Are ants attracted to herbivorized leaves of Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae)? / As formigas são atraídas por folhas herbivoradas de Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae)?

Abstract Different profiles of secondary compounds are released by plants after herbivore attack. Many of these compounds are used by predators and parasitoids to locate herbivores that are damaging leaves. Such an induced indirect defense was tested with the Caryocar brasiliense-ant system in the dry season, when C. brasiliense has old leaves, and in the rainy season, when C. brasiliense has new leaves. A total of 20 plants were analyzed per season. Two opposite leaves of the same branch were selected for each plant. Approximately 40% of the area of one leaf was removed (treatment leaf) while the other leaf remained intact (control). The number of ants that visited each leaf was counted simultaneously for a period of 15 minutes and the mean difference in ant number was tested by paired t-test. The mean number of ants differed significantly between treatment and control only in the rainy season (t = 3.004, df = 19, p = 0.007). This finding suggests the presence of induced defense in this system only when the leaves are young. The study supports the Optimal Defense Theory since young leaves of C. brasiliense with artificial damage attracted significantly more ants than leaves without damage and represents the first evidence of an induced defense mechanism in the C. brasiliense-ant system.

Resumo Diferentes compostos químicos são liberados pelas plantas após o ataque dos herbívoros. Muitos desses compostos são usados por predadores e parasitoides para localizar os herbívoros que estão injuriando as plantas. Esse tipo de defesa induzida indireta foi testada no sistema Caryocar brasiliense e formigas em duas estações: seca (quando C. brasiliense está com folhas maduras) e chuvosa (quando C. brasiliense está com folhas jovens). Nós analisamos 20 plantas por estação do ano. Em cada planta nós selecionamos duas folhas opostas de um mesmo ramo. Nós removemos cerca de 40% da área de uma das folhas, deixando a outra folha intacta. Nós mensuramos simultaneamente o número de formigas que visitaram cada tipo de folha por 15 min e analisamos a diferença entre o número de formigas em cada tipo de folha através de teste t pareado. Nós observamos diferença significativa no número de formigas que patrulham as folhas tratamento (com herbivoria artificial) e controle (sem hervivoria artificial) apenas na estação chuvosa (t = 3,004, df = 19, p = 0,007). Isso sugere que existe defesa induzida nesse sistema somente quando as folhas são jovens. Nosso estudo corrobora a Teoria de Defesa Ótima já que apenas as folhas jovens de C. brasiliense com dano artificial atraíram significativamente mais formigas do que as folhas sem danos. Esta é a primeira vez que mecanismos de defesa induzida são observados no sistema C. brasiliense-formigas.

The first assessment of the stress inducible defense of Leucaena leucocephala with acaricidal potential effect against Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Acari: Ixodidae) / Primeira avaliação de extratos proteicos de Leucaena leucocephala induzidos por injúria mecânica com atividade carrapaticida sobre Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Acari: Ixodidae)

Abstract Plants respond to wounding caused by mechanical stress or herbivory by synthesizing defense proteins. There are no studies reporting the action of induced plant proteins against ticks. The aim of this study was to investigate the effect of mechanically wounded Leucaena leucocephala leaves against Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Initially, we carried out time course experiments to evaluate the impact of mechanical wounding on the protein content and the peroxidase, catalase and protease inhibitor activities in L. leucocephala. We then evaluated the acaricidal activity on R. (B.) microplus from protein extract collected from L. leucocephala after mechanical wounding. L. leucocephala leaves were artificially wounded, and after 6, 12, 24 and 48h, the leaves were collected for protein extraction. Quantitative and qualitative analyses of the proteins were performed. The protein content and peroxidase and protease activities increased 12h after wounding, and the acaricidal activity of this protein extract was evaluated using engorged R. (B.) microplus females. The protein extract obtained after wounding reduced egg production (8.5%) compared to those without wounding. Furthermore, the extract reduced egg hatching by 47.7% and showed an overall efficacy of 56.3% at 0.1 mgP/mL of the protein. We demonstrated that L. leucocephala defensive proteins could be effective against R. (B.) microplus.

Resumo As plantas respondem a injúria causada por estresse mecânico ou por ataque de herbívoros através da síntese de proteínas de defesa. Não há estudos de proteínas induzidas de plantas contra carrapatos. O objetivo deste estudo foi verificar a atividade acaricida de extratos protéicos de folhas Leucaena leucocephala após injúria mecânica, sobre Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Inicialmente foram conduzidos experimentos em diferentes intervalos de tempo para avaliar o impacto da injúria mecânica no conteúdo de proteína, atividade de peroxidase, catalase e inibidor de protease de L. leucocephala. Em seguida foi avaliada a atividade acaricida sobre R. (B.) microplus de um extrato protéico após injúria mecânica. Folhas de L. leucocephala foram artificialmente feridas e após 6, 12, 24 e 48h, as folhas foram coletadas para extração de proteínas. Análises quantitativas e qualitativas das proteínas foram realizadas. A quantidade de proteína e atividades de peroxidase e protease aumentaram 12h após a injúria. O extrato proteico obtido após injúria (12h) reduziu a produção de ovos (8,5%) em comparação com extratos de plantas sem injúria. O extrato reduziu 47,7% a eclosão de ovos e apresentou eficácia geral de 56,3% a 0,1 miligrama de proteína por mL (mgP/mL). Apresentamos que proteínas de defesa de L. leucocephala podem ter atividade sobre R. (B.) microplus.

