Influência da formiga mutualista no investimento em defesas de plantas: um experimento de longa duração no sistema Cecropia-Azteca

Abstract

As plantas demonstram estratégias defensivas diversas contra seus inimigos naturais. Estas defesas podem ser diretas, como compostos químicos e estruturas físicas, e indiretas, como a associação com outros animais. As plantas mirmecófitas, por exemplo, vivem em associação íntima com formigas que desempenham função protetora em troca de alimento e locais de nidificação. Nesse sentido, investir em recursos para atrair formigas pode concorrer, em termos de alocação de energia, com o investimento em defesas diretas, gerando o chamado “trade-off”. Mais especificamente, na relação mutualística entre as formigas do gênero Azteca e as árvores do gênero Cecropia, já foi demonstrado que as formigas proporcionam múltiplos benefícios às plantas que vão além da proteção. No entanto, não se sabe exatamente como a presença das formigas influencia as características de defesa dessas plantas. A partir dessa lacuna, essa tese foi dividida em dois capítulos: O primeiro deles teve como objetivo testar se a presença de formigas (Azteca muelleri) e a herbivoria influenciam o investimento em defesas físicas em Cecropia glaziovii. No segundo capítulo foi determinado se a colonização por A. muelleri é capaz de mediar a existência de trade-off entre defesas químicas e físicas em C. glaziovii. Em relação ao primeiro capítulo, conduzimos dois experimentos, sendo um deles de simulação e outro de proteção de herbivoria em plantas no campo. Já no segundo capítulo, realizamos um experimento manipulativo de longo prazo (oito anos) para avaliar o investimento em defesas químicas e físicas em plantas colonizadas e não colonizadas. Com coletas mensais, acessamos dados de densidade de tricomas foliares (defesas físicas) e compostos fenólicos (defesas químicas) de plantas (C. glaziovii) colonizadas e não colonizadas pelas formigas (A. muelleri). Descobrimos que em plantas colonizadas por formigas a produção de tricomas é menor, independentemente da herbivoria. Encontramos também que a presença das formigas é um forte mediador do trade-off entre as defesas químicas e físicas de plantas; devido a redução na produção de tricomas com um incremento de compostos fenólicos apenas nas plantas não colonizadas. Nossos resultados reforçam a importância das formigas como defensoras, mas também como mediadoras da alocação e na provisão de recursos nessas plantas.Plants display diverse defensive strategies against their natural enemies. These defenses can be direct, such as chemical compounds and physical structures, and indirect, such as association with other animals. Myrmecophyte plants, for example, live in intimate association with ants that perform a protective role in exchange for food and nesting sites. In this sense, investing in resources to attract ants can compete, in terms of energy allocation, with investing in direct defenses, generating the so-called “trade-off”. More specifically, in the mutualistic relationship between ants of the genus Azteca and trees of the genus Cecropia, it has already been demonstrated that ants provide multiple benefits to plants that go beyond protection. However, it is not known exactly how the presence of ants influences these plants' defense characteristics. Based on this gap, this thesis was divided into two chapters: The first aimed to test whether the presence of ants (Azteca muelleri) and herbivory influence investment in physical defenses in Cecropia glaziovii. In the second chapter, it was determined whether colonization by A. muelleri is capable of mediating the existence of a trade-off between chemical and physical defenses in C. glaziovii. Regarding the first chapter, we conducted two experiments, one of which was simulation and the other was protection from herbivory in plants in the field. In the second chapter, we carried out a long-term (eight years) manipulative experiment to evaluate the investment in chemical and physical defenses in colonized and non-colonized plants. With monthly collections, we access data on the density of leaf trichomes (physical defenses) and phenolic compounds (chemical defenses) from plants (C. glaziovii) colonized and not colonized by ants (A. muelleri). We found that in plants colonized by ants the production of trichomes is lower, regardless of herbivory. We also found that the presence of ants is a strong mediator of the trade-off between chemical and physical plant defenses; due to a reduction in trichome production with an increase in phenolic compounds only in non-colonized plants. Our results reinforce the importance of ants as defenders, but also as mediators of resource allocation and provision in myrmecophytes.