ABSTRACT
The collapse of the Fundão tailings dam of the Samarco mining complex in Mariana, Brazil, was the largest mining disaster in the world to date with many socio-economic and environmental impacts. Soil affected by mining tailings was severely altered with negative impacts for agriculture. We tested whether diluting mining tailings with organic soil would eliminate or at least attenuate the ecotoxic effects on plant development and performance. We cultivated radish, Raphanus sativus,in substrates containing different proportions of mining tailings and organic soil: pure tailings (T100%); 2) tailings75%+ soil25%(T75%); 3) tailings50%+ soil50%(T50%); 4) tailings25%+ soil75%(T25%), and 5) pure organic soil (Soil100%, control). There were large differences in soil quality parameters between the 100% tailings treatment (T100%) and the control (Soil100%), as well as for some parameters in the most diluted treatment -T25%(Ca2+, Fe, Mn) in relation to the controltreatment. Although dilution of the tailings soil improved radish development, there was lower radish productivity (leaf area, total biomass, and root/tuber biomass) than for pure soil (control). There were also significantly higher amounts of bioaccumulated metals in radish tubers grown with tailings, even when grown in T25%for Fe content and in T75%for Mn content. These results present a worrisome scenario for human communities in the region of the Doce river, as human consumption of crops produced in soil contaminated with tailingsis not recommended due to potential toxicological effects from high metal concentrations.(AU)
Subject(s)
Soil Quality , Raphanus , Plant Development , Mining , Substrates for Biological TreatmentABSTRACT
ABSTRACT The study of arthropod communities foraging on monocultures of native plants (e.g. Caryocar brasiliense) in biodiversity hotspots (e.g. Brazilian Cerrado) is important to understand the processes driving their performance. This study evaluated the possible interactions between galling herbivores, free-feeding arthropods, and of their natural enemies on C. brasiliense trees, in an orchard (monoculture). The possible competition observed were: i) between galling insects with defoliators and phytophagous mites, ii) between sucking insects, iii) between phytophagous mites and, iv) between Aphis gossypii (Hemiptera: Aphididae) with Histiostoma sp. (Acari: Histiostomidae) on C. brasiliense trees. Numbers of predators and prey, parasitoids and hosts, and predators and parasitoids were directly related among them. The competitive interactions between herbivorous predator and parasitoid may reduce Eurytoma sp. (Hymenoptera: Eurytomidae) populations, a potential pest of C. brasiliense. The predator Zelus armillatus (Hemiptera: Reduviidae) and the parasitoids Sycophila sp. (Hymenoptera: Eurytomidae) and Ablerus magistretti (Hymenoptera: Aphelinidae) are important to determine the numbers of Eurytoma sp. and of its galls. These natural enemies may be important to control this galling insect on C. brasiliense trees. The arthropod competition affected their guild associated to C. brasiliense trees.
ABSTRACT
Abstract In a climate change context, the buildup of CO2 will affect plant communities worldwide. This study evaluated the effects of CO2 enrichment on the development and defense of two Cerrado native species Baccharis dracunculifolia and B. platypoda and their associated endophytic fungi richness. The study took place in Open-Top Chambers, two with ambient CO2 concentration (~400 ppm) and two in an enriched environment (~800 ppm). Baccharis platypoda developed 20% more leaves under enriched CO2 conditions, whereas B. dracunculifolia was 30% taller and showed 27% more leaves than those under ambient conditions. In both species, leaf polyphenol concentration did not differ between treatments. Nevertheless, polyphenol content had a positive correlation with plant height on both species' individuals grown under CO2 enriched conditions. Endophytic fungi richness and colonization rate on both plant species did not differ between ambient and enriched conditions. Our results show the positive effect of CO2 fertilizer in at least one of the measured growth parameters. An important new finding was a synergistic increase in growth and chemical defense in both studied species under enriched CO2 conditions, suggesting higher carbon assimilation and accumulation. This study suggests that the effects on primary productivity and secondary metabolites of Baccharis species will potentially reflect on the diversity and distribution of Cerrado plants and their associated animal communities.
