Fernando B. Lama Noll 10:30hGenética Dados 11:30h Ecológica de comportamentais Euglossini nas análises (Hymenoptera, filogenéticas Apidae) Almoço MSc. Rafaela L. Falaschi, 14hMSc. Fernando MSc. Sarah S. 16h Farache e Ma. Oliveira e Larissa Elias MSc. Renato Aspectos Soares Coffee evolutivos e Capellari break ecológicos do Discutindo mutualismo Coleta, Ficus-vespas do Curadoria e 16:30figo Impedimento 17:30 taxonômico na Entomologia Palestras Mini-cursos Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen O DNA na entomologia forense e no contexto legal Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen Biologia, ecologia e taxonomia de insetos de importância forense Dr. Ivan Akatsu Biologia e Estatística MSc. Luis Bizzo Zonas de hibridação: janelas no processo evolutivo Homenagem ao professor J M Camargo Biol. Aline P. Turcatto ENCERRAMENTO Biologia e (entrega de dietas certificados) artificiais para Apis mellifera Outras atividades 6 Índice Resumos das Palestras Linhas de pesquisa do Programa de Pós-graduação em Entomologia da USP Ribeirão Preto (Prof.ª Dr.ª Zilá Luz Paulino Simões) ............................................................................................................................... 1 Por quê estudar abelhas? (Biol. Cristiano Menezes) .................................................................................... 2 Subsocialidade em Insetos (Prof. Dr. Fernando Frieiro) ............................................................................... 4 Contribuições do Sistema Temporal para a Adaptação das Espécies (Prof.ª Dr.ª Mirian David Marques) .. 6 Evolução da Eussocialidade em Hymenoptera (Biol. Mauro Prato) ............................................................. 8 Ecologia das interações inseto-planta e a conservação ambiental (Dr.ª Yumi Oki) ................................... 10 A utilização de insetos aquáticos em atividades de monitoramento ambiental de córregos (Dr. Juliano José Corbi) .................................................................................................................................................. 12 Competição em formigas (Biol. Maria Cláudia G. Campos) ........................................................................ 13 Controle Biológico: Inovações E Prática (Prof. Dr. Odair A. Fernandes & Dr.ª Tatiana R. Carneiro) .......... 14 O processo de polinização em um contexto de comunidade ecológica (Prof.ª Dr.ª Maria José de Oliveira Campos) ...................................................................................................................................................... 16 Mutualismo como fonte de inovação evolutiva em insetos (Prof. Dr. Rodrigo Augusto Santinelo Pereira) .................................................................................................................................................................... 18 Fósseis, biogeografia, filogenia e os Diptera (Insecta): 250 milhões de anos de evolução (Prof. Dr. Dalton de Souza Amorim)........................................................................................................................... 19 Dados comportamentais nas análises filogenéticas (Prof. Dr. Fernando B. Noll) ...................................... 20 Sistemática e Biologia de Plecoptera, com ênfase na fauna brasileira (MSc. Lucas Silveira Lecci) ............ 21 Biologia e Sistemática de Chironomidae (Diptera) (MSc. Luis Carlos de Pinho) ........................................ 22 Genética Ecológica de Euglossini (Hymenoptera, Apidae) (Prof. Dr. Marco Del Lama) ............................. 23 Entomologia Forense: Principais Desafios no Brasil (Prof. Dr. Cláudio José Von Zuben) ........................... 25 O DNA na entomologia forense e no contexto legal (Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen) ................. 27 Estratégias de Reprodução em Formigas (MSc. Rodrigo Feitosa) .............................................................. 29 Nidificação de Abelhas Solitárias em ninhos-armadilha (MSc. Ana Luiza O. Nascimento) ........................ 31 Biologia e Estatística (Dr. Ivan Akatsu) ....................................................................................................... 32 Divulgação Científica na Entomologia (MSc. Moysés Elias Neto) ............................................................... 33 Aspectos comportamentais e ecológicos dos hidrocarbonetos cuticulares de insetos (MSc. Maria Juliana Ferreira Caliman) ............................................................................................................................ 34 Zonas de hibridação: janelas no processo evolutivo (MSc. Luis Bizzo) ...................................................... 36 7 Resumos dos Mini-Cursos Sistemática filogenética: princípios e abordagens (Danilo C. Ament & MSc. Renato S. Capellari) ............ 38 Biologia e dietas artificiais para Apis mellifera (Biol. Aline Patricia Turquatto) ......................................... 40 Morfometria geométrica em entomologia (MSc. Zioneth J. G. Galeano) .................................................. 42 Aplicações do Método Filogenético e da Biogeografia da Conservação para o conhecimento da biodiversidade e políticas de conservação (MSc. Rafaela L. Falaschi & MSc. Sarah S. Oliveira) ................ 44 Biologia e Evolução dos Cupins (MSc. Tiago F. Carrijo) .............................................................................. 48 Aspectos evolutivos e ecológicos do mutualismo Ficus-vespas do figo (MSc. Fernando Farache & MSc. Larissa Elias)................................................................................................................................................ 50 Discutindo Coleta, Curadoria e Impedimento taxonômico na Entomologia (MSc. Rafaela L. Falaschi, MSc. Sarah S. Oliveira & MSc. Renato Soares Capellari) ............................................................................ 52 Biologia, ecologia e taxonomia de insetos de importância forense (Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen)...................................................................................................................................................... 54 Biologia de vespas e abelhas eussociais (Dr. Sidnei Mateus) ..................................................................... 55 8 Linhas de pesquisa do Programa de Pós-graduação em Entomologia da USP Ribeirão Preto Prof.ª Dr.ª Zilá Luz Paulino Simões Coordenadora do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP e-mail: [email protected] A Pós-Graduação, como um Curso para formação de Mestres e Doutores, em sua forma atual, teve origem do esforço espontâneo de grupos de reconhecido saber ligados às principais Instituições do país. Hoje, é uma malha complexa e abrangente, regida por normas que organizam esta atividade acadêmica, relativamente jovem. À distância, somos capazes de enxergar os cursos em desenvolvimento nas instituições nacionais sem a necessidade de sair de nosso posto de trabalho. As informações, geradas pelos cursos, coletadas e mantidas pelos órgãos de fomento estaduais e federais são seguras, organizadas e categorizadas, e através delas, os cursos são avaliados. Ao atingir o grau de excelência intrínseco (5,0, atribuído pela CAPES) nosso curso está pronto para competir com seus similares, oferecidos pelas instituições nacionais. Para isto foi importante a coerência dos objetivos propostos, as linhas de pesquisa, o talento do corpo docente e a eficiência e prontidão do corpo discente. O Curso de Pós-Graduação em Entomologia da FFCLRP-USP se mantém fiel aos seus objetivos iniciais, ou seja, ao propósito acadêmico de formar profissionais atuantes e competitivos. Para isto mantém suas linhas de pesquisa: Biologia e Genética de abelhas e seus parasitas, Ecologia, Evolução e Taxonomia, Ecologia das interações Inseto-Planta e Controle Biológico, Manejo Integrado de Pragas e Radioentomologia, lideradas por especialistas mundialmente reconhecidos e caracterizados como os mais atuantes, produtivos e entusiastas do país. Através destes líderes em pesquisa e graças ao trabalho minucioso dos seus alunos, o Curso de Pós-Graduação em Entomologia vem se firmando como um Curso Internacional, recebendo e enviando alunos para Instituições de mesmos propósitos, no exterior. 1 Por quê estudar abelhas? Cristiano Menezes Doutorando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP e-mail: [email protected] O objetivo dessa palestra é mostrar aos alunos as principais possibilidades de trabalho com as abelhas, em pesquisa básica, em pesquisa aplicada e em trabalhos de educação e extensão. Existem cerca de 16.000 espécies de abelhas descritas no mundo, cerca de 1.500 no Brasil, com as mais variadas características comportamentais, morfológicas e ecológicas. Essa grande diversidade representa um material biológico muito rico e interessante para as pesquisas de biologia básica, como taxonomia, ecologia, comportamento, evolução, genética, entre outras. As abelhas possuem papel notável para manutenção dos ecossistemas por sua função polinizadora, são os principais agentes polinizadores no mundo, tanto para a vegetação natural, como para culturas agrícolas. Apesar de sua importância histórica para a humanidade pelos seus produtos, como mel, cera, própolis, a sua importância como agente polinizador pode serconsiderado o maior benefício promovido por esses insetos. O declínio da população de abelhas na maioria dos ecossistemas do mundo tem gerado grande preocupação, pois sem elas a reprodução de grande parte das plantas e manutenção desses ecossistemas estão comprometidas. Por essa razão, uma das linhas de pesquisa mais importantes e interessantes atualmente é o estudo das relações entre as abelhas e as plantas, tanto em populações naturais como em culturas agrícolas. De forma complementar, o manejo das abelhas, para utilização na agricultura ou para fins conservacionistas, se tornou uma linha de pesquisa importante, pois o conhecimento atual sobre manejo de abelhas é restrito a poucas espécies. Essas linhas de pesquisa concentram-se nas abelhas sociais (Bombini, Apini e Meliponini), mas têm se expandido bastante para as abelhas solitárias (Xylocopini, Centridini, Halictini e muitas outras). Uma outra linha de pesquisa importante é sobre as doenças de abelhas e consequências de pesticidas e herbicidas nas populações de abelhas, tanto manejadas, como naturais. Em virtude do grande número de morte de colônias de abelhas melíferas nos últimos anos e do declínio dos polinizadores no mundo, essa linha de pesquisa ganhou muita importância recentemente. As linhas de pesquisa visando a produção de mel e de outros produtos, como pólen, própolis, cera, geléia real, continuam tendo importância muito grande. O foco, contudo, tem sido na aplicação desses produtos na saúde humana, com perspectivas muito otimistas. Um grupo de abelhas que tem recebido bastante atenção é odas abelhas sem ferrão (Meliponini), cuja distribuição geográfica é restrita às áreas tropicais e subtropicais do planeta e a maior diversidade concentra-se no Brasil, com cerca de 200 espécies descritas. Podem ser manejadas em caixas racionais para produção de mel e de outros produtos, cujas características são bastante peculiares e valorizadas, 2 e também para polinização. São uma interessante alternativa de desenvolvimento sustentável, pois permitem a geração de renda e promovem a preservação ambiental. No campo da educação,essas abelhas também têm tido papel de destaque. Atualmente as escolas de ensino fundamental estão investindo bastante na área de educação ambiental, que são atividades visando formar cidadãos mais conscientes sobre os problemas ambientais. Algumas iniciativas estão utilizando as abelhas sem ferrão como material didático e os resultados são muito promissores. Elas são abelhas inofensivas e chamam bastante atenção das crianças, permitindo trabalhar de forma muito eficiente os conceitos envolvidos na educação ambiental. Por tudo isso, as abelhas representam um dos poucos grupos de seres vivos que permitem linhas de pesquisa e de trabalho tão amplas, desde as pesquisas mais básicas até as pesquisas mais aplicadas, incluindo áreas de educação e extensão. Elas podem ser um interessante objeto de trabalho para praticamente todas as subáreas da Biologia, inclusive podendo integrá-las em diversas circunstâncias. 