Phenolic substances and cyanogenesis in galled and non-galled tissue of the fern species Microgramma vacciniifolia / Substâncias fenólicas e cianogênese em tecidos galhados e não galhados da samambaia Microgramma vacciniifolia

Galls, neo-formed plant structures that can occur in different organs, are generated by species-specific interaction with an inducing organism. Inducers manipulate the metabolism of its host. Microgramma vacciniifolia (Langsd. & Fisch.) Copel. is a Neotropical epiphytic fern that hosted two stem galls, one induced by a midge species (Diptera) and other by a micromoth species (Lepidoptera). The aim of this study was to evaluate the impact of these two gall-inducing insects on the biochemistry of phenolic acids and the cyanogenesis in galls, stems and leaves of M. vacciniifolia. High performance liquid chromatography (HPLC) indicated a total of 14 phenol derivatives, including caffeic and coumaric acid. Principal Coordinates Analysis (PCoA) of the phenolic substances indicated three groups consisting (1) non-galled stems and micromoth-induced galls; (2) midge-induced galls; (3) midge induced galls with parasitoids. Regarding the frequency of cyanogenesis assessed by the picrate paper test, the chi-squared test showed significant difference between fertile leaves (8.3%), sterile leaves (27.7%), non-galled stems (0%) and galls. Among galls, only the midge-induced galls analyzed were cyanogenic (15%). Our results indicated that the different gall-inducers (midge and micromoth) promote species-specific alterations to the phenolic substance composition of the host fern.

Galhas são estruturas vegetais neo-formadas que ocorrem em diferentes órgãos. Elas são geradas por uma interação espécie-específica com um organismo indutor. Os indutores manipulam o metabolismo do hospedeiro. Microgramma vacciniifolia (Langsd. & Fisch.) Copel. é uma samambaia epífita neotropical que hospeda duas galhas caulinares, uma induzida por uma espécie de mosquito (Diptera) e outra por uma micromariposa (Lepidoptera). O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto desses dois insetos indutores de galhas na bioquímica dos ácidos fenólicos e da cianogênese em galhas, caules e folhas de M. vacciniifolia. Em análise de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foi possível indicar a presença de um total de 14 derivados fenólicos, incluindo ácido cafeico e ácido cumárico. Análise das Coordenadas Principais (ACoP) indicou três grupos (1) caules não galhados e galhas induzidas pela micromariposa; (2) galhas induzidas pelo mosquito; (3) galhas induzidas pelo mosquito com parasitoides. Em relação a frequência da cianogênese analisada com o teste do papel picrato, o teste do qui-quadrado apresentou diferença significativa entre as folhas férteis (8,3%), folhas estéreis (27,7%), caules não galhados (0%) e galhas. Entre as galhas, somente aquelas induzidas pelo mosquito foram cianogênicas (15%). Os resultados encontrados indicam, ao menos para as substâncias fenólicas, que os insetos indutores de galha (mosquito e micromariposa) promovem alterações espécie-específica na composição química da samambaia hospedeira.

Morphological characterization of insect galls and new records of associated invertebrates in a Cerrado area in Bahia State, Brazil / Caracterização morfológica de galhas de insetos e novos registros de invertebrados associados em uma área de Cerrado do Estado da Bahia, Barreiras, Brasil

Abstract In this study, we report the first records and morphological characterization of galls in a Cerrado area in western Bahia, Brazil. The data were collected monthly over two hours between March and September 2015. Fifteen gall morphotypes were found in twelve plant species distributed among seven families. The plant family with the greatest richness of galls was Fabaceae (n = 8). The following gall morphologies were found: globoid, lenticular, marginal leaf roll, conical, cylindrical, fusiform, spherical and pocket shaped. Cecidomyiidae induced globoid, lenticular, conical, fusiform, spherical and cylindrical morphotypes. In addition, species of microhymenoptera belonging to the Eulophidae, Eurytomidae and Encyrtidae families were found. Marginal leaf roll and pocket-shaped galls induced by Thysanoptera were also verified. Springtails were also identified as a successor. Undescribed species of Schizomyia and Lopesia were recorded in B. cupulata and Andira humilis, respectively.