Subject(s)
Carbon Dioxide/pharmacology , Baccharis/growth & development , Fertilizers , Endophytes/growth & development , Polyphenols/biosynthesis , Baccharis/microbiology , Baccharis/chemistryABSTRACT
Gall-inducing insects are very specious in vegetations of southeastern Brazil. Our goal was describe the gall richness by characterizing their external forms and their patterns of occurrence on host plants. Samples were collected from Campos de Altitude at four regions of the Mantiqueira Range: 1) Parque Estadual da Serra do Brigadeiro, 2) Parque Nacional do Caparaó, 3) Parque Estadual do Ibitipoca, 4) Parque Nacional do Itatiaia. We found 93 gall species within 13 families, 30 genera and 50 host plant species. We recorded 38 gall species in Parque Estadual da Serra do Brigadeiro, 21 in Parque Nacional do Caparaó, 23 in Parque Estadual do Ibitipoca and 20 in Parque Nacional do Itatiaia. Asteraceae represented 33% of the species collected, followed by Melastomataceae at 17%; with each one concentrating 56% and 18% of the galling insects, respectively. 98% of galls were Cecydomiidae (Diptera). The most attacked organ was the stem (56%), followed by the leaf (23%). Only 12% of the galls described in our study had been already recorded in previous studies, thus reinforcing the need to increase the sampling effort toward a better understanding of the richness and the natural history of gall-inducing insects from Brazil.
Insetos indutores de galhas são muito ricos em espécies nas formações vegetais do sudeste do Brasil. O objetivo deste estudo foi descrever a riqueza de morfotipos de galha por meio da caracterização de suas formas externas e os padrões de ocorrência nas plantas hospedeiras. As amostragens foram realizadas em campos rupestres e altitudinais de quatro regiões da Serra da Mantiqueira: 1) campos de altitude do Parque Estadual do Brigadeiro e 2) Parque Nacional do Caparaó, 3) Parque Estadual do Ibitipoca e Parque Nacional do Itatiaia. Foram registradas 93 espécies de galhas induzidas por insetos em 13 famílias, 30 gêneros e 50 espécies de plantas hospedeiras. Sendo 38 a riqueza de insetos indutores de galhas do Parque Estadual do Brigadeiro, 21 do Parque Nacional do Caparaó, 23 do Parque Nacional do Caparaó e 20 do Parque Nacional do Itatiaia. As famílias com maior riqueza foram Asteraceae (33%) e Melastomataceae (17%). A família Cecydomiidae (Diptera) foi a mais frequente (98%). O órgão mais atacado foi o caule (56%) seguido de folha (23%). O fato de apenas 12% das galhas descritas neste estudo já terem sido registradas em trabalhos anteriores, reforça a necessidade em aumentar o esforço amostral na direção de um maior conhecimento sobre a riqueza e história natural dos insetos indutores de galhas no Brasil.
ABSTRACT
Our goal was describe the gall richness through the characterization of their external shapes and occurrence patterns in their host plants from Parque Estadual da Serra do Cabral. In a universe of 34 families, 64 genera and 89 plant species, 47 gall-inducing insects in 21 families, 32 genera and 39 host plant species were recorded. The families, which hosted higher gall richness, were those with highest abundance. Asteraceae represented 33% of the species collected followed by Malpighiaceae 8% and Fabaceae 8%, each one concentrating 25%, 19% and 8% of gall-inducing insects, respectively. The organ most attacked was the leaf (51%), followed by the stem (42%) and the terminal branch (4%). Ninety-six percent (96%) of galls were glabrous. Only 25.5% of the galls described in our study have been already recorded in previous studies, reinforcing the need to increase the sampling effort toward a better understanding of the richness, distribution, and natural history of gall-inducing insects from Brazil.