3 Subsocialidade em Insetos Prof. Dr. Fernando Frieiro Centro Universitário de Lavras, Departamento de Biologia e-mail: [email protected] O comportamento dos outros animais sempre foi objeto de grandes preocupações por parte do homem, seja quando necessitava deste conhecimento para sobreviver, seja fazendo comparações visando maior entendimento de suas próprias atitudes. Dentre os padrões de comportamento muito estudados pelo homem, sobressaem-se aqueles referentes aos animais sociais. Especial destaque é dado aos estudos realizados com os insetos Eusociais (abelhas, formigas, vespas e cupins). Várias espécies de insetos, porém, apresentam padrões comportamentais que poderiam levar um observador menos informado a classificá-las como sociais. Na verdade não o são. Um exame mais acurado demonstra que o comportamento exibido por essas espécies não se harmoniza com os conceitos que definem os organismos sociais propriamente ditos (Eusociais). Como apresentam ações que sugerem um nível inicial de sociabilidade foram definidos como Subsociais. Os estudos destas espécies são de imensa importância para a compreensão da Eusocialidade, em especial, de como ocorreu a evolução deste comportamento. Os insetos são considerados subsociais quando um ou ambos os pais permanecem em contato com os imaturos após a oviposição. Este comportamento é materializado no conceito do cuidado parental, ou seja, conjunto de unidades comportamentais, de um ou ambos os pais, que concorre para evitar ou minimizar a atuação de fatores bióticos ou abióticos adversos à sobrevivência dos imaturos da progênie sob seus cuidados. Na execução de tal atividade reduz-se a capacidade do organismo em investir em outras proles. O resultado obtido é traduzido por maior eficiência na exploração do recurso disponível. Em conseqüência obterá maior sucesso reprodutivo, uma vez que esta última característica é dada em função da fecundidade e sobrevivência de cada indivíduo, estando relacionada com o tamanho da prole e com a capacidade de retirar o máximo benefício da exploração dos recursos do ambiente. Este comportamento compõe, juntamente com outros modos de auxílio entre organismos inter-relacionados, um dos três maiores motivos que determinam a organização social. Os outros dois seriam o comportamento agonístico e o comportamento sexual. Insetos subsociais vêm sendo, a longo tempo, objeto de estudos. Pesquisas datadas dos séculos XVIII e XIX demonstraram subsocialidade em espécies das famílias Membracidae (Hemiptera: Homoptera) e Pentatomidae (Hemiptera: Heteroptera). Analisando-se os trabalhos publicados sobre o tema observa-se que os insetos subsociais são encontrados em nove ordens diferentes: Dictyoptera, Embioptera, Orthoptera, Dermaptera, Thysanoptera, Hemiptera, Coleoptera, Diptera e Hymenoptera. A partir da constatação de que este padrão comportamental aparece em várias ordens diferentes conclui-se, como o faz a totalidade dos autores que abordam este fenômeno sob o ponto de vista evolutivo, que esta característica evoluiu, independentemente, várias vezes em diversas classes de artrópodes, e entre e 4 dentro das diversas ordens da classe. Portanto, trata-se de um claro exemplo de evolução convergente. O aparecimento do cuidado parental em diferentes ordens e, mesmo em vários outros grupos de artrópodes, é interpretado como uma forma da espécie se adaptar a um ambiente extremamente competitivo, de difícil exploração. Vários fatores ambientais são considerados importantes forças seletivas no direcionamento da evolução no sentido do cuidado parental. Este padrão comportamental evoluiu em espécies K-selecionadas que exploram ou um habitat excepcionalmente favorável (o que é muito raro, porque é de grande atratividade a uma imensa gama de espécies, ocasionando intensa competição tanto intra como interespecífica), ou um habitat de difícil sobrevivência, o que provoca várias atitudes de defesa para assegurar a perpetuação da espécie. Dentre as diversas subfamílias em que se divide a família Chrysomelidae, apenas em Cassidinae existem algumas poucas espécies descritas como subsociais Poucas são as pesquisas que têm como objetivo o estudo da subsocialidade nestes insetos. Todos eles referem-se a organismos das tribos Stolaini e Eugenysini. 5 Contribuições do Sistema Temporal para a Adaptação das Espécies Prof.ª Dr.ª Mirian David Marques Professora do Museu de Zoologia da USP e-mail: [email protected] Diversos mecanismos cronobiológicos são responsáveis pela adaptação temporal de uma espécie. As estratégias temporais adotadas pelos insetos são detectadas na sua atividade, na maioria dos seus processos fisiológicos, e em eventos ligados à reprodução, à coleta de alimento e a fenômenos sazonais. A expressão destes processos é garantida pelo sistema temporal e ritmos biológicos estão presentes em todas as espécies, mesmo naquelas que vivem em ambientes aparentemente estáveis, como cavernas. A maioria destes ambientes mostra ciclos ambientais de pequena amplitude, mas suficiente para serem percebidos pelas espécies que neles habitam. O sistema temporal é responsável pela geração de ritmos endógenos e pela sincronização do indivíduo com os ciclos ambientais. Ritmos de diversas frequências são gerados: lentos, como os ciclos de reprodução, ou rápidos, como aqueles de disparo de neurônios, sendo os ritmos diários, sincronizados pelo ciclo dia/noite, aqueles mais evidentes e melhor compreendidos. Estes ritmos são gerados por osciladores moleculares, auto-sustentados, presentes em praticamente todos os tipos de células. O oscilador molecular consiste de uma série de alças de retro-alimentação negativa que regulam a expressão de genes temporais específicos, como period e timeless, além de eventos pós-tradução que ajustam a dinâmica do ciclo. Nos insetos, encontram-se osciladores celulares: no tegumento, nos tubos de Malpighi e nos testículos. Conjuntos de especiais de neurônios, que expressam genes temporais estão presentes no protocérebro e lobos ópticos, onde estabelecem um oscilador central. Oscilador central funciona como coordenador da expressão dos osciladores periféricos. O ritmo de atividade de uma espécie é a resultante final da expressão dos diversos osciladores presentes no organismo. O procedimento clássico – e único – para detectar a endogenicidade de um ritmo consiste em colocar o indivíduo em condições ambientais constantes e o ritmo é considerado endógeno se o indivíduo mantiver padrão rítmico de atividade nessas condições ambientais. O período do ritmo endógeno nunca é igual a 24 horas, mas muito próximo a esse valor; daí a denominação “circadiano”. O ajuste do período do ritmo circadiano para 24 horas exatas acontece por um mecanismo especial de sincronização, conhecido como “arrastamento” e então o ritmo denomina-se “diário”. Em condições naturais, a precisão do relógio biológico é garantida, mesmo sob variações acentuadas de temperatura, porque o período do ritmo endógeno é compensado à temperatura. As propriedades do sistema temporal: endogenicidade, arrastamento e compensação do período a variações de temperatura, constituem a base do ajuste temporal da espécie. Elas garantem a expressão e a precisão de diversos comportamentos dos insetos, como a orientação pelo Sol, a memória temporal, a ocorrência de diapausa, de revoadas, de migração, etc. A orientação pelo Sol compensada no tempo é 6 a propriedade que permite ao inseto localizar a fonte de alimento ou a entrada do ninho, ainda que decorra um longo intervalo de tempo durante o qual muda a referência solar empregada para sua localização. A memória temporal confere às abelhas a possibilidade de visitar diferentes fontes de alimento em horas diferentes do dia, retornando a uma determinada flor no momento em que os recursos disponíveis são os mais adequados para a colônia. Medições fotoperiódicas são a base das estratégias sazonais traduzidas pela adoção de estratégias tão diversas quanto migração e diapausa, e que garantem a sobrevivência da espécie durante a estação desfavorável. A adaptação temporal tem importância perfeitamente equivalente àquela da adaptação morfológica e funcional de uma espécie. As características dos relógios biológicos fazem com que eventos fisiológicos e comportamentais sejam expressos no momento em que o ambiente apresenta as condições mais favoráveis, além de permitirem que o indivíduo esteja antecipadamente preparado para o evento ambiental cíclico. 7 Evolução da Eussocialidade em Hymenoptera Biol. Mauro Prato Mestrando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] Começo com uma pergunta comum entre estudantes que ingressam nas investigações científicas e anseiam por enxergar utilidade naquilo que fazem. Todos os trabalhos são úteis, mas alguns são mais e outros menos aplicados, todavia, não deve haver uma gradação de importância entre ciência básica e aplicada, pois ambas estão intrinsecamente ligadas. Mas a pergunta é: Por que estudar insetos sociais? Então exponho a seguir alguns dados que talvez intriguem o leitor. As formigas cortadeiras (Atta ssp.) são os principais herbívoros nos Neotrópicos, os cupins revolvem o solo tanto ou mais que as minhocas em muitas regiões. A dominância numérica de insetos sociais pode ser surpreendente: no Japão, uma supercolônia de Formica yessensis foi estimada em 306 milhões de operárias e mais de um milhão de rainhas dispersas sobre 2,7 km2 em 45.000 ninhos interconectados. O valor estimado das abelhas na produção comercial de mel, assim como na polinização da agricultura e horticultura, gira em torno de centenas de milhões de dólares por ano somente nos Estados Unidos. Os insetos sociais certamente afetam nossa vida. Depois de intrigado, espero que o leitor queira saber um pouco mais sobre este assunto. Insetos eusociais possuem divisão de trabalho e divisão de castas, compreendendo um grupo reprodutivo de uma ou mais rainhas, ajudadas pelas operárias (indivíduos estéreis que cuidam das reprodutoras) e, em cupins e em muitas formigas, um grupo adicional de soldados para defesa. Pode existir uma divisão em subcastas que desempenham tarefas específicas. Em Hymenoptera eusociais, onde a determinação do sexo é haplodiplóide, as rainhas “escolhem” os sexos de seus filhos. A liberação dos espermatozóides guardados na espermateca fertiliza ovos haplóides, os quais originam fêmeas diplóides, enquanto ovos não fertilizados originam machos. Os machos não formam castas e podem ser raros e viver pouco. Em cupins (Isoptera), machos e fêmeas podem ser igualmente representados numericamente, com ambos os sexos contribuindo para a casta operária. Um único cupim macho, o rei, pode permanentemente se ligar à rainha. Indivíduos dentro uma casta (ou subcasta) freqüentemente diferem comportamentalmente (polietismo de casta), ou o indivíduo desempenha diferentes tarefas em tempos diferentes da sua vida (polietismo etário), ou ainda, indivíduos dentro de uma casta especializam-se em certas tarefas durante suas vidas. O termo eusocial é conferido aos animais que compartilham três características: sobreposição de gerações em um mesmo ninho, cuidado cooperativo com a prole e uma divisão reprodutiva de trabalho. Como exemplo, podem ser citados todas as formigas e cupins, muitas abelhas e vespas, e o ratotoupeira-pelado (Heterocephalus glaber), um roedor africano. Dentro de Insecta a eusocialidade 8 aparece em pelo menos cinco ordens diferentes, mas nenhum fato chama mais a atenção do que os 11 surgimentos independentes de eusocialidade dentro da ordem Hymenoptera. Por que isso ocorreu? As perguntas do tipo “Por quê?” são sempre as mais difíceis de serem respondidas pois evocam fatores históricos e evolutivos responsáveis por todos os aspectos dos organismos vivos que existem ou existiram, ou seja, a busca das causas últimas. Sob este ponto de vista, o objetivo desta palestra é trilhar um pouco da árvore evolutiva dos Hymenoptera, buscando pistas sejam elas morfológicas, fisiológicas, genéticas ou comportamentais, que possam ajudar na formulação de algumas hipóteses de caminhos evolutivos da eusocialidade dentro deste grupo. Abordaremos questões sobre a classificação dos diferentes graus de socialidade existentes e os parâmetros que regem esta classificação, discutiremos o sistema haplodiplóide de determinação do sexo e suas implicações genético-evolutivas, teoria da seleção de grupo e de parentesco, assim como dos belíssimos e intrigantes mecanismos de determinação de castas existentes entre formigas, abelhas e vespas. 9 Ecologia das interações inseto-planta e a conservação ambiental Dr.ª Yumi Oki Pós-doutoranda no Instituto de Ciências Biológicas, Depto. de Biologia Geral na UFMG. e-mail: [email protected] Os ecossistemas são considerados “sistemas únicos da natureza” e conseqüentemente os seus problemas são geralmente particulares. A manutenção do equilíbrio e da diversidade de cada ecossistema está diretamente relacionada com os seus processos biológicos, geológicos e químicos. Tais processos como a ciclagem de nutrientes e a regulação do clima são amplamente reconhecidas. Outros são menos conhecidos, embora igualmente importantes, como os processos biológicos resultantes das interações entre as espécies de populações distintas. É provável que a baixa “valoração” que é dada as interações seja devida porque ainda hoje há um limitado conhecimento sobre o grau de interferência das interações entre as espécies e o meio ambiente em todo o ecossistema. Uma questão central em ecologia e conservação está no grau em que quais populações estão limitadas por forças bottom-up versus top-down. Alguns estudos têm demonstrado que os processos top-down em sistemas terrestres afetam substancialmente a demografia e a composição de espécies. No entanto, fatores abióticos, como eventos de catástrofes naturais, são importantes no direcionamento das comunidades. As variações na composição e estrutura da comunidade vegetal afetam fortemente os organismos relacionados, tais como os insetos e muitos artrópodes. Durante o processo de sucessão se observa uma alteração na composição vegetal acompanhada de uma modificação da diversidade da fauna associada. Em florestas tropicais, em geral, nos estágios tardios, há um aumento no número de árvores de dossel e o sub-bosque aumenta, bem como o número de espécies raras, enquanto que o número de lianas e arbustos diminui. Geralmente a diversidade vegetal aumenta conforme a sucessão ecológica, no entanto em alguns estudos observou-se uma maior riqueza vegetal nos estágios intermediários. As respostas numéricas e quantitativas de herbívoros, polinizadores, e mesmo de inquilinos, demonstram serem paralelas a respostas da comunidade vegetal, uma vez que apresentam uma interação mais restrita e sincronizada com as suas plantas hospedeiras. Algumas dessas interações envolvem a sobrevivência e a perpetuação de algumas espécies. A ausência de polinização por animais em algumas espécies vegetais, por exemplo, pode levar a extinção da espécie. Há vastos exemplos de relações especialistas entre plantas e animais em que ausência de um dos componentes dessa interação pode causar uma extinção de ambos os grupos. A natureza ecológica e evolutiva de interações planta-animal (insetos, principalmente) e uma revisão de evidências de que eles estão cada vez mais ameaçados pelas atividades humanas serão apresentadas. 10 Atualmente, com o aumento do interesse internacional sobre biodiversidade e a conservação, há uma crescente preocupação da manutenção de algumas interações ecológicas a fim de conservar algumas espécies vegetais e animais alvos e habitats designados como importantes sobre o ponto vista social. Por outro, lado, para controlar a expansão de algumas espécies exóticas, tanto espécies vegetais como animais, os conhecimentos dessas interações também sidos requeridos. 