Resumo Nesse trabalho são apresentadas informações sobre a ocorrência e a caracterização morfológica de galhas induzidas por insetos em uma área de Cerrado do Oeste da Bahia, Brasil. Os materiais foram coletados mensalmente durante duas horas entre Março e Setembro de 2015. Foram encontrados quinze morfotipos de galhas em doze espécies vegetais, distribuídas em sete famílias. A família de planta com maior riqueza de galhas foi Fabaceae (n = 8). Com relação à morfologia externa, foram encontradas galhas com forma globoide, lenticular, enrolamento marginal, cônica, cilíndrica, fusiforme, esférica e bolso. Quanto à fauna associada às galhas, os morfotipos globoide, cônico, lenticular, fusiforme, esférico e cilíndrico foram induzidos por Cecidomyiidae. Além disso, espécies de microhimenópteros pertencentes às famílias Eulophidae, Eurytomidae e Encyrtidae foram encontrados. A indução de galhas por Thysanoptera, nos morfotipos enrolamento marginal e formato de bolso, também foi detectada. Espécies de colembôlos foram identificadas como sucessoras. Espécies não descritas de Schizomyia e Lopesia foram registradas em Bauhinia cupulata e Andira humilis, respectivamente.

Insect Galls of the Parque Nacional do Itatiaia (Southeast Region, Brazil)

ABSTRACT The Parque Nacional do Itatiaia (PNI) (Brazilian Southeast Region) was surveyed monthly for insect galls from February/2014 to December/ 2015. A total of 432 gall morphotypes were found. This number places the PNI as the richest Atlantic forest area in number of gall morphotypes. The galls were found on 47 plant families. Among them, Asteraceae were pointed out as the superhost. The gall richness in the lower part of the PNI is higher than that of the plateau. The insect galls were found in 154 native, 56 endemic and only one exotic plant species. Concerning the conservational status, the host plants include two vulnerable species with three morphotypes together. Several new botanical records were reported. Leaves were the most galled plant organ, followed by stems. Globoid, green, glabrous and one-chambered galls were the most frequent. Cecidomyiidae were the most common gallers. Parasitoids, successors and inquilines composed the associated fauna.

Insect galls of Restinga de Marambaia (Barra de Guaratiba, Rio de Janeiro, RJ) / Galhas de insetos da Restinga de Marambaia (Barra de Guaratiba, Rio de Janeiro, RJ)

Abstract Thirty-one morphotypes of insect galls and two flower damages were found on 16 families, 22 genera and 24 plant species in Restinga de Marambaia (Barra de Guaratiba, Rio de Janeiro, RJ). Fabaceae and Myrtaceae were the plant families with the greatest richness of insect galls (4 and 6 morphotypes, respectively), and the greatest number of galled plants (four and three species, respectively). Galls were mostly found on leaves and stems (77% and 10%, respectively). The galling insects are represented by Diptera, Lepidoptera, and Hemiptera. The majority of the galls (81%) were induced by gall midges (Cecidomyiidae: Diptera).

Resumo Foram encontrados 31 morfotipos de galhas de insetos e dois danos em flores em 16 famílias, 22 gêneros e 24 espécies de plantas, na Restinga de Marambaia (Barra de Guaratiba, Rio de Janeiro, RJ). Fabaceae e Myrtaceae foram as famílias de plantas com maior riqueza de galhas (4 e 6 morfotipos, respectivamente) e maior número de espécies com galhas (quatro e três espécies, respectivamente). As galhas predominaram nas folhas e caules (77% e 10%, respectivamente). Os insetos galhadores estão representados por Diptera, Lepidoptera e Hemiptera. A maioria das galhas (81%) foi induzida por Cecidomyiidae (Diptera).

Clinodiplosis agerati (Diptera, Cecidomyiidae), a new galling species associated with Ageratum conyzoides (Asteraceae) from Brazil / Clinodiplosis agerati (Diptera, Cecidomyiidae), uma nova espécie galhadora associada a Ageratum conyzoides (Asteraceae) do Brazil

Abstract Clinodiplosis agerati, a new galling species that induces stem galls on Ageratum conyzoides (Asteraceae) is described and illustrated (larva, pupa, male, female and gall) based on material collected in Minas Gerais, Brazil. The new species is compared with the other Neotropical species. This is the first record of the Clinodiplosis in Ageratum.

Resumo Clinodiplosis agerati, uma nova espécie cecidógena que induz galhas caulinares em Ageratum conyzoides (Asteraceae) é descrita e ilustrada (larva, pupa, macho, fêmea e galha) com base em material coletado em Minas Gerais, Brasil. A nova espécie é comparada com as outras espécies neotropicais. Este é o primeiro registro de Clinodiplosis em Ageratum.

A new species of gall midge associated with Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) from Altinópolis, São Paulo, Brazil / Nova espécie de galhador associado a Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) de Altinópolis, São Paulo, Brasil

Clinodiplosis bellum sp. nov. associated with Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) from Brazil are described. This is the first species of Clinodiplosis described to State of São Paulo and the first formal description of Diplopterys pubipetala (Malpighiaceae) as host plant of Cecidomyiidae species. Description and illustration of the Clinodiplosis bellum sp. nov. (Diptera: Cecidomyiidae) are given.