Respostas de plantas jovens Hymenaea courbaril L. (Fabaceae) à simulação de danos por herbívoros / Responses of young plants of Hymenaea courbaril L. (Fabaceae) to damages caused by herbivory simulation

Defesas induzidas em plantas são respostas morfológicas ou fisiológicas ativadas pela herbivoria que conferem algum grau de resistência a ataques subseqüentes. Este estudo descreve modificações em Hymenaea courbaril L. em resposta ao dano foliar artificial. Plantas jovens (n = 72) de seis plantas-mãe foram distribuídas entre dois grupos: dano artificial e controle. No primeiro par de folhas produzidas pelas plantas de cada grupo, após o tratamento, foram avaliados o número de estômatos, as espessuras do limbo e da nervura central foliares e as concentrações de nitrogênio e proteína. Foram também obtidas as biomassas relativas de raízes e da parte aérea e investigado se havia relação entre o grau de desenvolvimento da planta e a intensidade das respostas induzidas pelo dano. Plantas jovens submetidas ao dano apresentaram folhas com limbos mais espessos, o que pode ser considerado uma defesa induzida porque provavelmente reduz a palatabilidade foliar. Esta modificação induzida esteve associada a um custo energético, refletido na redução da taxa de crescimento da planta e na diminuição das dimensões da nervura foliar central. Variações na habilidade de cada planta responder ao tratamento efetuado indicam diferentes potenciais para a plasticidade fenotípica entre os genótipos estudados.

Induced plant defenses are morphological or physiological responses activated through herbivory that confer some degree of resistance to subsequent attacks. This study describes modifications in young plants of Hymenaea courbaril L. in response to artificial leaf damage. Young plants (n = 72) from six mother-plants were distributed among two groups: control and artificial damage. In the first pair of leaves produced by the plants in each group after the treatment, we assessed the number of stomata, the leaf lamina and the leaf midrib thickness and the concentrations of nitrogen and protein. We also evaluated the relative biomass of the young plants roots and shoots and investigated whether there was any relationship between the young plant degree of development and the intensity of the induced responses. The plants subjected to damage showed a thicker leaf lamina, that may be considered an induced response due to the leaf palatability probably reduction. This induced modification was associated with an energetic cost, indicated by the reduction of the young plants growth rate and by the decreased of the leaf midrib dimensions. Variability among young plants on the ability to respond to the treatment indicates different phenotypic plasticity potential among the studied genotypes.

Produção de formas aladas em colônias de Brevicoryne brassicae (L. ) (Hemiptera: Aphididae) por indução do parasitóide Diaeretiella rapae (McIntosh) (Hymenoptera: Aphidiidae) e alguns aspectos comportamentais da interação destas espécies / Production of winged morphs in colonies of Brevicoryne brassicae (L. ) (Hemiptera: Aphididae) induced by the parasitoid Diaeretiella rapae (McIntosh) (Hymenoptera: Aphidiidae) and some Behavioral aspects of the interaction between these species

O objetivo deste trabalho foi o de verificar se há indução de indivíduos alados em colônias de Brevicoryne brassicae (L.), quando expostas a Diaeretiella rapae (McIntosh). Foram também descritos alguns aspectos das interações biológicas dessas espécies. Colônias do pulgão foram iniciadas com 10 adultos por planta de couve, isoladas em recipientes transparentes. Um casal de parasitóides foi introduzido e mantido dentro de cada recipiente-teste por 3h; não foram introduzidos parasitóides do grupo controle. Formas aladas foram produzidas tanto na presença como na ausência de parasitóides, mas, na sua presença, os pulgões alados foram produzidos mais rapidamente e em número significativamente maior. Não se obteve correlação significativa entre o número de alados e o número de múmias. A longevidade média foi de 2,3 ± 0,19 dias e a taxa de parasitoidismo foi em média de 20,6 ± 5,21 por cento. B. brassicae respondeu à presença de D. rapae com aumento na produção de formas aladas. Isto pode ser considerado um mecanismo de defesa, pois os pulgões poderiam, estrategicamente, manter sua sobrevivência, escapando pelo vôo e colonizando outras plantas hospedeiras. Dois outros comportamentos de defesas foram registrados: agitação vigorosa do corpo e fuga dos parasitóides. Durante 26h de observação, foram catalogados 20 atos comportamentais de D. rapae, divididos em cinco categorias: auto-limpeza, alimentação, exploração, cópula e oviposição. Interações diretas entre as espécies ocorreram não somente durante a oviposição, mas também quando a vespa tocava os pulgões com as antenas e ovipositor.

The objective of this study was to verify whether winged morphs are induced in colonies of Brevicoryne brassicae (L.) by exposure to Diaeretiella rapae (McIntosh). Behavioral aspects of the interaction between these species were also described. Aphid colonies were initiated by transferring ten adults to each cabbage plant, kept inside transparent recipients. In the treatment, a parasitoid couple was released inside each recipient-test, and the female was allowed to oviposit freely for 3h; no parasitoids were released in the control recipient. Winged morphs were produced in both conditions, but in the presence of the parasites, their number was significantly higher and they were produced earlier. No significant correlation was obtained between the number of winged individuals and the number of mummies. Parasitoids' longevity was 2.3 ± 0.19 days and the parasitoidism percentage was 20.6 ± 5.21. The increased production of winged morphs in B. brassicae clones in response to the presence of the parasitoid D. rapae can be considered a defense mechanism, because aphids could strategically maintain the clone survivorship, escaping by flight to form a new colony in other plants. Two other types of defense behavior were described: vigorous body shaking and escaping from the parasitoids. During 26h of observation, 20 types of D. rapae behavior were recorded and divided into five categories: self-cleaning, feeding, exploitation, copulation, and oviposition. Direct interactions between these species occur not only during oviposition, but also when the wasp touches the aphids with their antennae and ovipositor.