11 A utilização de insetos aquáticos em atividades de monitoramento ambiental de córregos Dr. Juliano José Corbi Pós-doutorando do Depto. De Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] Os insetos aquáticos, como parte integrante da biota de um corpo de água e apresentando características específicas que as tornam boas indicadoras ambientais, podem fornecer um quadro fiel da qualidade ambiental dessas áreas. A utilização de insetos aquáticos em atividades de monitoramento ambiental de córregos tem se destacado nos últimos anos, sendo inclusive utilizados em atividades de monitoramento por companhias ambientais com a CETESB. Esses animais podem ser utilizados como bioindicadores da presença de metais e pesticidas em córregos localizados em áreas com atividade agrícolas especialmente em área com cultivo de cana-de-açúcar. Algumas famílias de insetos aquáticos, como Libellulidae e Belostomatidae, devido a facilidade de coleta e a grande biomassa encontrada em ambientes aquáticos podem servir como excelentes ferramentas no diagnóstico e monitoramento desses locais. Algumas espécies de insetos como Chironomus xanthus, devido ao grande conhecimento sobre a sua biologia e detalhamento do seu ciclo de vida, também tem sido utilizadas com grande sucesso em estudos de toxicidade (aguda e crônica) do sedimento e da água de córregos. Com base nessas informações, este trabalho visa apresentar a utilização de insetos aquáticos como ferramenta para atividades de avaliação e monitoramento de impactos ambientais em córregos. 12 Competição em formigas Biol. Maria Cláudia G. Campos Depto. de Biologia, FCLRP-USP e-mail: [email protected] O enorme sucesso das formigas é devido em grande parte do seu elaborado comportamento social. A vida em sociedade favorece a luta pela sobrevivência, torna mais fácil a busca por alimento, aumenta as oportunidades de defesa contra predadores e competidores, facilita o cuidado com a cria e a construção de ninhos. As estratégias alimentares usadas pelas formigas e a grande diversidade ecológica deste grupo, não impedem que várias espécies de usem os mesmos alimentos, no mesmo local. Se essas fontes são fatores limitantes para o desenvolvimento da colônia, ocorre a condição necessária para competição. As formigas são vistas como formidáveis competidores, devido ao fato de possuírem uma grande flexibilidade (bons dispersores, grande taxa reprodutiva, capacidade de fragmentação de colônias, poliginia, esterilidade das forrageadoras, grande nicho e defesa efetiva de predadores), alcançar grandes densidades, e porque elas são eficientes exploradores de recursos alimentares. Uma espécie é considerada dominante se ela inicia um ataque ou se sua presença induz um comportamento de evitação em um indivíduo de outra espécie. Existem tradicionalmente dois tipos de competição, por interferência que é a habilidade de uma espécie de privar as outras espécies dos recursos diretamente por agressão ou indiretamente por outros meios com territorialidade, e por exploração que é geralmente definida como a habilidade de uma espécie para encontrar e usar potencialmente recursos limitantes para a sua sobrevivência, privando deste modo outras espécies destes recursos. Os comportamentos de competição por interferência, em geral, podem ser divididos em: 1. Comportamentos agressivos: Bote, perseguição, mordida, ferroada, inclinação ou curvatura do gáster, abertura de mandíbulas, ataque recíproco, borrifação de substâncias. 2. Comportamentos de defesa: Fuga, espasmos, escape, evitação, descaso. 3. Comportamento neutro: Antenação 4. Comportamentos de alarme: Batidas de antenas, tentativa de trofalaxia, posicionamento de pupa. 13 Controle Biológico: Inovações E Prática Prof. Dr. Odair A. Fernandes & Dr.ª Tatiana R. Carneiro Depto. de Fitossanidade, UNESP-Jaboticabal e-mail: [email protected] Com o surgimento de populações de insetos-praga resistentes a diversos defensivos químicos, os produtores voltaram-se para os métodos alternativos de controle que, se utilizados corretamente, podem manter a população da praga em níveis satisfatórios, ou seja, em níveis abaixo daqueles que causariam danos econômicos. Dentre estes métodos encontra-se o controle biológico, que pode ser adotado dentro de um contexto de Manejo Integrado de Pragas (MIP), que considera aspectos ecológicos, econômicos, toxicológicos e sociais para a tomada de decisão de controle. Existem diferentes tipos de controle biológico: natural, aplicado e clássico. No controle biológico natural são conservados os inimigos naturais já existentes em um agroecossistema. Para isso, recomenda-se que se preservem os locais de refúgio e as fontes de alimento destes inimigos naturais, além da utilização de inseticidas seletivos. A ação deste controle é efetiva em muitas culturas, sendo responsável pelo equilíbrio das populações de insetos-fitófagos. Algumas das vantagens do controle biológico natural estão no fato de o mesmo não provocar desequilíbrios, ser específico e mais permanente. No entanto, quando o inseto praga não é originário do país, sendo introduzido de outra região, geralmente, se faz necessária a introdução de seu inimigo natural, vindo do mesmo local de origem da praga. Logo, nestes casos, o controle biológico clássico é mais eficiente. Já o controle biológico aplicado consiste na introdução e manipulação de inimigos naturais criados artificialmente em laboratório para o controle de pragas. Este método se baseia em liberações de agentes de controle biológico (predadores, parasitóides e entomopatógenos) que atuem significativamente na regulação das populações dos insetos-praga, mantendo-os abaixo do nível de dano econômico. Visto que os insetos-praga ocasionam perdas na produção que culminam em grandes prejuízos aos agricultores, faz-se necessário reduzir a perda das culturas com novas estratégias, que visem controlar as pragas de maneira efetiva. Dentre estas medidas o controle biológico aparece como uma alternativa, pois tem como vantagens a não intoxicação de seres humanos e animais por produtos químicos, a não poluição e degradação de áreas agrícolas e, portanto, a preservação da saúde pública e ambiental. Cabe lembrar que as relações que envolvem a entomofauna existente no agroecossistema devem ser consideradas e os mecanismos de interação entre os insetos utilizados de forma inteligente para que seja atingido o objetivo de controle da praga respeitando sua biologia e o meio ambiente, pois na concepção do Manejo Integrado a meta não é simplesmente aniquilar a praga, mas reduzi-la a um limite compatível com a produção econômica da cultura. 14 Logo, estudos visando a biologia dos insetos, sua dinâmica populacional no campo, as causas de sua mortalidade e qual o seu comportamento em diferentes épocas de plantio se fazem necessários. Além disso, a conscientização de técnicos e agricultores sobre o uso correto e racional dos inseticidas e a respeito da identificação e importância dos agentes de controle biológico da praga podem contribuir para o manejo integrado de pragas no Brasil. 15 O processo de polinização em um contexto de comunidade ecológica Prof.ª Dr.ª Maria José de Oliveira Campos Instituto de Biociências, Departamento de Ecologia, UNESP-Rio Claro e-mail: [email protected] A polinização, enquanto processo biológico envolve a transferência de pólen das anteras para a superfície de um estigma receptivo, transferência essa mediada por diferentes agentes bióticos e abióticos, que, embora possa revestir-se de estratégias sofisticadas, de um modo geral acontece de forma bastante simples. Quando a escala de tratamento do processo de polinização é ampliada de pares de espécies para a comunidade ecológica, no entanto, o que se observa é a formação de uma rede de interações que abriga relações generalistas em sua maioria, mas que é pontuada por relações altamente especializadas. Em função da predominância de relações generalistas ou especialistas, as redes podem ter alcances variados sobre o funcionamento do sistema como um todo. As abelhas se constituem em um dos principais grupos de polinizadores, tanto pela grande diversidade de espécies e de hábitos alimentares como pela abundância, quando se considera espécies sociais. Isso, em um primeiro olhar, pode sugerir que os sistemas de polinização envolvendo abelhas como agentes de transferência de pólen são relativamente resistentes frente a perturbações que possam levar ao desaparecimento de espécies locais. No entanto, a grande maioria das espécies de abelhas polinizadoras é solitária. Abelhas solitárias constituem em geral populações naturalmente pequenas, o que confere ao sistema baixa resiliência e, dado que nessas espécies a fêmea poedeira é a mesma que constrói e aprovisiona os ninhos, estando exposta a todos os fatores de risco a que se submetem operárias de espécies sociais, o sistema é também pouco resistente. A preocupação com o desaparecimento de várias espécies de abelhas dos campos de cultivo disseminou-se mundialmente em tempos recentes. A preocupação com a possibilidade de quebras significativas da produção agrícola é grande diante da demanda crescente por alimento e da constatação de que a quase totalidade das áreas agriculturáveis do globo já abriga algum tipo de produção. Ao mesmo tempo em que se reconhece a necessidade de conservar as abelhas e seus habitats, constatam-se lacunas importantes no conhecimento da biologia e da ecologia da maioria das espécies, conhecimentos estes fundamentais para subsidiar planos de manejo e conservação. Nesse aspecto há perguntas sobre as quais pouco se sabe, como, por exemplo, o tempo necessário para que se possa perceber, a partir de um processo de degradação ambiental, a perda de diversidade funcional entre as abelhas, mais que a perda de espécies em particular. Igualmente importante é a previsão da seqüência na perda de espécies e o efeito somatório da perda de um grupo sobre outro, além da amplificação dos problemas quando tratamos de redes de interações mutualísticas. A conservação da diversidade biológica depende, em grande parte, do desenvolvimento de pesquisas que permitam a identificação de fatores que possam representar riscos de perda dessa diversidade e os padrões de distribuição desses riscos em diferentes escalas; que permitam a quantificação das mudanças 16 observadas nas comunidades que possam ser atribuídas a esses fatores e que permitam ainda a proposição de soluções que possam ser testadas e reformuladas. Muito do sucesso dos programas de conservação depende da capacidade de tradução dos resultados dessas pesquisas em práticas de conservação. A compreensão do processo de polinização, o reconhecimento da importância desse processo para a manutenção do funcionamento dos sistemas, a identificação do grau de dependência dos sistemas agrícolas de uma fauna diversificada de polinizadores, a identificação dos fatores de risco a que essa fauna está exposta, e a identificação das escalas espaciais e temporais nas quais esses fatores atuam são fundamentais para a elaboração de políticas públicas que visem a conservação de polinizadores. 17 Mutualismo como fonte de inovação evolutiva em insetos Prof. Dr. Rodrigo Augusto Santinelo Pereira Depto. de Biologia, FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] Mutualismo é definido como uma interação ecológica benéfica para ambas entidades envolvidas. Mas um ponto não fica claro nessa definição – benéfica para quem? Para as espécies ou para os indivíduos? Toda teoria corrente aborda o mutualismo do ponto de vista da seleção individual, aplicando, principalmente, modelos da Teoria dos Jogos para explicar a evolução do mutualismo. Assim, as interações mutualisticas são, frequentemente, interpretadas como uma exploração mútua que resulta em balanço positivo para as espécies envolvidas. No entanto, existem vários exemplos na natureza em que a interação é benéfica para a espécie, mas prejudicial para os indivíduos – como a polinização por “engodo” realizada por alguns grupos de vespas. Desta forma, fica evidente que a abordagem de seleção individual não explica adequadamente as interações mutualisticas. Nessa palestra apresento uma nova abordagem, na qual uma interação é mutualistica se, e somente se, abrir novas oportunidades ecológicas. Os insetos são repletos de casos onde a interação com outras espécies gerou inovações evolutivas que permitiram a ocupação de novos nichos. Como exemplos pode-se citar cupins, baratas e formigas cortadeiras que cultivam micro-organismos em seus tratos digestivos ou seus ninhos. Essa interação ampliou a capacidade digestiva dos insetos, permitindo a utilização de alimentos indigestos. Outro exemplo é o mutualismo entre hemípteros e bactérias que convertem aminoácidos não-essenciais da seiva das plantas em aminoácidos essenciais. Algumas plantas fornecem abrigo (domácias) e alimento (nectários extraflorais e corpúsculos nutritivos) para formigas, que, por sua vez, protegem a planta contra herbívoros. Essa interação permitiu a ocupação de ambientes dinâmicos, como as florestas tropicais. Outros exemplos são citados na palestra, incluindo uma grande diversidade de grupos taxonômicos e biologias. No entanto, todos tem em comum a emergência de inovações que permitiram a ocupação de novos nichos e, consequentemente, a radiação desses grupos. 