Clinodiplosis bellum sp. nov. associada a Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) do Brasil é descrita. Esta é a primeira espécie de Clinodiplosis descrita para o Estado de São Paulo e a primeira descrição formal de Diplopterys pubipetala (Malpighiaceae) como planta hospedeira de uma espécie de Cecidomyiidae. Descrição e ilustrações de Clinodiplosis bellum sp. nov. (Diptera: Cecidomyiidae) são apresentadas.

Synchronism between Aspidosperma macrocarpon Apocynaceae resources allocation and the establishment of the gall inducer Pseudophacopteron sp. Hemiptera: Psylloidea / Sincronismo de Aspidosperma macrocarpon Apocynaceae entre la asignación de recursos y el establecimiento del inductor de agallas Pseudophacopteron sp. Hemiptera: Psylloidea

The joint interpretation of phenology and nutritional metabolism provides important data on plant tissues reactivity and the period of gall induction. A population of Aspidosperma macrocarpon Apocynaceae with leaf galls induced by a Pseudophacopteron sp. Psylloidea was studied in Goiás state, Brazil. Assuming the morphological similarity between host leaves and intralaminar galls, a gradient from non-galled leaves towards galls should be generated, establishing a morpho-physiological continuum. The phenology, infestation of galls, and the carbohydrate and nitrogen contents were monthly evaluated in 10-20 individuals, from September 2009 to September 2010. Our objective was to analyze the nutritional status and the establishment of a physiological continuum between the galls and the non-galled leaves of A. macrocarpon. The period of leaf flushing coincided with the highest levels of nitrogen allocated to the new leaves, and to the lowest levels of carbohydrates. The nutrients were previously consumed by the growing leaves, by the time of gall induction. The levels of carbohydrates were higher in galls than in non-galled leaves in time-based analyses, which indicateed their potential sink functionality. The leaves were infested in October, galls developed along the year, and gall senescence took place from March to September, together with host leaves. This first senescent leaves caused insect mortality. The higher availability of nutrients at the moment of gall induction was demonstrated and seems to be important not only for the establishment of the galling insect but also for the responsiveness of the host plant tissues.

La interpretación conjunta de la fenología y el metabolismo nutricional proporciona datos importantes sobre la reacción de tejidos vegetales y el período de inducción de agallas. En el estado de Goiás, Brasil se estudió una población de Aspidosperma macrocarpon Apocynaceae con agallas foliares inducidas por un Pseudophacopteron sp. Psylloidea. Suponiendo que la similitud morfológica entre las hojas del hospedero y las agallas intralaminares genera un gradiente de hojas sin agallas hacia hojas con agallas, se establece un continuo morfo-fisiológico. La fenología, la infestación de las agallas y el contenido de carbohidratos y nitrógeno se evaluaron mensualmente en 10-20 individuos, de septiembre 2009 a septiembre 2010. El objetivo fue analizar el estado nutricional y el establecimiento de un continuo fisiológico entre las hojas que producen agallas y las hojas sin agallas de A. macrocarpon. El período de emergencia de hojas coincidió con los niveles más altos de nitrógeno en las hojas nuevas, y los niveles más bajos de carbohidratos.Los nutrientes se consumieron previamente por las hojas en crecimiento, en el momento de inducción de las agallas. Los niveles de carbohidratos fueron más altos en las hojas con agallas que en aquellas sin agallas, en análisis basados en tiempo, lo que indica su ciclo de funcionalidad potencial. Las hojas hospederas se infestaron en octubre, el desarrollo y la senescencia de las agallas se llevó a cabo entre marzo y septiembre, en las hojas hospederas. Estas primeras hojas senescentes causaron mortalidad de insectos. Hay mayor disponibilidad de nutrientes en el momento de la inducción de las agallas y parece ser importante no sólo para el establecimiento del insecto que produce agallas, sino también para la capacidad de respuesta de los tejidos de la planta hospedera.

A remarkable leaf mine induced by Tachygonus sp.n. (Coleoptera: Curculionidae: Curculioninae: Rhamphini) on Erythroxylum subsessile (Erythroxylaceae) with a description of the new species / Mina foliar singular induzida por Tachygonus sp. n. (Coleoptera: Curculionidae: Tachygoninae) em Erythroxylum subsessile (Erythroxylaceae) com descrição da nova espécie

In this study, we describe and present original data on the bionomics and ecology of Tachygonus erythroxyli Hespenheide, New Species, on Erythroxylum subsessile (Mart.). Thirty individuals of E. subsessile were analysed every two months, from October, 2006 to October, 2007 at the National Park of Restinga de Jurubatiba (PNRJ) Carapebus, Rio de Janeiro, Brazil. Females of T. erythroxyli lay their eggs singly on the upper surface of the host's leaves. The mine of T. erythroxyli is expanded with three bubbles, each one representing one larval instar. These mines occur throughout the year in at least half of the host plants and are markedly more abundant in summer. We obtained three parasitoid species, making a total of 53% of the rate of parasitism. Cirrospilus sp. (Eulophidae) was the most prevalent and represented 88% of the parasitoids. The great abundance of Tachygonus mines, their high frequency in their host plant, and local monophagy of this leaf miner weevil suggest a close association between T. erythroxyli and Erythroxylum subsessile.