Objetivo deste estudo foi descrever a riqueza de morfotipos de galha por meio da caracterização de suas formas e os padrões de ocorrência em suas plantas hospedeiras no Parque Estadual da Serra do Cabral. Num universo de 34 famílias, 64 gêneros e 89 espécies de plantas, foram registradas 47 espécies de galhas induzidas por insetos em 21 famílias, 32 gêneros e 39 espécies de plantas hospedeiras. As famílias que concentraram maior riqueza de insetos galhadores foram as famílias mais abundantes. A família Asteraceae representou 33% das espécies coletadas, seguida das Malpighiaceae 8% e Fabaceae 8%, cada uma concentrando 25%, 19% e 8% das espécies de insetos galhadores, respectivamente. O órgão mais atacado foi a folha (51%), seguido do caule (42%) e ramo terminal (4%). Noventa e seis por cento (96%) das galhas foram glabras. O fato de apenas 25% das galhas descritas neste estudo já terem sido registradas em trabalhos prévios, reforça a necessidade em aumentar o esforço amostral na direção de um maior conhecimento sobre a riqueza, distribuição e história natural dos insetos indutores de galhas no Brasil.
ABSTRACT
An inventory of gall inducing insects and their host plants in the Atlantic forest of Pernambuco, northeastern Brazil is presented. Samples of galls and their host plants were taken in six fragments of Atlantic forest. One hundred thirty-six different morphotypes of insect galls on 79 host plant species belonging to 35 plant families and 53 genera were recorded. The host plant families most attacked by galling insects were: Lecythidaceae, Myrtaceae, and Nyctaginaceae. The most frequent galling taxa were Diptera of the Cecidomyiidae family (95%), followed by Lepidoptera and Coleoptera. Galls occurred most frequently on leaves and stems, had globoid and elliptical shapes, green color and absence of trichomes on the external walls. The data indicate an intermediary richness of gall inducing insects when compared to other Brazilian Atlantic forests.
Um inventário de insetos galhadores e suas plantas hospedeiras foi realizado para a Mata Atlântica de Pernambuco, Nordeste do Brasil. As galhas e suas plantas hospedeiras foram amostradas em seis fragmentos de Mata Atlântica. Cento e trinta e seis diferentes morfotipos de galhas de insetos em 79 espécies de plantas hospedeiras pertencentes a 35 famílias de plantas e 53 gêneros foram registrados. As famílias de plantas mais atacadas por insetos galhadores foram: Lecythidaceae, Myrtaceae e Nyctaginaceae. O grupo mais frequente de galhador foi Diptera da família Cecidomyiidae (95%), seguido por Lepidoptera e Coleoptera. Galhas ocorreram mais frequentemente sobre as folhas e caules, possuíam um formato globoso e formas elípticas, de cor verde e ausência de tricomas nas paredes externas. Os dados indicam uma riqueza intermediária de insetos indutores de quando comparado com outras florestas atlânticas brasileiras.
ABSTRACT
Despite the speciose fauna of gall-inducing insects in the Neotropical region, little is known about their taxonomy. On the other hand, gall morphotypes associated with host species have been extensively used as a surrogate of the inducer species worldwide. This study reviewed the described gall midges and their galls to test the generalization on the use of gall morphotypes as surrogates of gall midge species in the Brazilian fauna. We compiled taxonomic and biological data for 196 gall midge species recorded on 128 host plant species. Ninety two percent of those species were monophagous, inducing galls on a single host plant species, whereas only 5.6 percent species were oligophagous, inducing galls on more than one congeneric host plant species. Only four species induced galls on more than one host plant genus. We conclude that gall morphotypes associated with information on the host plant species and attacked organs are reliable surrogates of the gall-inducing species.