18 Fósseis, biogeografia, filogenia e os Diptera (Insecta): 250 milhões de anos de evolução Prof. Dr. Dalton de Souza Amorim Depto. Biologia, FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] Quanto tempo leva para uma única espécie ancestral transformar-se em um grupo megadiverso? Os fósseis mais antigos de Diptera conhecidos são do Triássico, da França, mas os fósseis de Mecoptera (grupo irmão de Diptera) do Permiano (entre 290 e 250 milhões de anos atrás) tornam evidente que ao menos o grupo estemático de Diptera já existia no final do Paleozóico. Se aceitarmos os fósseis do Jurássico superior como evidência paleontológica aceitável da presença de grupos na Pangea, então se pode inferir que os grandes clados de Diptera até um pouco antes da base de Schizophora evoluíram antes da separação entre Laurasia e Gondwana. Ou seja, esses grupos têm subgrupos com disjunção intercontinental devido à vicariância provocada pela divisão da Pangea. Esses grandes clados, no entanto, têm muitos subclados, de modo que ainda há um grande caminho pela frente para saber quantos e quais dos subclados disjuntos dos grupos maiores de Diptera —Tipulomorpha, Bibionomorpha, Culicomorpha, Psychodomorpha, Stratiomyomorpha, Tabanomorpha, Nemestrinoidea, Asiloidea, Empidoidea, Platypezoidea—, já estavam na Pangea, no início do Jurássico, quando ela se dividiu. A reconstituição da história biogeográfica ampla de um grupo, na verdade, permitiria fazer uma reconstituição paralela de ao menos uma parte da diversidade biológica da época utilizando outras ferramentas que não apenas a presença nos registros fossilíferos conhecidos. Uma outra questão é que todos os casos de distribuição disjunta de subgrupos de Schizophora entre continentes nos dois hemisférios precisam, nesse contexto, ser explicados necessariamente ao menos parcialmente por dispersão. Isso envolve uma grande quantidade de famílias de Diptera, em especial de Acalyptratae. É possível que o esfriamento dos polos a partir da segunda metade do Cenozóico tenha sido responsável pela extinção em massa de fauna de ambientes tropicais em áreas que correspondiam originalmente à Laurásia no hemisfério norte. Fósseis do âmbar Báltico, do Eoceno, e de outras localidades atualmente temperadas no Canadá e em outras áreas parecem corroborar essa interpretação. Os padrões de distribuição “transtropicais” desses grupos, dessa maneira, poderiam ser falsos padrões gondwânicos, originalmente formados devido à dispersão entre América do Norte e América do Sul, entre a Europa e a África ao sul do Saara e entre a Ásia e áreas gondwânicas da região Oriental. Essa conclusão precisa ser testada com alguma técnica de inferência de idade de clados. Dada a limitação das amostragens de fósseis e da limitação de que fósseis indicam apenas a idade mínima de seus clados correspondentes, a solução é o uso de relógios moleculares —mas cuja calibração ainda é fortemente afetada pelo uso de fósseis e, portanto, por relógios “acelerados”, resultando em subestimativas da idade de grupos estudados. A articulação entre filogenia, biogeografia, análises moleculares e paleontologia, na verdade, será capaz de responder várias dessas questões complexas para as quais as respostas ainda são bastante fragmentárias. 19 Dados comportamentais nas análises filogenéticas Prof. Dr. Fernando B. Noll Depto. de Zoologia e Botânica, UNESP-São José do Rio Preto. e-mail: [email protected] Dados comportamentais apresentam vários caracteres informativos, embora sejam muito raramente utilizados. Na verdade, quando são utilizados, o são em sua forma tipológica, como, por exemplo, “socialidade: (0) ausente; (1) primitiva; (2) altamente eusocial”. Caracteres ecológicos são usados de duas formas: podem ser usados em reconstruções filogenéticas ou avaliados a partir de um cladograma pré-existente. Aplicações desses dados sugerem que, quando usados e definidos propriamente, caracteres comportamentais e ecológicos podem apuradamente refletir a filogenia. De fato, filogenias baseadas apenas em caracteres comportamentais, quando comparadas outras fontes de dados, produzem árvores altamente congruentes, com baixos índices de consistência e retenção, o que parece ser a melhor forma de testar a robustez dos dados comportamentais. Deste modo, deveria ser interessante estudar a evolução do comportamento social, estudando os comportamentos que constituem a socialidade. Entretanto, como mencionado acima, a maioria das análises colapsa toda a variação comportamental em um único caráter com talvez três estados. Infelizmente, tal estudo é inútil para avaliar a origem de um comportamento. Substituindo um único caractere tipológico por caracteres “verdadeiros”, como construção de ninho, estocagem de alimento, reprodução etc., filogenias comportamentais muito robustas podem ser obtidas e cenários evolutivos podem ser traçados tão acertadamente como aquelas obtidas por morfologia ou dados moleculares. 20 Sistemática e Biologia de Plecoptera, com ênfase na fauna brasileira MSc. Lucas Silveira Lecci Doutorando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] A ordem Plecoptera é relativamente pequena, com cerca de 3500 espécies em 16 famílias, distribuídas por todos os continentes, exceto na Antártida. Existe registro fóssil da ordem datando desde o Permiano (cerca de 250 milhões de anos atrás). O número total de espécies tem aumentado enormemente nos últimos 30 anos (2.000 espécies estimada em 1976) e, se a tendência continuar, então ela irá quase duplicar em um futuro próximo. A ordem é dividida nas subordens Arctoperlaria e Antarctoperlaria, e inclui 16 famílias: 12 arctoperlários e 4 antarctoperlários. No Brasil são conhecidas apenas duas famílias, Gripopterygidae e Perlidae, com quatro gêneros em cada. O número atual de espécies descritas para o Brasil (143, segundo Lecci & Froehlich, 2006) seguramente é subestimado, visto a enorme área do nosso país que ainda não foi explorada, aliado ao número crescente de espécies descritas. Os imaturos são comuns em águas correntes limpas e, juntamente com os Ephemeroptera, Chironomidae (Diptera) e Trichoptera, são muito utilizados em programas de biomonitoramento da qualidade da água. 21 Biologia e Sistemática de Chironomidae (Diptera) MSc. Luis Carlos de Pinho Doutorando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] Os dípteros da família Chironomidae estão entre os mais bem distribuídos e abundantes insetos aquáticos. O estágio predominante do ciclo de vida, as larvas, são encontradas em ambiente terrestre, semi-terrestre e semi-aquático, marinho, e, principalmente, em ambiente dulciaquícola. Sob certas condições, como níveis baixos de oxigênio dissolvido, larvas de quironomídeos podem ser os únicos insetos presentes em sedimentos bênticos. Extremos de temperatura, pH, salinidade, profundidade, velocidade da água e produtividade têm sido explorados por imaturos de algumas espécies de Chironomidae. Em estudos limnológicos, alguns gêneros são considerados indicadores de condições especiais sendo, por isso, utilizados na avaliação ambiental e biomonitoramento da qualidade de água (bioindicadores). Estimativas globais sugerem que existam de 8000 a 15000 espécies na família, mas a precisão destes números é muito prejudicada pela falta de informação para muitas regiões (em especial a neotropical). Apesar do grande aumento do conhecimento taxonômico dos Chironomidae no Brasil durante a última década (171 espécies conhecidas em 1996, contra 305 atualmente) muito há de ser feito ainda, dada a grande quantidade de espécies e gêneros novos a serem descritos (além da descrição dos imaturos da maioria das espécies conhecidas) e a concentração de coletas no estado de São Paulo e região amazônica. 22 Genética Ecológica de Euglossini (Hymenoptera, Apidae) Prof. Dr. Marco Del Lama Centro de Ciências Biológicas e da Saúde, Departamento de Genética e Evolução - UFSCAR e-mail: [email protected] As abelhas euglossíneas agrupam-se com as demais abelhas corbiculadas. Diferentemente das tribos Apini, Bombini e Meliponini, as espécies de Euglossini não apresentam organização eusocial, embora as fêmeas e os ninhos da grande maioria das espécies não sejam conhecidos. As relações filogenéticas dentro e com os demais corbiculados ainda são incertas. A genética deste grupo é pouco conhecida, já que a maior parte das informações sobre a tribo é baseada em amostragens de machos mediante iscas atrativas. Considerando que as cidades estão se transformando em importante refúgio, estamos desenvolvendo estudos sobre a ecologia e a genética de populações de Euglossini que se encontram nos ambientes urbanos em flores de Thevetia peruviana (Apocynaceae). Mediante experimentos de marcaçãorecaptura, dados sobre sazonalidade, tamanho populacional, razão sexual, dispersão, longevidade e padrão de atividade estão sendo obtidos para Euglossa cordata e Eulaema nigrita, as espécies mais comumente encontradas. Paralelamente, adultos de Euglossa cordata coletados em localidades de um transecto norte-sul do estado de São Paulo estão sendo analisados para marcadores genéticos mitocondriais e nucleares para determinação do grau de diferenciação e, conseqüentemente, o grau de dispersão. Dados obtidos indicam que a dispersão nesta espécie é sexo-assimétrica, em que as fêmeas têm comportamento mais filopátrico, enquanto os machos são altamente dispersores, gerando uma baixa estruturação entre as populações urbanas analisadas. Estes dados, associados a resultados prévios deste laboratório a respeito da ocorrência incomum de machos diplóides em amostras de Euglossini coletadas em todo o Brasil estabelecem um panorama bem diverso do apresentado na literatura. Com base no elevado número de machos diplóides em populações da América Central e Colômbia e nos altos custos genéticos associados, tem sido proposto um vortex de extinção dos himenópteros em razão de seu mecanismo de determinação do sexo. Embora não se possa duvidar dos efeitos da fragmentação sobre a viabilidade das populações naturais, as populações de Euglossini analisadas não demonstraram evidências de alterações significativas em sua estrutura genética e questionam a validade dos riscos propostos para os himenópteros devido ao seu sistema de determinação do sexo. Considerando que os euglossíneos são organismos-modelo interessantes para o estudo dos mecanismos que favorecem o comportamento eusocial, estamos analisando ninhos de euglossíneos no sentido de determinar a estrutura sociogenética dos mesmos. Para tal, marcadores genéticos (especialmente microssatélites) têm sido utilizados para se verificar a estrutura familial. Dados sobre ninhos de Euglossa 23 cordata e Eg. townsendi sugerem uma estrutura simples, onde uma fêmea, acasalada com um único macho, explicam a progênie analisada; agregações de fêmeas são comuns nos ninhos comunais de Eulaema nigrita. Assim, a análise genética tem sido utilizada em diferentes níveis – dos indivíduos (há machos diplóides na natureza?), das famílias (qual a estrutura sociogenética e o parentesco genético entre os indivíduos do ninho?) e das populações (as populações são subdivididas?). Recentemente, iniciamos estudos genéticos a nível suprapopulacional. Interessa-nos confirmar o status de espécies propostas (por exemplo, Exaerete lepeletieri é uma espécie?), estabelecer a congruência dos padrões filogeográficos entre espécies parasitas e hospedeiras (Ex. smaragdina – El. nigrita; Ex. frontalis – El. meriana) e propor uma filogenia molecular para o gênero Exaerete. 24 Entomologia Forense: Principais Desafios no Brasil Prof. Dr. Cláudio José Von Zuben Depto. de Zoologia, Instituto de Biologia, UNESP-Rio Claro e-mail: [email protected] Entomologia Forense é a ciência que aplica o estudo de insetos e outros artrópodes a procedimentos legais. Esta ciência é dividida em mais de uma categoria, embora um de seus objetivos principais seja, sob o ponto de vista médico-legal, a determinação do IPM (intervalo pós-morte, ou seja, tempo decorrido desde a morte até a descoberta do corpo) de cadáveres humanos, quando os mesmos são encontrados já em estado de decomposição, em situações envolvendo suspeita de crime. Um cadáver em decomposição constitui um substrato que se caracteriza por ser um micro-hábitat temporário representando uma fonte rica em alimento para vários organismos decompositores, desde bactérias e fungos até alguns vertebrados. Dentre os representantes da fauna que se utilizam deste tipo de substrato, os artrópodes constituem a maior porção, tendo os insetos como os representantes mais abundantes e com maior diversidade de espécies. A estimativa do IPM baseia-se na coleta e determinação da idade dos espécimens encontrados associados ao corpo em decomposição, quando de sua localização. Como os insetos são os primeiros a colonizar este tipo de substrato, a invasão do corpo por estes artrópodes inicia como que um relógio biológico, que no caso específico de cadáveres humanos em decomposição, é investigado e interpretado para estimar o IPM destes. Normalmente, a estimativa da idade dos exemplares de insetos mais velhos associados ao cadáver ou o conhecimento do processo de sucessão da entomofauna cadavérica durante a decomposição do corpo, fornecem os dados necessários para a estimativa do IPM. No primeiro caso, há a necessidade do levantamento da temperatura média dos dias que antecederam a descoberta do cadáver, via estação meteorológica mais próxima do local do encontro do cadáver. A partir destes dados de temperatura, é possível se comparar valores de peso, largura ou comprimento dos estágios imaturos encontrados associados ao cadáver, com um banco de dados em que conste o desenvolvimento das diferentes espécies de insetos sob diferentes temperaturas. Assim sendo, pode-se estimar a idade dos exemplares e conseqüentemente, o IPM do cadáver. No caso do Brasil, a Entomologia Forense pode ser considerada como uma área de investigação mais recente, embora a primeira publicação na área completou recentemente 100 anos. Os principais avanços observados nesta área referem-se ao desenvolvimento de novas técnicas e métodos empregados nas investigações, como por exemplo, protocolos para experimentos no campo. Recentemente, foi fundada a Associação Brasileira de Entomologia Forense (ABEF), que poderá trazer grandes contribuições para a Entomologia Forense em nosso país, que já conta com pesquisadores nesta área em várias regiões do Brasil, com destaque para a Região Sudeste. 25 Pelo fato do Brasil ser um país de dimensões continentais e com uma entomofauna muito diversificada, dois conjuntos de dados ainda são de importância fundamental para o desenvolvimento da Entomologia Forense, sendo representados por: (1) padrão de desenvolvimento de insetos sob diferentes regimes de temperatura e (2) distribuição geográfica das principais espécies que podem ser utilizadas como indicadoras forenses. Além disso, nos cursos de Entomologia Forense que vêm sendo oferecidos para peritos no Brasil, tem sido destacadas técnicas de coleta e conservação do material associado ao cadáver, já que este é o primeiro passo para estimular esses profissionais a coletar de forma adequada o material entomológico associado ao cadáver, para futura investigação, já que é praticamente consenso que o conhecimento mais aprofundado de entomologia geral por parte de peritos, deve ser vislumbrado como algo que deve ocorrer mais a longo prazo. Dessa forma, a Entomologia Forense vem se desenvolvendo nos últimos anos em nosso país, mas ainda depende de mais profissionais sendo treinados na área, para que se consolide como ciência de grande aplicação utilizando evidências entomológicas em investigações criminais. 