No presente estudo, foram descritos e apresentados os primeiros dados sobre bionomia e ecologia de Tachygonus erythroxyli Hespenheide, New Species, em Erythroxylum subsessile (Mart.). Trinta indivíduos de E. subsessile foram amostrados a cada dois meses, de outubro de 2006 a outubro de 2007, no Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba (PNRJ), Carapebus-Rio de Janeiro, Brasil. Fêmeas de T. erythroxyli colocam ovos isolados na face superior das folhas do seu hospedeiro. A mina de T. erythroxyli é do tipo expandida e apresenta um formato de três bolhas, sendo que cada bolha corresponde a um estádio da larva. Essas minas ocorrem ao longo de todo o ano em pelo menos metade das plantas hospedeiras, sendo marcadamente mais abundantes no verão. Foram obtidas três espécies de parasitoides que, juntas, demonstraram uma taxa de parasitismo de 53%. Cirrospilus sp. (Eulophidae) foi a mais abundante e representou 88% dos parasitoides. A grande abundância de minas de Tachygonus, a alta frequência em seu hospedeiro e a monofagia local desse besouro minador de folhas sugere uma forte associação entre T. erythroxyli e Erythroxylum subsessile.

Diversity of galling insects in Styrax pohlii (Styracaceae): edge effect and use as bioindicators

Impacts of forest fragmentation and edge effect on plant-herbivores interactions are relatively unknown, and the relationships between galling insects and their host plants are very susceptible to environmental variations. The goal of our study was to test the edge effect hypothesis for galling insects associated with Styrax pohlii (Styracaceae) host plant. Samplings were conducted at a fragment of semi-deciduous forest in Goiânia, Goiás, Brazil. Thirty host plant individuals (15 at fragment edge and 15 in its interior) were sampled in July of 2007; in each plant, 10 apical branches were collected at the top, middle and bottom crown levels. Our results supported the prediction of greater richness of gall morphotypes in the edge habitat compared with remnant interior. In a similar way, gall abundance and frequency of attacked leaves were also greater in the fragment edge. These findings consequently suggest a positive response of galling insect diversity to edge effect; in the Saint-Hilaire forest, this effect probably operates through the changes in microclimatic conditions of edge habitats, which results in an increased hygrothermal stress, a determinant factor to distribution patterns of galling insects. We also concluded that these organisms could be employed as biological indicators (i) because of their host-specificity, (ii) they are sensitive to changes in plant quality, and (iii) present dissimilar and specific responses to local variation in habitat conditions. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1589-1597. Epub 2011 December 01.

Los impactos de la fragmentación de los bosques y el efecto de borde sobre las interacciones planta-herbívoros son relativamente desconocidos, y las relaciones entre los insectos inductores de agallas y sus plantas hospederas son muy susceptibles a las variaciones ambientales. El objetivo de nuestro estudio fue probar la hipótesis de efecto de borde en los insectos inductores de agallas asociados con la planta hospedera Styrax pohlii (Styracaceae). Los muestreos se realizaron en un fragmento de bosque semideciduo en Goiânia, Goiás, Brasil. Se tomaron muestras de treinta plantas hospederas (15 en el borde del fragmento y 15 en su interior), en cada planta, 10 ramas apicales fueron recolectadas en la parte superior, media e inferior. Nuestros resultados apoyan la predicción de una mayor riqueza de morfotipos de agallas en el borde del hábitat en comparación con su interior. De manera similar, la abundancia de las agallas y la frecuencia de las hojas atacadas también fueron mayores en el borde del fragmento. Estos resultados sugieren por consiguiente, una respuesta positiva de la diversidad de insectos de agallas al efecto borde, en el bosque de Saint-Hilaire, este efecto probablemente opera a través de los cambios en las condiciones microclimáticas de los hábitats de borde, que se traduce en un aumento de estrés higrotérmico, un factor determinante para los patrones de distribución de estos insectos. En conclusión, sugerimos que estos organismos podrían ser empleados como indicadores biológicos debido a (i) su especificidad del hospedero, (ii) su sensibilidad a los cambios en la calidad de la planta y, (iii) presentar respuestas diferentes y específicas a las variaciones locales de las condiciones del hábitat.

