Ecologia, comportamento e microbiologia de formigas cultivadoras de fungo (Formicidae, Myrmicinae, Attini, Attina) na Mata Atlântica

Orientadores: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira, Maurício Bacci Júnior e Mariana Lúcio LyraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Formigas cultivadoras de fungo (Formicidae, Myrmicinae, Attini, Attina) representam um exemplo de mutualismo: as formigas cultivam no interior de seus ninhos um fungo simbionte para obtenção de recursos nutricionais para a colônia e, em troca fornecem ao fungo nutrição, dispersão e proteção contra parasitas e competidores. Adicionalmente, essas formigas apresentam interações com microrganismos que podem afetar o mutualismo formiga-fungo. Através de uma abordagem multidisciplinar, esse trabalho teve como objetivo principal estudar a história natural, comportamento e a comunidade bacteriana associada a cinco espécies de formigas cultivadoras de fungo da Mata Atlântica: Mycocepurus smithii, Mycetarotes parallelus, Mycetophylax morschi, Sericomyrmex parvulus e Sericomyrmex saussurei. Essas formigas apresentam ninhos no solo, com poucas câmaras e não muito profundas. Em geral, o ritmo diário de atividade dessas espécies é diurno. As operárias coletam principalmente fezes de artrópodes e material vegetal para cultivar o fungo simbionte. Em campo, foi registrado pela primeira vez para as formigas atíneas o comportamento de cleptobiose, no qual Mycetarotes parallelus rouba itens (fezes de artrópodes) para a fungicultura diretamente das mandíbulas de operárias de Mycetophylax morschi, quando estas retornam ao ninho. Esse comportamento pode ser considerado uma forma de competição por interferência, com custos para Mycetophylax morschi e benefícios para Mycetarotes parallelus. No capítulo de comunidade de bactérias associadas às atíneas estudadas observamos que a composição das comunidades bacterianas foi diferente entre as espécies, indicando provavelmente um efeito do hospedeiro nessas comunidades. Houve também diferenças na composição das comunidades bacterianas entre ninhos de uma mesma espécie, mostrando que a comunidade bacteriana associada pode ser ninho-específico. Esses resultados evidenciam uma variação intra e interespecífica nas comunidades bacterianas dessas espécies. Finalmente, observações com colônias cativas revelaram que comportamentos relacionados ao "cuidado do fungo", "autolimpeza", "locomoção" e "inatividade" foram os mais praticados por essas formigas no interior do ninho. Além disso, as categorias comportamentais relacionadas ao "cuidado do fungo", "interação entre operárias", "cuidado com a prole" e "interações com operárias mortas" influenciaram na composição da comunidade bacteriana das atíneas estudadas. Esse resultado indica que a comunidade bacteriana associada às formigas cultivadoras de fungo pode ser mediada por comportamentos desempenhados no interior da colônia. Esse trabalho reúne informações sobre vários aspectos biológicos (história natural, ecologia, comportamento e interação com microrganismos) das formigas atíneas. Numa perspectiva mais ampla, esse trabalho contribui para um melhor entendimento da relação simbiótica multitrófica que essas formigas participam, fornecendo também importantes informações de campo sobre o papel ecológico destas formigas em Mata AtlânticaAbstract: Fungus-farming ants (Formicidae, Myrmicinae, Attini, Attina) represent an example of mutualism: the ants cultivate inside their nests a symbiont fungus to obtain nutritional resources for the colony and in return the ants provide the fungus with nourishment, dispersal, and protection against parasites and competitors. Additionally, these ants have interaction with microorganisms, which may affect the ant-fungus mutualism. Using a multidisciplinary approach, this study investigates the natural history, behavior, and associated bacterial community of five species of fungus-farming ants from Atlantic rainforest: Mycocepurus smithii, Mycetarotes parallelus, Mycetophylax morschi, Sericomyrmex parvulus and Sericomyrmex saussurei. These ants nest in the soil and their nests have few shallow chambers. In general, the daily activity schedule is diurnal and the ants collect mainly arthropod frass and vegetal matter to cultivate the symbiont fungus. In the field, the behavior of cleptobiosis was recorded for the first time in attine ants. Mycetarotes parallelus steals items (arthropod frass) for fungiculture directly from the mandibles of returning foragers of Mycetophylax morschi. This behavior can be considered a form of interference competition, with costs for Mycetophylax morschi and benefits for Mycetarotes parallelus. The chapter of bacterial community associated with attine ants, we observed that the composition of associated bacterial communities differed among the species, probably indicating a host effect in these communities. There were also differences in the composition of bacterial communities among nests of the same species, which shows that the bacterial community may be nest-specific. These results highlight an intra and interspecific variation in the bacterial community of these species. Finally, observations with captive colonies revealed that behaviors related to "fungus care", "self-cleaning", "locomotion" and "inactivity" were the most frequently performed by workers inside the nest. Furthermore, behavioral categories related to "fungus care", "interaction between workers", "brood care" and "interactions with dead workers" mediated the composition of bacterial community in these attine ants. This result indicates that the bacterial community associated with fungus-farming ants can be mediated by behaviors performed by workers inside the colony. This work brings together information on several biological aspects (natural history, ecology, behavior, and interaction with microorganisms) of attine ants. In a broader perspective, this work contributes to a better understanding of the multitrophic symbiosis involving fungus-farming ants and provides important field data about their ecological role in the threatened Atlantic rainforestDoutoradoEcologiaDoutora em EcologiaCAPE