26 O DNA na entomologia forense e no contexto legal Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen Instituto de Biologia, UNICAMP. e-mail: [email protected] A Entomologia Forense utiliza dados de desenvolvimento e aspectos ecológicos de insetos que se alimentam de corpos em decomposição com o objetivo de auxiliar as investigações criminais em suas mais variadas vertentes, incluindo a busca por soluções capazes de nortear os trabalhos de apuração de diversos tipos de delito. A entomologia forense pode ser dividida ou subdividida em três grandes áreas: urbana (abrange os insetos que afetam o homem e seu ambiente), pragas de produtos armazenados (relacionada com insetos ou parte deles comumente encontrados contaminando alimentos) e médico-legal (que tem seu foco nos componentes criminais do sistema legal lidando, principalmente, com insetos necrófagos, isto é, que se alimentam em corpos em decomposição). De modo geral e independente de sua classificação, têm sido alvo de inúmeros estudos, especialmente, as abordagens sobre como determinar o intervalo pós-morte; local ou causa da morte; e identificação de suspeitos ou vítimas, em casos de óbitos onde falta clareza sobre a responsabilidade e a seqüência dos fatos ocorridos. Para tanto, o conhecimento entomológico deve estar associado às informações biológicas, ecológicas, de distribuição geográfica e de demais variações que possam ocorrer entre as diferentes espécies que estão presentes neste meio, além da correta identificação do inseto. Este último parâmetro citado anteriormente pode demandar tempo e ser bastante complicado. Alguns dos fatores que contribuem para isso são: a diversidade e as minúsculas diferenças morfológicas observadas entre as várias espécies; ausência de chaves taxonômicas para certos grupos e insuficiência na descrição de caracteres morfológicos nas já existentes – certas chaves são baseadas em uma característica exclusiva, como por exemplo, na genitália de machos em Sarcophagidae (as fêmeas são as mais freqüentes no processo de decomposição); dependendo do estágio de vida do inseto, especialmente imaturos, as diferenças morfológicas são inconspícuas exigindo que o espécime seja levado ao laboratório para completar o seu desenvolvimento o que requer tempo, dietas e que o material encaminhado esteja vivo, o que nem sempre é realidade em rotina pericial. Todos estes fatos contribuem para a dificuldade de obtenção de identificações rápidas e acuradas, mesmo para taxonomistas bem familiarizados. Atualmente, técnicas de biologia molecular têm sido amplamente usadas com o fim de auxiliar a identificação de insetos de importância forense. O DNA mitocondrial (DNAmt) vem se mostrando um excelente marcador molecular, particularmente devido à organização simples e uniforme do genoma mitocondrial, ao baixo número de recombinações e à alta taxa de substituições de nucleotídeos. Em adição, uma ampla gama de iniciadores universais estão disponíveis para o DNAmt de insetos. 27 A combinação de métodos moleculares, como a reação em cadeia da polimerase e do polimorfismo do comprimento dos fragmentos de restrição (PCR-RFLP), tem sido muito útil para identificar espécies crípticas ou em diferentes estágios de vida (THYSSEN et al 2005). A vantagem desta técnica está ligada à rápida e fácil execução, além do baixo custo para uso em rotina. O isolamento, a amplificação e a caracterização de material genético humano encontrado em trato digestivo de artrópodes hematófagos e necrófagos também tem avançado significativamente. Em homicídios, isto pode prover a identidade ou o sexo do indivíduo (vítima) no qual as larvas se alimentaram ou do suspeito (em casos de estupro, quando as larvas se alimentam de sêmen). Por fim, cabe ao biólogo molecular providenciar um protocolo de trabalho para assegurar especificidade, eficiência e reprodutibilidade dos resultados obtidos, tornando seguro o laudo emitido, requisito indispensável na área legal. 28 Estratégias de Reprodução em Formigas MSc. Rodrigo Feitosa Doutorando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] As formigas, juntamente com os cupins, são os insetos mais abundantes do planeta, ocorrendo em todas as massas continentais com exceção da Antártida, o que faz delas um grupo de extrema importância sanitária (pragas urbanas), econômica (pragas agrícolas) e ecológica. Este relativo sucesso deve-se em grande parte ao modelo social em que as comunidades destes insetos se estruturam e principalmente à capacidade adquirida ao longo de sua história evolutiva (cerca de 140 milhões de anos) de explorar as mais diversas fontes de recursos, competindo agressivamente com outros grupos e ocupando nichos ecológicos vagos em uma ampla variedade de ambientes. O ciclo de vida de uma colônia pode ser dividido basicamente em três partes. O estágio de fundação tem início com o vôo nupcial, no qual a rainha virgem abandona o ninho em que foi criada, deixando para trás sua mãe, que é a rainha da colônia, e suas irmãs que são as operárias estéreis que permaneceram no ninho ou as outras rainhas virgens que, assim como ela, estão partindo ao encontro de parceiros. Ela encontra um ou mais machos e é inseminada. Os machos logo morrem por exaustão ou vítimas de predadores, enquanto a rainha parte em busca de um local adequado no solo ou na vegetação para a construção da primeira câmara do seu ninho. Neste local a rainha depositará seus ovos e criará sua primeira ninhada de operárias, utilizando suas próprias reservas musculares para alimentar os recémnascidos. Ao alcançar o estágio adulto, as operárias assumem as tarefas básicas da colônia como a busca de alimentos, aumento e manutenção das câmaras do ninho, cuidado com a prole e com a rainha, sendo que esta última fica restrita somente à tarefa de por ovos e fatalmente nunca mais se aventura para fora do ninho. Com o passar do tempo a população da colônia aumenta, assim como o tamanho corporal das operárias e novas castas com funções defensivas podem surgir (soldados). Este é considerado o estágio ergonômico da colônia. Após um período variável de tempo, de acordo com a espécie, a colônia passa a produzir novas formas sexuadas aladas, ou seja, machos e rainhas virgens, que logo partirão para o vôo nupcial. Assim a colônia atinge o estágio reprodutivo, sendo esta a última fase do seu ciclo de vida. Algumas variações podem ser observadas no ciclo básico de desenvolvimento de colônias de formigas descrito acima, principalmente com relação ao primeiro estágio, uma vez que determinados grupos adotam estratégias extremamente peculiares de nidificação e fundação da colônia. Em alguns casos, uma colônia pode possuir mais de uma rainha, o que chamamos de poliginia, enquanto o termo monoginia se refere às colônias com apenas uma rainha. Da mesma forma, a fundação da colônia por uma única rainha é chamada haplometrose, enquanto a presença de várias rainhas nesta fase é chamada pleometrose. 29 Neste estágio, ao invés do vôo nupcial, algumas espécies podem iniciar uma colônia por um processo chamado fissão, no qual algumas operárias adultas abandonam o ninho juntamente com uma ou mais rainhas para formar uma nova colônia. A fundação de colônias em formigas é predominantemente claustral, ou seja, a rainha se encerra em uma câmara selada e cuida da sua primeira cria em total isolamento. Contudo, rainhas de grupos basais de formigas podem sair do ninho em busca de alimento durante a fundação da colônia. Alternativas ao padrão reprodutivo básico incluem ainda operárias com sistema reprodutor funcional (gamergates) e rainhas que perderam as características morfológicas da casta reprodutora (ergatóides). Tais estratégias fazem das colônias de formigas verdadeiros “super-organismos” e são sem dúvida fatores determinantes no sucesso ecológico alcançado por este grupo. 30 Nidificação de abelhas solitárias em ninhos-armadilha Dr. Ana Luiza O. Nascimento Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] Abelhas desempenham papéis importantes em diversos ecossistemas terrestres tendo em vista que atuam como os principais agentes polinizadores na biologia reprodutiva de diversas espécies de Angiospermas e desta forma, são responsáveis pela maior parte do fluxo gênico entre indivíduos e populações adjacentes dessas plantas. Alguns pesquisadores estimam que existam no mundo mais de 20 mil espécies de abelhas. Entre estas, 85% são solitárias, 10% são cleptoparasitas (abelhas com hábito solitário que utilizam células na maioria das vezes de outras abelhas solitárias para colocar seus ovos, causando a morte da prole da hospedeira) e somente 5% apresentam algum grau de sociabilidade. O hábito solitário é caracterizado por cada fêmea construir e cuidar de seu próprio ninho, não havendo cooperação ou divisão do trabalho entre as fêmeas de uma mesma geração ou com sua prole. E, geralmente, a fêmea morre antes que sua cria nasça sem que ocorra contato entre elas. Possuem grande diversidade de hábitos de nidificação, podendo nidificar no solo, em troncos de madeira e em cavidades preexistentes e poucas constroem ninhos expostos. O seu ninho pode ser aprovisionado com néctar e pólen, algumas utilizam também óleo coletado em flores (como as da Família Malpighiaceae). Embora tão importantes quanto às sociais em seus papeis funcionais dentro dos ecossistemas, as abelhas solitárias foram até o momento, menos estudadas. Isso ocorre devido a pelo menos dois fatores: suas populações são esparsas e a dificuldade em localizar seus sítios de nidificação. Entre as abelhas solitárias cerca de 5% apresentam o hábito de nidificar em cavidades preexistentes. Isso facilita o estudo destas espécies, pois as fêmeas são atraídas a nidificar em espaços tubulares preparados pelo homem, os chamados ninhos-armadilha. Diante disto, a utilização destes ninhos representa uma alternativa eficiente para amostrar a população de uma determinada área. Durante a palestra serão abortadas as principais características biológicas das abelhas solitárias que utilizam ninhos-armadilha (cartolina e bambu) através do estudo de caso em uma área de Mata Atlântica no Parque Estadual da Serra Mar, São Paulo, Brasil. 31 Biologia e Estatística Dr. Ivan Akatsu Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] A Estatística é um elemento facilmente encontrado nos processos de produção de conhecimento em praticamente todas as áreas da Biologia, mas percebe-se que ela é algo não muito compreendido pelos biólogos. Porém, nota-se que os biólogos são compelidos a tentar implementar a Estatística em seus trabalhos e também são confrontados com a tarefa, por vezes árdua, de tentar entende-la e conectá-la com o contexto biológico nos trabalhos de seus colegas. Desta forma, é possível indagar duas questões: Primeira, porque os biólogos enfrentam problemas na compreensão da Estatística? Segunda, como a Estatística, que é um elemento pouco compreendido pelos biólogos, conseguiu se difundir e manter-se na Biologia? Uma resposta para a primeira questão poderia em parte residir no ensino de Estatística na graduação isto porque um pequeno levantamento os pós-graduandos entrevistados em sua totalidade afirmam que as disciplinas de Estatística não foram suficientes para auxiliá-los em seus trabalhos. A ineficiência no ensino possivelmente se relaciona com o fato de que a Estatística é ensinada como uma série de métodos sem conexão com problemas biológicos, algo que ocorre não somente no Brasil. Já para segunda questão, é possível relacionar a difusão da Estatística pela Biologia, inicialmente, com a tendência que se iniciou no século XVll de construção da ciência sob bases matemáticas e que também recebeu um reforço com o crescimento do pensamento positivista nos séculos XIX e XX. Nota-se um contato da Estatística com questões biológicas, e que auxiliaram no próprio desenvolvimento de técnicas estatísticas, é notado na Inglaterra, no final do século XlX, com Galton e Pearson. Em seguida, a Estatística incorpora-se com força à Biologia através do Teorema de Hardy-Weinberg e dos trabalhos de Fisher, Sewall Wright e Haldane que fundamentaram o Neodarwinismo, sendo que estas demonstrações teóricas guardam grande apelo de robustez científica e solidificaram a Evolução que é a base da Biologia contemporânea. Mas hoje se tem a impressão que o uso da estatística, em algumas situações, visa criar a impressão de que um trabalho é algo confiável e aceitável cientificamente ou para impressionar um público pouco esclarecido com métodos complexos, pressupondo-se o raciocínio de que complexidade é igual a excelência científica. Neste cenário, como biólogos, qual postura tomar frente à Estatística? 32 Divulgação Científica na Entomologia MSc. Moysés Elias Neto Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] A divulgação científica manifesta-se não apenas como tradução da linguagem especializada dos pesquisadores, mas também como mecanismo eficiente de transformação do conhecimento. A prática da divulgação demonstra o engajamento público do cientista e contribui de modo fundamental no processo de construção e reconstrução da própria ciência. Esta apresentação tem como objetivos: (1) conscientizar os participantes do curso sobre a importância da difusão dos resultados de suas pesquisas a um público amplo; (2) analisar criticamente o exercício da divulgação científica na pós-graduação em Entomologia; e (3) esclarecer os diferentes papéis do cientista e do jornalista por meio da atuação em veículos de comunicação de natureza distinta, como as revistas “Ciência Hoje” e “Pesquisa FAPESP”, por exemplo. Nesse contexto, será apresentado um relato de caso sobre a elaboração da revista Fecunda, uma ação conjunta entre alunos e ex-alunos do Departamento de Biologia (FFCLRP-USP) com apoio dos programas de pós-graduação em Biologia Comparada e em Entomologia. Concebida em edição comemorativa, a publicação foi motivada pela Semana Nacional de Ciência e Tecnologia (MCT), que em 2008 celebrou os 150 anos da teoria de Darwin e Wallace com o tema “Evolução e Diversidade”. A revista reuniu artigos e reportagens produzidos por alunos e professores contendo diferentes faces do conhecimento biológico produzido pelo departamento. Com tiragem de 3000 exemplares, foi distribuída em instituições universitárias e de ensino médio na região do município de Ribeirão Preto. Além disso, o blog “Biofecunda” foi criado como veículo de disponibilização dos textos em versão eletrônica e ainda como instrumento de avaliação do impacto da iniciativa através da possibilidade de interação com o público. A circulação do conhecimento gerado por universidades e institutos de pesquisa em diferentes fontes de informação promove o estabelecimento da chamada “cultura científica” na busca pela democratização do saber. Dessa forma, a palestra possibilitará discussão sobre conduta de divulgação científica possível e desejável em Entomologia. 