Study of the termitofauna (Insecta, Isoptera) from the upper Madeira River region, Rondônia, Brazil

Estudo da termitofauna (Insecta, Isoptera) da região do alto Rio Madeira, Rondônia. Na região conhecida como alto Rio Madeira, no município de Porto Velho, Rondônia, estão sendo criadas as Usinas Hidrelétricas (UHEs) de Santo Antônio e Jirau. As construções das represas das UHEs estão inundando grandes porções de floresta ao longo das duas margens do rio Madeira. Desta forma o conhecimento da biota local, especialmente de sua distribuição no espaço, é extremamente importante, ainda mais porque o alinhamento dos rios Amazonas-Madeira-Mamoré separa a região Neotropical em duas áreas de endemismo para diversos grupos de animais. Essa tese tem por objetivo apresentar os resultados gerais obtidos ao longo de três anos de monitoramento de cupins nas áreas de influência da UHE de Jirau e dois anos nas áreas de influência da UHE de Santo Antônio, assim como desenvolver um estudo de comunidades e análise da distribuição espacial dos cupins presentes nas áreas de influência da UHE de Jirau (Capítulo 1). Outro objetivo é o estudo da estrutura genética das populações de Heterotermes tenuis (Rhinotermitidae) ao longo das áreas de influência das duas UHEs, visando investigar a existência de fluxo gênico entre as populações de cada margem do Rio Madeira (Capítulo 2). Foram amostrados doze módulos, sete na margem esquerda do rio e cinco na margem direita. Cada um era compostos por transectos de 3 ou 4 km e parcelas perpendiculares a cada 1km, e as amostragens foram realizadas em subparcelas de 5x2m dentro das parcelas. Durante um total de 20 campanhas foram investigadas 1121 subparcelas, totalizando 7875 amostras de cupins e pelo menos 169 espécies. Esse é provavelmente o trabalho com maior esforço amostral já empregado e também o que registrou o maior número de espécies de cupins até hoje. Para o estudo de comunidades, foram aleatorizadas 20 subparcelas nos seis módulos da UHE de Jirau, sendo cinco subparcelas dentro das parcelas marcadas nas seguintes distâncias em relação à margem do rio: P1 - 50 m, P2 - 1 km, P3 - 2 km e P4 - 3 km. A composição de cupins não está relacionada com o lado do rio. O estimador que mais se aproximou do provável número real de espécies foi o Jackknife 2. Como resultado das análises de diversidade beta utilizando a composição de espécies de cupins houve um agrupamento dos módulos com o mesmo tipo de solo, sugerindo que algumas espécies de cupins estejam distribuídas de acordo com esta variável. Em relação à distância para o rio, a parcela mais próxima do rio foi a mais singular, tanto em relação à composição de espécies quanto à riqueza e abundância, sendo que existem espécies restritas à P1 e outras praticamente ausentes nessas parcelas. Das dez variáveis ambientais analisadas, a riqueza de cupins se mostrou correlacionada com a altitude, concentração de argila e silte no solo e estratificação vegetal entre 1 e 5 m. Para o estudo da estrutura genética das populações de H. tenuis foram utilizadas 84 sequências dessa espécie dos 12 módulos de monitoramento, seis de colônias do Cerrado e três do GenBank (de Manaus, Guiana Francesa, e Equador), além de uma de H. longiceps como grupo externo. Nas análises iniciais, foi encontrada uma forte estruturação genética entre as sequências: todas as análises filogenéticas (máxima parcimônia, máxima verossimilhança e inferência bayesiana), assim como a rede de haplótipos, formaram dois grupos consistentes, mas sem qualquer relação espacial. A partir disso, passou-se a trabalhar com a hipótese de que há duas espécies crípticas (chamadas Ht. A e Ht. B). Desta forma, todas as análises para testar se o Rio Madeira funcionava como barreira biogeográfica foram testadas separadamente para cada uma das supostas duas espécies crípticas, entretanto, não foi constatada qualquer influência do rio como barreira ao fluxo gênico entre as populações de cada margem.The Santo Antônio and Jirau hydroelectrics plants (HP) are being built in the Madeira River region, in Porto Velho, RO, Brazil. The HPs will flood large portions of native forest, and thus knowledge of the local biota and its distribution in space is extremely important for the formulation of management plans for creation of protected areas. This region in particular is unique, since the alignment of Amazonas-Madeira-Mamoré Rivers divides the Neotropical region into two areas of endemism for a diversity of taxa. The main objective of this thesis was to monitor termites for three years in areas near the Jirau HP and two years in areas near the Santo Antônio HP. As well as conduct a community level study and analyze the spatial distributions of termites from the areas influenced by Jirau HP (Chapter 1); and investigate the population genetic structure of Heterotermes tenuis (Rhinotermitidae), for the two areas influenced by the HPs, to test whether there is genetic flow between the populations on either bank of the Madeira River (Chapter 2). Twelve modules were marked, seven on the left bank of the river and five on the right bank. Each module was composed of 3 or 4 km transects and perpendicular parcels every 1 km. The sampling was conducted in sub parcels of 5 x 2 m inside each main parcels. During 20 expeditions, 1121 subparcels were investigated and a total of 7875 samples were collected and identified to 169 species. This study incorporates greater sampling effort than already employed by other published studies to date and also registered the highest number of termites species of any similar study. For the community study, 20 subparcels were randomized in the six modules of the Jirau HP, with five subparcels marked in relation to distance from the river margin (P1 - 50 m, P2 - 1 km, P3 - 2 km, and P4 - 3 km). The termite species composition was not related to side of the river bank. The richness estimator Jackknife 2 was the best estimator of the real number of species diversity. The beta diversity analysis with termite species composition clustered for modules with the same soil type, suggesting that some termite species may be distributed according to the soil type. Parcels closest to the river were the most unique, both in terms of termite species composition and abundance patterns, with some species restricted to the P1 and others absent. Of the ten environmental variables measured, termite species richness was correlated with altitude, clay and silt concentration in the soil, and vegetation stratification between 1 and 5 m, among. For the study of the genetic structure of Heterotermes tenuis, 84 sequences of this species were used from the 12 monitoring modules, six from colonies from the Cerrado (Brazilian Savanna), three from GeneBank (from Manaus, French Guiana and Ecuador), and one of H. longiceps as outgroup. In the initial analysis, relatively strong genetic structure within the samples was found: all phylogenetic analysis (maximum parsimony and likelihood, and Bayesian inference), and haplotype networks, consistently clustered two groups of haplotypes, but without any spatial relationships. Thus was assumed that there were two cryptic species (here called Ht. A and Ht. B), and all the analysis to test whether the Madeira River was a biogeographic barrier were conducted separately for each putative species. However, it was not possible to detect any influence of the river to genetic flow between the populations from either side of the river