Size, age and composition: characteristics of plant taxa as diversity predictors of gall-midges (Diptera: Cecidomyiidae)

Many hypotheses have been proposed to explain the diversity of gall-midge insects (Diptera: Cecidomyiidae), some of them taking into account plant diversity. This study aims to test the importance of size, age and composition of host plant taxa in the diversity of Cecidomyiidae. For this we used inventories data on the diversity of galling and host plants in Brazil. We found that Asterales, Myrtales and Malpighiales, were the most important orders, with 34, 33 and 25, gall morphotypes, respectively. The most representative host families were Asteraceae (34 morphotypes), Myrtaceae (23) and Fabaceae (22). In general, the order size and the plant family were good predictors of the galling diversity, but not the taxon age. The most diverse host genera for gall-midges were Mikania, Eugenia and Styrax, with 15, 13 and nine galler species, respectively. The size of plant genera showed no significant relationship with the richness of Cecidomyiidae, contrary to the prediction of the plant taxon size hypothesis. The plant genera with the greatest diversity of galling insects are not necessarily those with the greatest number of species. These results indicate that some plant taxa have a high intrinsic richness of galling insects, suggesting that the plant species composition may be equally or more important for the diversity of gall-midges than the size or age of the host taxon. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1599- 1607. Epub 2011 December 01.

Muchas hipótesis se han propuesto para explicar la diversidad de dipteros de la familia Cecidomyiidae, algunos de ellos teniendo en cuenta la diversidad de las plantas. Este estudio tiene como objetivo probar la importancia del tamaño, la edad y la composición de las plantas en la diversidad de Cecidomyiidae, a través de los inventarios de las agallas y las plantas hospederas, en Brasil. Asterales, Malpighiales y Myrtales fueron los órdenes más importantes, con 34, 33 y 25 tipos de agallas, respectivamente. Las familias más importantes fueron Asteraceae (34 morfotipos), Myrtaceae (23) y Fabaceae (22). En general, el tamaño de los órdenes y las familias de las plantas es un buen predictor de la diversidad de insectos de agallas, pero no de la edad de la taxon. Los géneros más diversos fueron Mikania, Eugenia y Styrax, con 15, 13 y nueve especies con agallas, respectivamente. El tamaño de los géneros no mostró relación significativa con la riqueza de Cecidomyiidae, lo que contradice la hipótesis del tamaño de los táxones de plantas. Los géneros de plantas más diversos en insectos inductores de agallas no son necesariamente los que tienen el mayor número de especies. Estos resultados indican que algunos táxones de plantas tienen una alta riqueza intrínseca de insectos agalleros, lo que sugiere que la composición de especies de plantas pueden ser igualmente o más importante para la diversidad de los cecidomyiideos agalleros que el tamaño o la edad del taxón.

Two new species of gall midges (Diptera, Cecidomyiidae) associated with Erythroxylum ovalifolium Peyr. (Erythroxylaceae) from the Barra de Maricá restinga, Maricá, Rio de Janeiro, Brazil / Duas novas espécies de dípteros galhadores (Diptera, Cecidomyiidae) associadas com Erythroxylum ovalifolium Peyr. (Erythroxylaceae) da restinga de Barra de Maricá, Maricá, Rio de Janeiro, Brasil

Two new species of gall midges (Diptera, Cecidomyiidae) Dasineura ovalifoliae and Clinodiplosis maricaensis are described based on material from the Barra de Maricá restinga, Maricá, Rio de Janeiro, Brazil. Both species are associated with Erythroxylum ovalifolium Peyr. (Erythroxylaceae). The former is the gall inducer and the latter an inquiline.

Duas novas espécies de dípteros galhadores (Diptera, Cecidomyiidae) Dasineura ovalifoliae e Clinodiplosis maricaensis são descritas com base em material da restinga da Barra de Maricá, Maricá, Rio de Janeiro, Brasil. As espécies estão associadas com Erythroxylum ovalifolium Peyr. (Erythroxylaceae), sendo a primeira galhadora e a segunda inquilina.