33 Aspectos comportamentais e ecológicos dos hidrocarbonetos cuticulares de insetos MSc. Maria Juliana Ferreira Caliman Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] A cutícula dos insetos é revestida por uma camada de cera que oferece uma barreira de proteção contra a desidratação, esta cera é conhecida como hidrocarbonetos cutiluares. Durante o processo evolutivo, esses compostos foram sendo cada vez mais empregados para a comunicação intra e inter-específica, fato que pode explicar a grande diversidade de compostos cuticulares encontrados entre os grupos e as conseqüentes combinações altamente específicas. Estudos mostram que as respostas comportamentais dos insetos estão intimamente relacionadas às variações quantitativas e qualitativas dos feromônios no meio em que vivem. Os hidrocarbonetos cuticulares também atuam como feromônios moduladores e desencadeadores de comportamentos. Feromônios desencadeadores são aqueles que provocam mudanças imediatas e reversíveis no comportamento de outro organismo e moduladores são aqueles envolvidos em processos comportamentais a longo prazo. A ocorrência desses compostos é uma característica entre os grupos de insetos (espécie ou colônia), podendo variar dentro deste de acordo com a idade, casta ou sexo dos indivíduos. Os hidrocarbonetos cuticulares são importantes sinais químicos usadas pelos insetos para reconhecimento de coespecificos e localização de parceiros sexuais. No caso particular dos insetos sociais esses compostos fornecem pistas para reconhecimento de companheiras de ninho, das castas e da função desempenhada pelo indivíduo na colônia, atuando também como sinalizadores da fertilidade e da dominância das rainhas. Além de promover uma melhor compreensão dos mecanismos de comunicação, o estudo dos hidrocarbonetos cuticulares possibilita outras aplicações interessantes. A classificação taxonômica de várias espécies (família, gênero, etc.) tem sido revisada, tomando-se por base a produção de semioquímicos da espécie. Além disso, a aplicação de feromônios na agricultura, seja como forma de monitoramento populacional ou em armadilhas de captura de insetos, é hoje uma realidade cada vez maior na busca por formas racionais de controle de pragas. Na entomologia forense, o perfil de hidrocarbonetos cuticulares pode ser usado como fonte segura para identificação de espécies de Díptera, auxiliando deste modo a obtenção de informações relacionadas ao tempo, causa da morte e outros fatores como deslocamento de cadáveres. Em Triatomídeos (barbeiros) a análise de hidrocarbonetos mostrou-se muito eficiente para delinear o perfil das populações e avaliar o grau de separação entre elas. É cada vez mais necessário o conhecimento das espécies de triatomíneos que apresentam extensas e diferentes áreas em sua 34 distribuição geográfica; sobretudo daquelas que apresentam elevado potencial em invadir e/ou reinfestar áreas do peri e intradomícilio, mesmo após ações de controle. Deste modo, é crescente o número de estudos sobre a caracterização do perfil químico de insetos. Tais estudos utilizam, principalmente, a cromatografia gasosa associada à espectrometria de massa (GC-MS) como ferramenta para o entendimento dos aspectos comportamentais e ecológicos dos insetos. 35 Zonas de hibridação: janelas no processo evolutivo MSc. Luis Bizzo Doutorando do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] O estudo da evolução baseia-se no reconhecimento de fenômenos biológicos, geralmente de eventos passados. Eventos geológicos, climáticos e demográficos são comumente utilizados para explicar os padrões atuais de distribuição das espécies. As zonas de hibridação, por outro lado, representam um dos poucos exemplos em que é possível estudar o processo evolutivo no seu decorrer. A hibridação pode ocorrer entre populações de espécies diferentes ou entre diferentes populações da mesma espécie. Estas populações trocam material genético entre si, mas mesmo assim ainda podem ser diferenciadas. Isto leva a um questionamento do status específico destas populações e, consequentemente, à definição de espécie utilizada. As zonas de hibridação são também laboratórios naturais para o estudo da especiação, pois é possível utilizar indivíduos que possuem efetivamente, em condições naturais, a potencialidade de se encontrar e cruzar, para estudar as barreiras reprodutivas existentes entre as populações. Hipóteses prévias de especiação simpátrica, alopátrica ou parapátrica podem ser mais bem respaldadas com o estudo destas regiões. As zonas de hibridação são geralmente percebidas como fenômenos temporários, pois deveria ocorrer uma fusão ou separação das populações, por reforço das barreiras reprodutivas. No entanto, algumas zonas de hibridação permanecem inalteradas por milênios. Esta estabilidade foi explicada por se tratar de uma zona de tensão entre as forças conflitantes de dispersão dos indivíduos parentais e de seleção contra os híbridos. Enquanto a dispersão dos parentais para o interior da zona de hibridação resulta em uma maior prole híbrida, os híbridos geralmente possuem um valor adaptativo menor, o que resulta em uma barreira contra a introgressão. A endogamia e a seleção de habitats também podem diminuir o fluxo gênico entre as diferentes populações, mantendo a coesão específica. O objetivo da palestra será apresentar conceitos básicos sobre zonas de hibridação e discutir o potencial destas regiões no estudo dos processos evolutivos em populações naturais. 36 Mini-Cursos 37 Sistemática filogenética: princípios e abordagens Danilo C. Ament & MSc. Renato S. Capellari Laboratório de Morfologia e Evolução de Diptera, Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mails: [email protected], [email protected] Em meados do século passado, a sistemática biológica experimentou uma revitalização de idéias e propostas, três correntes ganhando maior projeção através de seus porta-vozes. O gradismo (de Ernst Mayr e George Simpson) conservou grande parte da tradicional sistemática produzida até então, embora tenha desenvolvido e utilizado novos conceitos relacionados a esse campo. A fenética numérica (de Robert Sokal e Peter Sneath) fez uso dos recém criados computadores, desenvolvendo métodos numéricos computacionais para a análise de dados na sistemática, mas não mostrou grande preocupação com uma teoria biológica subjacente que embasasse suas idéias. É apenas com a sistemática filogenética (de Willi Hennig) que tanto teoria como método foram contemplados satisfatoriamente em conjunto. Hennig lança as bases teóricas e metodológicas da sistemática filogenética em 1950, com o Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik, em alemão, de modo que apenas em 1966, com a publicação em inglês do Phylogenetic Systematics, suas idéias ganham maior projeção e se disseminam pelo meio acadêmico. Hennig formaliza a idéia de que somente grupos naturais (monofiléticos) devem ser aceitos em uma classificação, de modo que o sistema deve refletir inequivocamente a filogenia do grupo, ou seja, sua história evolutiva. A existência de grupos monofiléticos (que contêm o ancestral comum e todos os seus descendentes) é sinalizada pela presença de sinapomorfias (caracteres derivados compartilhados), tornando a identificação dessas últimas o aspecto central do método filogenético. A busca por sinapomorfias, por sua vez, contempla apenas caracteres homólogos entre si. Richard Owen, anatomista inglês do século XIX, definiu como homólogos os mesmo órgãos, em diferentes espécies, sob toda variedade de forma e função. Num contexto evolutivo, a explicação causal da presença de homólogos é a transmissão de um caráter da espécie ancestral para as descendentes através do continuum material da árvore da vida. A condição derivada de um caráter homólogo em diferentes espécies é um indício de que essa modificação surgiu no ancestral recente comum a elas. Por partilharem um ancestral comum apenas a elas, essas espécies formam um grupo monofilético, os únicos que podem ser validamente propostos e nomeados. A formulação de grupos naturais permite que generalizações e previsões sobre atributos biológicos sejam feitas, estendendo a importância da sistemática filogenética não apenas à sistemática biológica, mas à biologia como um todo, uma vez que tais atributos são estudados à luz da evolução, a linha mestra que conecta todos os ramos da biologia. O fato de Hennig ter sido um entomólogo, e utilizado insetos como modelos em seus estudos, permitiu que a entomologia avançasse mais rapidamente que outros campos da zoologia na sistemática filogenética. Para a maioria dos grupos de insetos há hipóteses de relacionamento filogenético, algumas 38 delas já bem corroboradas na literatura, o que torna os Insecta um bom exemplo para a discussão dos principais aspectos da sistemática filogenética. Bibliografia sugerida: Amorim, D.S. 2002. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Holos Editora: Ribeirão Preto, São Paulo. Hall, B.K. 2003. Descent with modification: the unity underlying homology and homoplasy as seen through an analysis of development and evolution. Biological Reviews, 78: 409-433. Santos, C.M.D. 2008. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae Studia 6: 179-200. 39 Biologia e utilização de dietas artificias para abelhas Apis Mellifera Biol. Aline Patrícia Turquatto & Fabricio Alaor Cappelari Mestranda do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] As abelhas são insetos de grande importância econômica e ecológica tem ativa participação no processo de polinização. Apresenta uma organização social complexa, com diferenciação de castas e divisão de trabalho. As necessidades nutricionais das abelhas, tais como: proteínas, carboidratos, minerais, lipídios, vitaminas e são normalmente supridas pela coleta de néctar, pólen e água, sendo que o néctar coletado pelas forrageadoras satisfaz o requerimento de carboidratos enquanto o pólen satisfaz o requerimento de proteínas, minerais, lipídeos e vitaminas. Dessa maneira, a apicultura por ser uma atividade dependente dos recursos naturais, apresenta oscilação de produção de acordo com as condições climáticas e ambientais de cada região definiram substituto de pólen como qualquer material que, quando fornecido às colônias de abelhas, supre as necessidades de pólen por um curto período de tempo. O suplemento de pólen, segundo a definição, deve conter proteínas e também pólen, o que aumenta o valor nutritivo da dieta e age como um atrativo. Se não houver pólen ou um bom substituto do mesmo, o desenvolvimento das crias pode diminuir ou até cessar completamente. Vários materiais têm sido experimentados por apicultores e pesquisadores para serem utilizados na produção de dietas protéicas artificiais para as abelhas, tais como farelo ou farinha de soja, levedura de cana-de-açúcar, farinha láctea, terneron (sucedânio para bezerro), farelo de trigo, glutenose de milho, farelo de polpa de citros, entre outros que podem ser utilizados na produção de dietas protéicas para as abelhas, tentando dessa maneira, evitar o enfraquecimento das colônias ou a perda por abandono (cerca de 50% de perda em regiões mais castigadas). Um dos problemas enfrentados pelos pesquisadores é que, embora alguns substitutos de pólen sejam tão eficientes quanto o pólen, em geral, são menos atrativos. Muitos substitutos de pólen oferecidos às abelhas são adequados à nutrição e podem até ter maior valor nutritivo que o pólen, mas quando as abelhas têm livre escolha entre o pólen natural e o substituto de pólen, elas se alimentam com o pólen natural. Em épocas de carência de pólen, o fornecimento de dietas protéicas alternativas pode ajudar a melhorar o desempenho da colônia. Dessa forma a suplementação energético-proteica pode melhorar o seu desenvolvimento e assim gerar ganhos tais como, aumentos na produtividade e longevidade e torná-la menos susceptível a doenças. Nosso objetivo e mostrar como são feitos estes testando dietas protéicas adequadas para abelhas Apis mellifera que possam substituir o pólen natural de maneira eficiente, de fácil preparo e com preços acessíveis. 40 Bibliografia sugerida: Cremonez T, De Jong D & Bittondi M (1998). Quantification of hemolymph proteins as a fast method for testing protein diets for honey bees (Hymenoptera: Apidae). J. Econ. Entomol. 91: 1284–1269. Pereira FM, Freitas BM, Neto JMV, Lopes MTR, Barbosa AL & Camargo RCR (2006). Desenvolvimento de colônias de abelhas com diferentes alimentos protéicos. Pesquisa Agropecuária Brasileira 41: 1-7. Winston M.L. (1987). The biology of the honeybee. Harvard University Press Cambridge, Massachusetts, London, England, pp.281. 