Apesar do elevado número de espécies da fauna de insetos indutores de galhas na região Neotropical, muito pouco espécies foram descritas. Por outro lado, o morfotipo da galha associado com a espécie da planta hospedeira é em todo o mundo amplamente utilizado como um indicador da espécie de inseto indutor. Este estudo revê as espécies de cecidommídeos descritos e suas galhas para verificar a generalização do uso da morfologia da galha como indicador da espécie de cecidomíideo na fauna brasileira. Nós compilamos dados biológicos e taxonômicos de 196 espécies de cecidomiídeos em 128 espécies de plantas no Brasil. Noventa e dois porcento destas espécies foram monófagas, induzindo galhas em uma única espécie de planta hospedeira, enquanto somente 5,6 por cento das espécies foram oligófagas, induzindo galhas em mais de uma espécie de planta do mesmo gênero. Somente quatro espécies induzem galhas em espécies de plantas de gêneros diferentes. Nós concluímos que o morfo-tipo da galha associado com a espécie da planta hospedeira e com o órgão atacado são indicadores confiáveis da espécie de insetos indutores de galhas.
ABSTRACT
Trioecy, the co-occurrence of the males, females, and hermaphrodite morphs in natural populations, is a rare and poorly studied breeding system. It is expressed in Coccoloba cereifera, an endemic, and endangered species from the rupestrian fields of Serra do Cipó, southeastern Brazil. Male individuals produce staminate flowers but no fruits. Female individuals produce pistillate flowers and set fruits. Both staminate and pistillate flowers present non-functional organs of the opposite sex that simulate perfect flowers. Hermaphrodite individuals produce two different perfect flowers, each one belonging to distinct individuals, and set fruits. Perfect flowers differ in the amount of pollen produced, in pollen viability, and in some morphological traits. Two Hymenoptera species visited the flowers sporadically. The low natural fructification indicated a limited pollination, while the fruit set recorded in bagged pistillate flowers indicated agamospermy. Female individuals represent more than 40 percent of the population studied and must be the result of agamospermic seeds.
A trioicia, a coocorrência, em população natural, de indivíduos masculinos, femininos e hermafroditas, é um sistema reprodutivo raro e pouco estudado. Coccoloba cereifera (Polygonaceae), espécie endêmica e em perigo de extinção dos campos rupestres da Serra do Cipó, sudeste brasileiro, apresenta esse sistema. Indivíduos masculinos produzem flores estaminadas e não frutificam. Indivíduos femininos produzem flores pistiladas e frutificam. Ambas flores estaminadas e pistiladas apresentam órgãos não-funcionais do sexo oposto, tornando-as semelhantes às flores perfeitas. Indivíduos hermafroditas produzem dois tipos de flores perfeitas, cada um pertencente a indivíduos distintos, e ambos frutificam. As flores perfeitas diferem entre si na quantidade de pólen produzido, na viabilidade do pólen e em algumas características morfológicas. Duas espécies de Hymenoptera visitaram as flores esporadicamente. A baixa frutificação natural indicou uma polinização limitada, ao passo que a frutificação registrada em flores pistiladas, isoladas por sacos, indicou agamospermia. Indivíduos femininos representaram mais que 40 por cento da população estudada e devem ser resultantes de sementes agamospérmicas.
ABSTRACT
The interaction patterns between the dioecious shrub Baccharis concinna Barroso (Asteraceae) and its speciose galling insect community were studied in southeastern Brazil. Two hypotheses were tested in this study: "the differential reproduction and growth hypothesis" that predicts that male plants present fewer reproductive structures and are larger than female plants; and the 'sex-biased herbivory hypothesis' that predicts that male plants support a larger abundance of insect galls than female plants. Plants did not show sexual dimorphism in growth (= mean leaf number). However, male plants had longer shoots and a lower average number of inflorescences than female plants. These results corroborate the hypothesis that male plants grow more and reproduce less than female plants. No statistically significant difference was found in the number of galls between male and female plants, but a sex by environmental effect on gall number was detected. When each species of galling insect was individually analyzed per population of the host plant, the rates of attack varied between sex and population of the host plant, and they were highly variable among the species of galling insects. These results highlight the importance of the interaction between sex and environment in the community structure of galling insects and indicate that other variables besides host sex may influence the patterns of attack by galling herbivores.