Galling arthropod diversity in adjacent swamp forests and restinga vegetation in Rio Grande do Sul, Brazil

Galling arthropods create plant structures inside which they find shelter. Factors acting on galler diversity are still being discussed, with this fauna considered more diverse in xeric than mesic environments (higrothermic stress hypothesis, HSH), and also in more plant diverse sites. Here we compare galler abundance (N), equitability (E), species richness (S) and composition between adjacent restinga (xeric) and swamp forests (mesic) in Parque Estadual de Itapeva (29°21' S, 49°45' W), Rio Grande do Sul, southern Brazil. Five trails, two in swamp forest and three in restingas, were sampled four times each (January/December 2005). After an effort of 60h/person, 621 galled plant individuals belonging to 104 gall morphotypes were recorded. This suggests a high galler diversity for the Park, comparable to the richest places known. No differences were found for N, E or S between restingas and swamp forests. However, faunal composition differs significantly between the vegetation types. The dominant (most abundant) species are different in either vegetation type, and are rare or absent on the other vegetation type. Such species composition analysis is still largely ignored for gallers, and stresses the fact that the HSH cannot explain this pattern, since the latter is based on preferences by the ovipositing galler for xeric sites instead of mesic ones. The two habitats differ in microclimate, but species richness, as would be predicted by the HSH, does not differ. This small scale pattern can perhaps be attributed to biogeographic processes on larger scales, as suggested by the resource synchronisation hypothesis.

The importance of beta diversity in local gall-inducing arthropod distribution

Many studies over the past twenty years have documented the richness of arthropod galling species around the world, and some have proposed hypotheses to explain local and global patterns of galling species richness. However, few studies have been directed toward understanding how the gall-inducing species are locally distributed. The aim of this study was to determine the distribution of gall-inducing arthropods species at Coiba National Park, a tropical habitat on the Pacific coast of Panama. Our results suggest that more gall-inducing species had an aggregated distribution, and gall-inducing arthropod diversity shows a strong beta diversity component. Geographic distance was not correlated with similarity in gall-inducing species composition between the studied sites. This fact has important implications when trying to estimate gall-inducing arthropod richness and general patterns, and could cause contradictory results for hypotheses that attempt to explain the local and global patterns of galling species richness.

Influence of leaflet age in anatomy and possible adaptive values of the midrib gall of Copaifera langsdorffii (Fabaceae: Caesalpinioideae)

Gall inducing insects most frequently oviposit in young tissues because these tissues have higher metabolism and potential for differentiation. However, these insects may also successfully establish in mature tissues as was observed in the super-host Copaifera langsdorffii. Among C. langsdorffii gall morphotypes, one of the most common is a midrib gall induced by an undescribed species of Cecidomyiidae. Following this ‘host plant and gall-inducing insect’ model, we addressed two questions: 1) Do the age of the tissues alter the gall extended phenotype? 2) Do gall morphological and anatomical features influence the adaptive value of the galling insect? For anatomical and histometrical studies, transverse sections of young and mature, galled and ungalled samples were prepared. Galls in young leaflets presented higher potential for cell division and greater nutritive reserves, whereas galls in mature leaflets perhaps provide more protection against natural predators and desiccation. Host organ age at the time of oviposition may influence plant cell fates and consequently the interpretation of the adaptive value of insect galls. Rev. Biol. Trop. 57 (1-2): 293-302. Epub 2009 June 30.

Three new cecidogenous Palaeomystella Fletcher (Lepidoptera, Coleophoridae, Momphinae) associated with Melastomataceae in Brazil / Três espécies novas de Palaeomystella Fletcher (Lepidoptera, Coleophoridae, Momphinae), cecidógenas, associadas com Melastomataceae no Brasil

Three new cecidogenous Palaeomystella Fletcher (Lepidoptera, Coleophoridae, Momphinae), described herein, induce galls on stems and leaves of Melastomataceae species. They include: Palaeomystella tibouchinae sp. n., on Tibouchina barbigera (Naudin) Baillon, P. oligophaga sp. n., on Macairea radula (Bonpland) de Candolle and M. thyrsiflora de Candolle, and P. henriettiphila sp. n., on Henriettea succosa (Aublet) de Candolle. Adults, including male and female genitalia, larva, pupa, and galls are illustrated and described in detail.

As espécies de Palaeomystella aqui descritas induzem cecídeas nos ramos e folhas de espécies de Melastomataceae: Palaeomystella tibouchinae sp. n. em Tibouchina barbigera (Naudin) Baillon, P. oligophaga sp. n. em Macairea radula (Bonpland) de Candolle, e M. thyrsiflora de Candolle, P. henriettiphila sp. n. em Henriettea succosa (Aublet) de Candolle. Os adultos, incluindo venação das asas, e genitálias dos machos e fêmeas, larvas, pupas e cecídeas, são descritos e ilustrados em detalhes.