41 Morfometria geométrica em entomologia MSc. Zioneth J. G. Galeano Doutoranda do Programa de Pós-graduação em entomologia FFCLRP-USP. e-mail: [email protected] A forma e tamanho dos indivíduos é o reflexo da sua historia evolutiva e ecológica. O uso da morfologia das espécies é a melhor ferramenta para ser utilizada em os estudos de taxonomia, ecologia, sistemática ou biogeografia, entre outros. Muitos aspectos relevantes sobre a biologia e evolução dos grupos podem ser inferidos a partir da morfologia, mas para que isso seja possível temos que ser capazes de descrever com precisão as mudanças em os organismos de nosso interesse e responder as seguintes perguntas: Qual é a região especifica que apresenta mudança no organismo? São mudanças em a forma ou em o tamanho? A mudança confere vantagens de algum tipo aos organismos? Essas mudanças estão relacionadas com variáveis ecológicas, ontogenéticas, filogenéticas, geográficas etc? Na morfologia tradicional, caracterizada por ser altamente descritiva e útil na identificação de taxas, as diferencias morfológicas são reconhecidas pela comparação com objetos cotidianos mais familiares, são comuns expressões do tipo: cabeça com forma de feijão, espiráculos mais o menos circulares, corpo em forma de C; dando origem a varias interpretações de uma mesma descrição da forma. O que é o que o autor considerou como mais ou menos? A morfometría é um caminho quantitativo de dirigir as comparações de forma que sempre hão interessado aos biólogos, logrando diminuir a subjetividade das comparações das formas ao permitir a inclusão da estadística nos analises. A morfometría clássica quantifica as diferencias entre formas a partir das longitudes entre pontos e suas razões proporcionais. Porem, estas medições não contêm informação sobre estrutura geométrica. Além disso, o tamanho interfere dentro das analises da forma, se os indivíduos estudados têm grandes diferencias no tamanho, a medição de estruturas refletira também diferencias na forma que não necessariamente existem. Vários métodos estadísticos têm sido desenvolvidos para intentar diminuir o efeito do tamanho nas analises de forma com morfometría tradicional. Porém, nestes métodos sempre existira correlação entre as medições realizadas e o tamanho, limitando o alcance da analise de forma. A morfometría geométrica é uma ferramenta que permite analisar quantitativamente a forma e suas variações em os organismos, corrigindo e solucionando o problema da interferência do tamanho. Analisa a estrutura geométrica, extraindo e comunicando a informação sobre a localização espacial da variação morfológica (magnitude e posição) do organismo. Dados obtidos com morfometría geométrica 42 têm sido utilizados em estudos de ontogenia, ecologia, taxonomia, filogenia e biogeografia. E o potencial de ação pode ser ainda maior. Embora suas vantagens, a morfometría geométrica também tem seus problemas, especialmente em o nível pratico, particularmente na hora que o pesquisador deve procurar pontos homólogos para a comparação entre organismos de uma ou varias espécies, em o nível biológico e topológico. Isso não é sempre possível, tendo que achar um equilíbrio entre analises confiáveis pouco reveladoras ao usar só pontos completamente homólogos, ou analises ao parecer reveladores com confiabilidade reduzida ao incluir pontos de homologia duvidosa. Bibliografia sugerida: Zelditch M L, Swiderski L D, Sheets H D & Fink W L. 2004. Geometrics morphometrics for biologist: A primer. London: Elsevier Academic Press. Monteiro L & dos Reis S. 1999. Princípios de Morfometria geométrica. Holos Editora. Ribeirão Preto- SP, Brasil. 43 Aplicações do Método Filogenético e da Biogeografia da Conservação para o conhecimento da biodiversidade e políticas de conservação MSc. Rafaela L. Falaschi & MSc. Sarah S. Oliveira Laboratório de Morfologia e Evolução de Diptera, Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mails: [email protected], [email protected] Em tempos em que o debate sobre a ‘crise da biodiversidade’ tem atraído a atenção crescente não só da comunidade científica, mas também de órgãos governamentais e da população, questões sobre a mitigação do impacto humano sobre a biodiversidade são de fundamental importância. As principais questões desse debate são: o que proteger, onde proteger e como proteger (Johnson, 1995). A primeira delas (o que) relaciona-se com o dimensionamento da diversidade e a indicação de áreas de interface; a segunda (onde), com a delimitação de áreas de endemismo; e a terceira (como), com as bases de dados utilizadas para a criação e manutenção de unidades de conservação. Primack & Rodrigues (2001) sugerem três critérios para o estabelecimento das prioridades de conservação das espécies e comunidades: de diferenciação, de perigo e de utilidade. Segundo o critério de diferenciação, sugere-se prioridade de conservação dos grupos endêmicos raros, os únicos em termos taxonômicos, ou seja, quando se tratar de uma única espécie ou táxon em sua classe ou família (Faith, 1994; Vane Wright et alli, 1994). O critério de perigo prioriza as espécies ameaçadas de extinção e o de utilidade, por sua vez, as que fornecem algum tipo de benefício ao homem. Esses critérios nem sempre resultam de processos históricos, isto é, evolutivos. Segundo Croizat (1958,1964), a evolução biológica é constituída por três componentes – forma, tempo e espaço – de modo que tanto as populações (forma) como as áreas nas quais elas se distribuem (espaço) sofreriam modificações conjuntas ao longo do tempo. Assim, a história da fragmentação das áreas refletiria a história de fragmentação das espécies ancestrais, resultando na diversidade atual. Uma área de endemismo é uma região geográfica que apresenta congruência na distribuição entre diferentes táxons ao nível de espécie (Harold & Mooi, 1994; Morrone, 1994). Desse modo, a delimitação dessas áreas, bem como o dimensionamento da diversidade nas várias áreas e a indicação de áreas de interface – tipicamente produtos de análises biogeográficas – correspondem à base de dados utilizada para a criação e manutenção de unidades de conservação (Santos & Amorim, 2007). Nesse contexto, pode-se utilizar a biogeografia histórica para o reconhecimento de áreas de endemismo. A biogeografia histórica estuda a distribuição dos táxons em diferentes regiões geográficas visando estabelecer as relações entre essas áreas e como elas teriam se originado (Platnick & Nelson, 1978; Morrone, 2009). Uma das ferramentas metodológicas para esse fim é o PAE (Parsimony Analysis of Endemicity) (Rosen, 1988; Morrone, 1994), mas ainda se discute a relevância desse método (e outros) para o estabelecimento de tais áreas (Brooks & van Veller, 2003; Santos, 2005; Nihei, 2006). No caso específico do PAE, as relações filogenéticas dos grupos não são relevantes na construção das relações 44 entre áreas (Santos, 2005), o que não permite distinguir a relação histórica entre essas unidades. Outros métodos para o reconhecimento de áreas de endemismo têm sido propostos, mas ainda não há consenso sobre qual (ou quais) devem ser utilizados (Szumik et alli, 2002; Szumik & Goloboff, 2004). Índices baseados em diversidade filogenética provêem uma medida de como a diversidade de espécies distribui-se entre grupos monofiléticos, permitindo a delimitação de áreas para conservação de diversidade biológica (Nixon & Wheeler, 1992; Wheeler, 1995; Wheeler & Platinick, 2000). Whittaker et alli (2005, p. 4) definem biogeografia da conservação como “a aplicação de princípios biogeográficos, teorias, e análises relacionados à dinâmica distributiva de táxons individual e coletivamente, para problemas relativos à conservação da biodiversidade”. Dessa forma, em um cenário atual em que a diversidade do planeta está sendo perdida em um ritmo acelerado, os métodos filogenéticos e de biogeografia histórica são ferramentas úteis para o conhecimento da biodiversidade e a delimitação de áreas prioritárias para a conservação. Tais procedimentos permitem avaliar e refinar os métodos correntemente utilizados em biologia da conservação, aprimorando o planejamento e a aplicação de métodos em estudos com esse escopo. Bibliografia sugerida: AMORIM, D.S. 2001. Dos Amazonias. Introducción a la biogeografía en Latinoamérica: teorías, conceptos, métodos y aplicaciones (ed. by J. Llorente and J.J. Morrone), pp. 245–255. Universidad Nacional Autónoma de México, México. ANDERSON, S. 1994. Area and endemism. The quarterly review of biology, 69(4), 451–471. AXELIUS, B. 1991. Areas of distribution and areas of endemism. Cladistics 7:197–199. BROOKS, D.R. & VAN VELLER, M.G.P. 2003. Critique of parsimony analysis of endemicity as a method of historical biogeography. Journal of Biogeography, 30, 819–825. BROWN, J.H. & LOMOLINO, M.V. Biogeografia. 2ª edição. Editora Funpec, Ribeirão Preto. 691 p. CARVALHO, C.J.B. DE. 2004. Ferramentas atuais da Biogeografia Histórica para utilização em conservação. In: Miguel Serediuk Milano; Leide Yassuco Takahashi; Maria de Lourdes Nunes. (Org.). Unidades de Consevação: atualidades e tendências 2004. Curitiba: Fundação Boticário de Proteção à Natureza, p. 92-103. CARVALHO, M.R., BOCKMANN, F.A., AMORIM, D.S. & BRANDÃO, C.R.F. 2008. Systematics must embrace comparative biology and evolution, not speed and automation. Evolutionary Biology, 35, 97–104. CRISCI, J. V. 2001. The voice of historical biogeography. Journal of Biogeography. 28: 157-168. CROIZAT, L. 1958. Panbiogeography. Publicado pelo autor, Caracas. CROIZAT, L. 1964. Space, time, form: The biological synthesis. Publicado pelo autor, Caracas. EBACH, M.C. & MORRONE, J.J. 2005. Forum on historical biogeography: what is cladistic biogeography? Journal of Biogeography, 32, 2179–2187. 45 FAITH, D.P. 1994. Phylogenetic diversity: a general framework for the prediction of feature diversity. In: Forey, P.L., Humphries, C.J. & Vane-Wright, R.I. (eds). Systematics and Conservation Evaluation. Oxford University Press. New York. FOREY, P.L.; HUMPHRIES, C.J.; VANE-WRIGHT, P.I. 1994. Systematics and Conservation evaluation. Oxford. Oxford Univ. Press. (The Systematics Association Special, vol. 50). HAUSDORF, B. 2002. Units in biogeography. Syst. Biol., 51, 648–652. HAROLD, A.S. & MOOI, R.D. 1994. Areas of endemism: definition and recognition criteria. Systematic Biology, 43, 261–266. HUMPHRIES, C.J. & PARENTI, L. R. 1999. 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Além disso, várias espécies de cupins são pragas agrícolas nos trópicos, alimentando-se de várias partes de plantas cultivadas, incluindo cana-de-açúcar, eucalipto, arroz-de-sequeiro, amendoim, frutíferas e outras. Entretanto, a importância dos cupins vai muito além do potencial que esses insetos possuem como pragas. Todas as espécies de cupins são eussociais (não existem cupins solitários), isto é, possuem divisão reprodutiva do trabalho, sobreposição de gerações e cuidado cooperativo da prole. Em termos gerais, pode-se dizer que uma colônia de cupins é constituída por um par real (rei e rainha, que são os reprodutores), os operários e soldados (estéreis) e os imaturos. Uma colônia madura produz alados que serão os futuros reis e rainhas, fundadores de novas colônias depois das revoadas. É durante a revoada que os pares se formam, no vôo ou no solo. O casal começa então a procurar um local favorável (que depende da espécie em questão), para iniciar uma nova colônia. Uma vez estabelecidos neste local, ocorre a primeira cópula. O par real, depois de fundar a colônia, permanece junto, ocorrendo várias cópulas durante a vida. A maioria das espécies de cupins alimenta-se de materiais de materiais celulósicos (madeira, folhas etc.) ou matéria orgânica do solo (húmus) e desempenham importantes papéis ecológicos no processo de ciclagem de nutrientes, formação e aeração do solo, sendo considerados engenheiros de ecossistema. Estes insetos estão entre os mais abundantes invertebrados de solo de ecossistemas tropicais. Esta grande abundância dos cupins nos ecossistemas, aliada à existência de diferentes simbiontes, confere a estes insetos a possibilidade de desempenhar papéis como o de “super decompositores” e auxiliares no balanço Carbono-Nitrogênio. As formas dos ninhos (cupinzeiros ou termiteiros) são bastante diversificadas e vão desde galerias difusas na madeira ou solo, até complexos e grandes ninhos tanto epígios como subterrâneos. Os ninhos as galerias, internamente, são feitas de fezes ou madeira sedimentada com saliva, ou combinação de ambos. Os ninhos são muitas vezes ocupados por muitos outros animais, incluindo outros cupins. Os verdadeiros termitófilos são animais que vivem juntamente com os cupins, dentro das galerias, como vários besouros da família Staphilinidae. Termitariófilos são animais que usam o cupinzeiro, mas não 48 interagem com os cupins, estão entre eles aranhas, lagartos, ratos, besouros, pássaros, etc. O termo inquilino é utilizado para outros cupins que utilizam os cupinzeiros construídos por outras espécies. Bibliografia sugerida: Abe, T; Bignell, D.E.; Higashi, M. 2000. Termites: Evolution, Sociality, Symbioses, Ecology. Springer, pp. 466. Wilson, E.O. 1971. The insect societies. Belknap Press, Cambridge. 548p. Sites úteis: Constantino, R. http://www.unb.br/ib/zoo/docente/constant Thorne, B. http://www.thornelab.umd.edu/ Myles, T.G. http://www.utoronto.ca/forest/termite/termite.htm 49 Aspectos evolutivos e ecológicos do mutualismo Ficus-vespas do figo MSc. Fernando Farache & MSc. Larissa Elias Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mail: [email protected] A interação entre figueiras e vespas polinizadoras é um caso clássico de mutualismo entre insetos e plantas, apresentando diversas singularidades que a tornam um modelo adequado para o estudo de questões referentes à co-evolução e manutenção de relações mutualísticas. Plantas do gênero Ficus são caracterizadas por inflorescências globosas e fechadas (figos ou sicônios), no interior das quais são encontradas centenas a milhares de flores pistiladas e estaminadas. As figueiras apresentam distribuição pantropical e são de fundamental importância para o funcionamento de ecossistemas tropicais, pois representam um recurso alimentar constante, produzindo figos o ano todo, mesmo quando outras espécies de plantas não se encontram em estado reprodutivo. Cada uma das mais de 700 espécies de Ficus é polinizada exclusivamente por minúsculas vespas da família Agaonidae, sendo que as inflorescências também são o único sítio de oviposição e desenvolvimento da prole dessas vespas. Essa relação íntima é um dos mais bem estudados casos de co-evolução na natureza. O ciclo de vida dos figos e das vespas pode ser dividido em cinco fases bem definidas. Na fase A ou préfeminina, as flores pistiladas estão imaturas. Com o amadurecimento de tais flores, os estigmas se tornam receptivos à polinização e o figo libera substâncias voláteis que atraem as vespas polinizadoras. Nesta fase, denominada fase B ou feminina, as vespas polinizadoras fêmeas (fundadoras) adentram o sicônio através de uma abertura coberta por brácteas, denominada ostíolo, geralmente perdendo as asas e antenas. As fundadoras polinizam as flores femininas, depositam seus ovos em algumas delas e morrem no interior do figo. As flores polinizadas originam frutos (aquênios) e aquelas que receberam ovos transformam-se em galhas, onde as larvas das vespas se desenvolvem. Essa fase é conhecida como fase C ou interfloral. Quando o ciclo de desenvolvimento das vespas está completo, ocorre a maturação das flores estaminadas na inflorescência. Os machos emergem primeiro, acasalando as fêmeas ainda em suas galhas. Na seqüência (fase D), as fêmeas fecundadas emergem de suas galhas e coletam pólen. Na última fase, elas abandonam o figo natal, encontrando então figos receptivos, os quais serão polinizados, dando continuidade ao ciclo. Após a saída das vespas, os figos completam seu amadurecimento, tornando-se atrativos a diversos frugívoros. O mutualismo é explorado por outras vespas da superfamília Chalcidoidea, consideradas parasitas do mutualismo, por depositarem seus ovos nas inflorescências pelo lado de fora, através da parede do figo, sem oferecer serviço de polinização. Essas vespas apresentam ovipositores bastante longos, relacionados a essa estratégia de oviposição e podem depositar seus ovos no interior de sicônios em diferentes fases do desenvolvimento. Dessa forma, algumas espécies competem com as polinizadoras 50 por sítios de oviposição (flores do figo) e também induzem galhas. Outras depositam seus ovos em galhas já induzidas e parasitam a larva da outra espécie. Apesar dos estudos já desenvolvidos sobre a interação, essa permanece uma área aberta, com grande potencial de descobertas em diversos campos teóricos. Nesse mini-curso discutiremos características gerais do mutualismo Ficus-polinizadores e utilizaremos esse modelo para explorar aspectos ecológicos e evolutivos dos mutualismos de polinização, discutindo conflitos entre polinizadores e plantas e estratégias de exploração por grupos não mutualistas. Bibliografia sugerida: Galil, J.; Eisikowitch, D. 1968. On the pollination ecology of Ficus sycomorus in East Africa. Ecology 49: 259-269. Weiblen, W. B. 2002. How to be a Fig Wasp. Annual Review of Entomology 47:229-330. 