Os padrões de interação entre o arbusto dióico Baccharis concinna Barroso (Asteraceae) e sua diversa comunidade de insetos galhadores foram estudados na região sudeste do Brasil. Duas hipóteses foram testadas neste estudo: "a hipótese do crescimento e reprodução diferenciais", que prevê que plantas masculinas apresentam menos estruturas reprodutivas e são maiores do que plantas femininas; e a "hipótese da herbivoria mediada pelo sexo" que prevê que plantas masculinas sustentam uma maior abundância de insetos galhadores do que plantas femininas. Plantas não apresentaram dimorfismo sexual em relação ao crescimento (= número médio de folhas). Entretanto, plantas masculinas apresentaram ramos maiores e menor número de inflorescências do que plantas femininas. Estes resultados corroboram a hipótese que plantas masculinas crescem mais e se reproduzem menos do que plantas femininas. Nenhuma diferença estatisticamente significativa foi encontrada no número de galhas de insetos entre plantas masculinas e femininas, mas um efeito do sexo via meio ambiente sobre o número de galhas foi detectado. Quando cada espécie de inseto galhador em cada população da planta hospedeira foi analisada individualmente, as taxas de ataque variaram entre o sexo e a população da planta hospedeira, e estas taxas foram altamente variáveis entre as espécies de insetos galhadores. Estes resultados destacam a importância da interação entre o sexo e o meio ambiente na estrutura da comunidade de insetos galhadores e indicam que outras variáveis além do sexo da planta hospedeira podem influenciar os padrões de ataque por insetos galhadores.
Subject(s)
Animals , Male , Female , Asteraceae , Insecta/classification , Plants/parasitology , Sex Differentiation , Host-Parasite InteractionsABSTRACT
We addressed the influence of the stem galls induced by an unidentified species of Apion sensu lato (Brentidae, Apioninae) on the host plant, Diospyros hispida (Ebenaceae) leaf area and induced resistance against a Cecidomyiidae (Diptera) leaf galls. The study was performed in a cerrado vegetation in Serra do Cipó, southeastern Brazil. Although the number of leaves produced on galled and ungalled shoots did not differ statically (p>0.05), the presence of the apionid galls influenced the area of the leaves on the attacked shoots of D. hispida. Leaves on galled stems were approximately 50 percent smaller compared to leaves in healthy stems. The average of the cecidomyiid leaf galls successfully induced on healthy shoots was higher compared to galls successfully induced on shoots galled by the apionid. The same pattern was found for the abundance of hypersensitive reactions against the cedidomyiid gall induction. Therefore, the ability of the cecidomyiid to successfully induce galls was not influenced by the apionid galler.
Neste estudo verificamos a influência de galhas de ramos induzida por uma espécie não identificada de Apion sp. (Brentidae, Apioninae) sobre a área foliar da planta hospedeira Diospyros hispida (Ebenaceae) e na resistência induzida contra galhas de folhas de um Cecidomyiidae (Diptera). Este estudo foi conduzido em uma vegetação de cerrado na Serra do Cipó, sudeste do Brasil. Embora o número de folhas produzidas nos ramos galhados e não galhados não tenha diferido estaticamente (p>0,05), a presença das galhas de Apion sp. influenciou a área foliar nos ramos atacados de D. hispida. Folhas de ramos com galhas foram aproximadamente 50 por cento menores quando comparadas a folhas em ramos saudáveis. A média de galhas foliares do Cecidomyiideae que se formaram com sucesso em folhas de ramos saudáveis foi maior quando comparado à média de galhas bem sucedidas em folhas de ramos galhados pelo Apion sp.. O mesmo padrão foi encontrado para a abundância de reações hipersensibilidade contra a formação de galhas do cecidomyiídeo. Portanto, a habilidade do cecidomyiídeo de induzir galhas não foi influenciada pelas galhas de Apion sp..
Subject(s)
Animals , Male , Female , Brazil , Diospyros , Diptera , Plant Leaves/parasitology , Grassland , Insecta/classification , Plant Tumors/parasitology , Host-Parasite InteractionsABSTRACT
Parkiamyia paraensis, um novo gênero e espécie de Cecidomyiidae é descrita (larva, pupa, macho e fêmea) com base em material do Pará (Brasil).