Relationships between host plant architecture and gall abundance and survival

The plant architecture hypothesis predicts that variation in host plant architecture influences insect herbivore community structure, dynamics and performance. In this study we evaluated the effects of Macairea radula (Melastomataceae) architecture on the abundance of galls induced by a moth (Lepidoptera: Gelechiidae). Plant architecture and gall abundance were directly recorded on 58 arbitrarily chosen M. radula host plants in the rainy season of 2006 in an area of Cerrado vegetation, southeastern Brazil. Plant height, dry biomass, number of branches, number of shoots and leaf abundance were used as predicting variables of gall abundance and larval survival. Gall abundance correlated positively with host plant biomass and branch number. Otherwise, no correlation (p > 0.05) was found between gall abundance with shoot number or with the number of leaves/plant. From a total of 124 galls analyzed, 67.7 percent survived, 14.5 percent were attacked by parasitoids, while 17.7 percent died due to unknown causes. Larvae that survived or were parasitized were not influenced by architectural complexity of the host plant. Our results partially corroborate the plant architecture hypothesis, but since parasitism was not related to plant architecture it is argued that bottom-up effects may be more important than top-down effects in controlling the population dynamics of the galling lepidopteran. Because galling insects often decrease plant fitness, the potential of galling insects in selecting for less architectural complex plants is discussed.

A hipótese da arquitetura de planta prediz que variações na arquitetura da planta hospedeira influenciam a comunidade de insetos herbívoros, sua dinâmica e performance. Neste estudo o efeito da arquitetura de Macairea radula (Melastomataceae) na abundância de galhas induzidas por uma mariposa (Lepidoptera: Gelechiidae) foi avaliado. A arquitetura da planta e a abundância de galhas foram diretamente registradas em 58 indivíduos de M. radula arbitrariamente selecionados durante a estação chuvosa de 2006 em uma área de Cerrado no sudeste brasileiro. A altura da planta, biomassa seca, número de ramos e abundância de galhas foram utilizados como variáveis para prever a abundância de galhas e sobrevivência das larvas. A abundância das galhas foi positivamente correlacionada com a biomasssa seca e o número de ramos secundários. Por outro lado, nenhuma correlação (p > 0.05) foi encontrada entre a abundância de galhas e ramos terciários e número de folhas por planta. De um total de 124 galhas analisadas, 67,7 por cento sobreviveram, 14,5 por cento foram parasitadas e 17,7 por cento morreram por causas indeterminadas. No entanto, o parasitismo e sobrevivência das larvas não foram influenciados pela complexidade arquitetônica da planta hospedeira. Os resultados corroboram parcialmente a hipótese de arquitetura da planta, mas como o parasitismo não foi relacionado com a arquitetura da planta, os efeitos reguladores de níveis inferiores da cadeia alimentar possivelmente são mais importantes do que os efeitos de níveis superiores da cadeia alimentar na dinâmica populacional do galhador.

Impact of a gall midge Parkiamyia paraensis (Diptera, Cecidomyiidae) on the Amazonian plant Parkia pendula (Fabaceae)

We observed the occurrence of large numbers of galls induced by Parkiamyia paraensis (Diptera, Cecidomyiidae) on the leaflets of Parkia pendula (Fabaceae) in northern Para, Brazil. We addressed two questions in this study: i) what is the proportion of attacked plants in the field, and nursery conditions?; and ii) what is the impact of galls on the host plant? An average of 86 percent of the plants were galled in the field. Galled P. pendula were distinct from healthy individuals due to their prostrated architecture and death of terminal shoots. Approximately 50 percent of the total available leaves and 35 percent leaflets were attacked by P. paraensis on saplings under nursery conditions. Each one-year old plant supported an average of 1,300 galls, and an average of 60g allocated to galled tissue. Otherwise, attacked individuals were taller and heavier than healthy plants. Attacked plants weighed five times more than healthy plants. When the weight of the galls was removed, the total weight (aerial part without galls) of attacked plants was drastically reduced, indicating that most of the biomass of attacked plants was due to the attack by P. paraensis galls. Although the data indicate a paradox, as young plants attacked by the galling herbivore appear to develop more vigorously than unattacked plants, we suggest that P. paraensis negatively affect P. pendula development.