51 Discutindo Coleta, Curadoria e Impedimento taxonômico na Entomologia MSc. Rafaela L. Falaschi, MSc. Sarah S. Oliveira & MSc. Renato Soares Capellari Laboratório de Morfologia e Evolução de Diptera, Depto. Biologia, FFCLRP-USP e-mails: [email protected], [email protected], [email protected] Embora passem despercebidos por grande parte da prática científica atual, são de suma importância os procedimentos de coleta de material biológico e sua posterior conservação, não apenas em trabalhos de cunho taxonômico. Isso se deve principalmente às concepções popperianas de repetibilidade da experimentação e falseabilidade das hipóteses aventadas. Nessa medida, disponibilizar determinadas informações, a fim de que se possa reproduzir um experimento o mais fielmente possível, é crucial nessa perspectiva científica. Dentro da área de conhecimento da entomologia, essas questões formam a pedra-angular no que diz respeito aos procedimentos de coleta e manutenção do material biológico estudado. E isso não somente em taxonomia e sistemática, mas também em ecologia, etologia, fisiologia dos insetos, entre outras. Os tipos de coleta variam conforme os grupos de enfoque do trabalho a ser realizado, bem como do tipo de ambiente no qual eles se encontram (de terrestres a aquáticos, passando por todas as gradações da interface entre ambos), e devem ser planejadas dentro de um conhecimento prévio de logística: como e em que locais coletar determinado grupo? Deve-se coletar o máximo possível ou deixar grupos específicos somente para especialistas? Qual a relação de custo-benefício esperado para uma coleta e em quanto tempo ela transcorrerá? Reconhecida a diversidade biológica de um hábitat e feita sua amostragem, o próximo passo é a montagem dos espécimes coletados. Diferentes grupos de insetos apresentam diferentes necessidades quanto à sua conservação ótima: em geral eles são montados em alfinetes entomológicos, mas muitos (por serem pequenos demais, apresentarem corpo pouco esclerotizados, etc.) necessitam ser preservados em álcool 70%. A despeito de em que via são preservados os espécimes (úmida ou seca), todos eles devem trazer consigo informações sobre a localidade, o período do ano em que foram coletados e coletores. Isso feito, o tratamento museológico propriamente dito entra em cena. Museus são os depositários de uma rica fonte de informações sobre os mais diversos grupos, e os trabalhos em Taxonomia e Sistemática encontram um terreno fértil de produção científica nessas instituições. O material ali depositado serve de suporte aos mais variados estudos, desde a taxonomia ao nível alfa (descrição de espécies) até o levantamento de hipóteses de relacionamento entre os táxons e discussões sobre a evolução de grupos e caracteres. Afora isso, para qualquer trabalho que utilize espécies como modelos biológicos, é recomendável que se depositem exemplares usados nos seus experimentos em museus, a fim de que outros pesquisadores, interessados em repetir as experimentações, possam confirmar se os modelos em questão são de fato aqueles referidos inicialmente. 52 Além disso, na qualidade de instituição mantenedora da representação da biodiversidade, os museus colocam-se na linha de frente na questão da comunicação científica entre pesquisadores. O empréstimo de material entre instituições ainda sofre grandes impedimentos em nosso país, mesmo num contexto global de rápido fluxo de informações. Não só a legislação acerca dessa problemática carece de inovações, que desobstruam as dificuldades hoje enfrentadas pelos pesquisadores, mas também aquela concernente à coleta e à sua legalidade. Assim, o papel dos museus como instituições depositárias de espécimes e os trabalhos de curadoria ali desenvolvidos mostram-se, ambos, de fundamental importância como fonte depositária e provedora de informação biológica, bem como no enquadramento da Biologia como Ciência sensu Popper. Bibliografia sugerida: ALMEIDA, L.M., RIBEIRO-COSTA, C.S. & MARINONI, L. 2003. Manual de Coleta, Conservação, Montagem e Identificação de Insetos. Holos Editora, Ribeirão Preto – SP. 78 p. BORROR, D.J. & DELONG, D.M. 1969. Introdução ao Estudo dos Insetos. Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo – SP. 653 p. CARVALHO, M. R. et alli 2007. Taxonomic impediment or impediment to taxonomy? A commentary on systematics and the cybertaxonomic-automation paradigm. Evolutionary Biology, 34: 140-143. CARVALHO, M. R., BOCKMANN, F. A., AMORIM, D. S. & BRANDÃO, C. R. 2008. Systematics must embrace comparative biology and evolution, not speed and automation. Evolutionary Biology, 35: 150-157. EVENHUIS, N. L. 2007. Helping Solve the “Other” Taxonomic Impediment: Completing the Eight Steps to Total Enlightenment and Taxonomic Nirvana. Zootaxa, 1407: 3-12. FIGUEIREDO, B. G. & VIDAL, D. G. (Orgs.) 2005. Museus: dos Gabinetes de curiosidades a museologia moderna. Belo Horizonte, MG: Argvmentvm; Brasília, DF: CNPq, p.151-162. GODFRAY Jr., H. C. 2007. Linnaeus in the information age. Nature, 466: 259-260. INTERNATIONAL COUNCIL OF MUSEUMS 2006. Running a museum: a practical handbook. Paris: ICOM. Disponível em: http://unesdoc.unesco.org/images/0014/001410/141067e.pdf Último acesso em:06/11/2009. LIPSCOMB, D., PLATNICK, N. & WHEELER, Q. 2003. The intellectual content of taxonomy: a comment on DNA taxonomy. Trends in Ecology and Evolution, 18(2): 65-66. PAPAVERO, N. Fundamentos práticos de taxonomia zoológica. 2.ed. São Paulo: UNESP, 1994. 285p. PRIMACK, R. B.; RODRIGUES, E. Biologia da conservação. Londrina: E. Rodrigues, 2001. 327 p. SIMMONS, J.E, MUÑOZ-SABA Y. (Eds.) 2005. Cuidado, manejo y conservación de las colecciones biológicas. Bogotá, Universidad Nacional de Colombia. http://www.gbifargentina.org.ar/temp/web_materiales_publicos/index.htm Disponível Último acesso em: em: 06/11/2009. 53 Biologia, ecologia e taxonomia de insetos de importância forense Prof.ª Dr.ª Patrícia Jacqueline Thyssen Instituto de Biologia, UNICAMP. e-mail: [email protected] Após a morte, os tecidos de animais, inclusive de humanos, são atrativos para uma grande variedade de insetos. Estudos envolvendo estas espécies também têm contribuído para a realização de investigações criminais, sendo este um amplo campo a ser explorado dentro das ciências forenses. Assim, a entomologia na área forense, conhecida como Entomologia Forense, pode ser definida como a aplicação do estudo de insetos e outros artrópodes que, em associação com outros procedimentos, tem o propósito de descobrir informações úteis para uma investigação (LINHARES & THYSSEN, 2007). Segundo LORD e STEVENSON (1996), a entomologia forense pode ser dividida ou subdividida em três grandes áreas: urbana (abrange os insetos que afetam o homem e seu ambiente), pragas de produtos armazenados (relacionada com insetos ou parte deles comumente encontrados contaminando alimentos) e médico-legal (que tem seu foco nos componentes criminais do sistema legal lidando, principalmente, com insetos necrófagos, isto é, que se alimentam em corpos em decomposição). De modo geral e independente de sua classificação, têm sido alvo de inúmeros estudos, especialmente, as abordagens sobre como determinar o intervalo pós-morte; local ou causa da morte; e identificação de suspeitos ou vítimas, em casos de óbitos onde falta clareza sobre a responsabilidade e a seqüência dos fatos ocorridos. Para tanto, o conhecimento entomológico deve estar associado às informações biológicas, ecológicas, de distribuição geográfica e de demais variações que possam ocorrer entre as diferentes espécies que estão presentes neste meio, além da correta identificação do inseto. O curso terá por objetivo apresentar e discutir, de forma compreensível e objetiva, quais são as principais técnicas de coleta, identificação, montagem, conservação e preservação de insetos adultos e imaturos de importância forense. Serão vistos brevemente o ciclo biológico e ecologia dos insetos de maior importância forense, como aplicar tal conhecimento para estimar o intervalo pós-morte, que tipos de dados devem ser obtidos durante uma investigação em âmbito legal ou civil. Também está previsto o uso de chaves taxonômicas para possibilitar identificação de alguns exemplares até o nível específico de espécie. Referências Bibliográficas LINHARES, A.X. & THYSSEN, P.J. 2007. MIÍASES DE IMPORTÂNCIA MÉDICA – MOSCAS E ENTOMOLOGIA FORENSE. PP. 709730. IN: DE CARLI, G.A. (ORG.) PARASITOLOGIA CLÍNICA – SELEÇÃO DE MÉTODOS E TÉCNICAS DE LABORATÓRIO PARA O DIAGNÓSTICO DAS PARASITOSES HUMANAS. 2º ED. SÃO PAULO: ED. ATHENEU. LORD, W.D. & STEVENSON, J.R. 1986. DIRECTORY OF FORENSIC ENTOMOLOGISTS. WASHINGTON DC, AM. REG. PROF. ENTOMOL., PP. 42. 54 Biologia de vespas e abelhas eussociais Dr. Sidnei Mateus Especialista em Laboratório, Depto. Biologia, FFLRP-USP e-mail: [email protected] Abelhas sem ferrão pertencem à tribo Meliponini, apresentam um diferenciado sistema de organização social. Possui extrema diferenciação entre as castas (rainha e operárias), estabelecimento de colônias por enxameagem, colônias perenes, complexa arquitetura de ninho, elaborado sistema de comunicação, armazenamento de alimento e eficaz sistema de termorregulação. Nidificam geralmente em ocos de árvores vivas ou mortas, mas podem construir ninhos expostos, subterrâneos, associados com cupins, vespas e formigas. Normalmente, as colônias possuem apenas uma rainha, centenas a milhares de operárias, esporadicamente machos e rainhas virgens. As operárias realizam as tarefas de construção, manutenção da colônia, coleta e processamento do alimento, cuidado com a cria e defesa do ninho, através de uma elaborada divisão de trabalho que é influenciada pela idade dos indivíduos. Na maioria das espécies, elas desenvolvem ovários, podendo botar ovos tróficos, que alimentarão a rainha, ou ovos funcionais, que darão origem a machos. O Processo de Aprovisionamento e Postura (POP) é uma característica dos meliponíneos absolutamente ímpar entre os insetos sociais é o meio pelo qual eles produzem sua cria. No Brasil ocorrem seis espécies do gênero Bombus, a fundação de novas colônias ocorre após o final de um ciclo colonial, uma rainha inseminada funda seu ninho, constrói um pote de cera (produzido por ela – glândulas abdominais) para armazenar alimento (néctar), em seguida construirá sua primeira célula onde botara seus primeiros ovos. No inicio aprovisiona e defende o ninho até emergir as primeiras filhas que serão suas ajudantes. Todo o trabalho de manutenção, coleta e defesa da colônia ficarão a cargo das operárias. A rainha será a responsável pela construção de novas células e postura, raramente deixará o ninho. Os ninhos são encontrados na superfície do solo ou cavidades preexistentes, construídos entre ramos e touceiras de capim, sem entrada definida. A cobertura é feita com detritos vegetais, as operárias cortam com as mandíbulas pedaços de folhas e capim e cobrem o ninho. Durante o ciclo colonial ocorrerá conflito entre operárias e a rainha pela dominância de postura, próximo do final do ciclo serão produzidos machos e novas rainhas. As vespas sociais pertencentes à subfamília Polistinae ocorrem em todo mundo, a maior diversidade é encontrada na região Neotropical. No Brasil, é representada por três tribos: Polistini, Mischocyttarini e Epiponini. Nos Polistinae, novas colônias são iniciadas por fundação independente ou por enxameio. Em Polistes e Mischocyttarus, uma ou várias rainhas (férteis) iniciam a construção de seu próprio ninho. Através de atos agressivos (mordidas) que ocorre entre as fêmeas (inseminadas) da colônia, estabelece se uma hierarquia de dominância entre as rainhas. Nas espécies da tribo Epiponini, novas colônias são sempre iniciadas por enxameio, onde várias rainhas e um grupo de operárias deixam o ninho original 55 para iniciar uma nova colônia. O enxameio é coordenado por operárias (escoteiras) que seleciona um novo local para o futuro ninho. Entre os ninhos (novo e velho) é feito um caminho químico com substância glandular produzida no 5° esternito, operárias esfregam o abdômen em folhas de árvores, galhos e postes deixando produtos glandulares que indicará o local do novo ninho. Referências Bibliográficas Mateus, S.; Noll, F. B. & Zucchi, R. 2004. Caste Flexibility and Variation according to the Colony Cycle in the Swarm-founding Wasps, Parachartergus fraternus (Gribodo) (Hymenoptera: Vespidae: Epiponini). Journal of the Kansas Entomological Society: Vol. 77, No. 4, pp. 470-483. Richards O. W. 1978. The social wasps of the Americas, excluding the Vespinae. London: British Museum (Natural History), VII + 580 pp. 56