Observou-se a ocorrência de um grande número de galhas induzidas por Parkiamyia paraensis (Diptera, Cecidomyiidae) nos folíolos de Parkia pendula (Fabaceae) no norte do Pará, Brasil. Este estudo foi direcionado para responder duas perguntas: i) qual é a proporção de plantas atacadas no campo e em condições de estufa? e ii) qual é o impacto das galhas na planta hospedeira? Uma média de 86 por cento das plantas apresentaram galhas no campo. Indivíduos com galhas de P. pendula eram distintos dos indivíduos saudáveis devido à arquitetura curvada e pela morte dos ramos terminais. Aproximadamente 50 por cento do total de folhas e 35 por cento dos folíolos de plantas jovens foram atacados por P. paraensis em condições de estufa. Para cada ano de idade, a planta apresentou uma média de 1.300 galhas e uma média de 60g alocadas para o tecido galhado. Indivíduos atacados eram mais altos e mais pesados que plantas saudáveis. Plantas atacadas possuíam cinco vezes mais biomassa que plantas saudáveis. Quando o peso das galhas foi removido, o peso das plantas atacadas (parte aérea sem galhas) foi drasticamente reduzido, indicando que a maior parte da biomassa de plantas atacadas foi tomada pelas galhas de P. paraensis. Embora possa existir um paradoxo, onde plantas jovens atacadas por herbívoros galhadores desenvolvam mais vigorosamente do que plantas não atacadas, sugere-se que P. paraensis afetem negativamente o desenvolvimento de P. pendula.

Influence of Apion sp. (Brentidae, Apioninae) stem-galls on induced resistance and leaf area of Diospyros hispida (Ebenaceae)

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..

Distribution and frequency of galls induced by Anisodiplosis waltheriae Maia (Diptera: Cecidomyiidae) on the invasive plant Waltheria indica L. (Sterculiaceae)

The frequency of galls induced by Anisodiplosis waltheriae Maia, a recently described species, on Waltheria indica L. was studied. W. indica is an invasive weed in regeneration areas of Atlantic Forest in southeastern Brazil. Plants were collected in May 2004 and above-ground biomass, main stem length, number of leaves, number of galls per leaf and leaf area of each individual were recorded. Nearly 90 percent of all plants and 25 percent of all leaves were attacked by the gall midge, with an average of 0.67 galls/leaf. Leaf area had a weak effect on gall abundance while the number of leaves had no effect on gall abundance. Only 31 percent of the variation in gall abundance was explained by plant biomass. Natural enemies killed one third of the sampled galls. Predation accounted for 22.9 percent of gall mortality, unknown factors killed 7.6 percent, microhymenopteran parasitoids killed 2.5 percent and fungi only 1 percent. Mortality factors were not influenced by leaf area or gall density.

Estudou-se a freqüência de galhas induzidas por Anisodiplosis waltheriae Maia, espécie recentemente descrita, em Waltheria indica L. W. indica é uma erva invasora em áreas de regeneração de Floresta Atlântica no Sudeste do Brasil. As plantas foram coletadas em maio de 2004 e a biomassa aérea, comprimento do caule, número de folhas, número de galhas por folha e área foliar de cada indivíduo foram registrados. Quase 90 por cento das plantas e 25 por cento das folhas foram atacadas, com a média de 0,67 galhas/folha. A área foliar pouco influenciou o número de galhas, porém o número de folhas não afetou a abundância de galhas (P > 0,05). Apenas 31 por cento da variação no número de galhas foi explicada pela biomassa da planta. Um terço das galhas foi morta por inimigos naturais. A predação explicou 22,9 por cento da mortalidade, fatores desconhecidos mataram 7,6 por cento, microhimenópteros parasitóides mataram 2,5 por cento e fungos apenas 1 por cento. Os fatores de mortalidade não foram influenciados pela área foliar nem densidade de galhas.

Galls and gall makers in plants from the Pé-de-Gigante Cerrado Reserve, Santa Rita do Passa Quatro, SP, Brazil

Trinta e seis diferentes tipos morfológicos de galhas foram obtidos em folhas, foliólulos, nervuras, pecíolos, ramos e inflorescências de vinte e cinco espécies de plantas na Reserva de Cerrado Pé-de-Gigante, Município de Santa Rita do Passa Quatro, SP, Brasil. As plantas hospedeiras pertencem às famílias: Anacardiaceae, Annonaceae, Asteraceae, Bignoniaceae, Caryocaraceae, Erythroxylaceae, Fabaceae, Malpighiaceae, Melastomataceae, Myrtaceae, Ochnaceae, Polygalaceae, Sapindaceae, Sapotaceae e Smilacaceae. Entre as famílias dos insetos galhadores foram observados Cecidomyiidae (Diptera), Pteromalidae (Hymenoptera) e Diaspididae (Sternorrhyncha-Hemiptera). Este é o primeiro relato da presença de galhas em plantas dos seguintes gêneros: Gochnatia (Asteraceae), Distictela (Bignoniaceae), Banisteriopsis (Malpighiaceae), Ouratea (Ochnaceae) e Bredemeyera (Polygalaceae). Os resultados deste trabalho contribuem para o aumento do conhecimento das relações entre plantas hospedeiras e galhadores e da morfologia das galhas da Reserva de Cerrado Pé-de-Gigante.