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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Bacterial communities associated with arboreal and ground-dwelling Odontomachus ants (Formicidae: Ponerinae) from the Cerrado savanna and the Atlantic Rain Forest : Comunidades bacterianas associadas a formigas Odontomachus (Formicidae: Ponerinae) arborícolas e terrícolas em Cerrado e Mata Atlântica
Title Alternative: Comunidades bacterianas associadas a formigas Odontomachus (Formicidae: Ponerinae) arborícolas e terrícolas em Cerrado e Mata Atlântica
Author: Rocha, Felipe Pereira da, 1993
Advisor: Oliveira, Paulo Sergio Moreira Carvalho de, 1957-
Abstract: Resumo: Formigas apresentam muitos tipos de interações com outros organismos nos mais diversos ecossistemas. Por sua riqueza e abundância na maior parte dos ambientes, observar uma interação mutualista ou antagonista com formigas é comum. No entanto, bem menos conhecidas são suas relações com microrganismos, principalmente nos biomas brasileiros. A comunidade bacteriana associada a formigas pode desempenhar um importante papel na nutrição, reprodução, desenvolvimento, defesa contra doenças, e higiene do ninho. Algumas subfamílias de formigas, como a Ponerinae, apesar de sua riqueza de espécies e características plesiomórficas, ainda são pouco estudadas quanto às comunidades bacterianas associadas. Neste trabalho, caracterizamos as comunidades bacterianas de duas espécies de formigas da subfamília Ponerinae em dois biomas brasileiros, Cerrado e Mata Atlântica: Odontomachus chelifer e O. hastatus. Estas duas espécies são bem estudadas em relação à sua história natural e ecologia. O. chelifer nidifica e forrageia no chão e na camada de serapilheira, enquanto O. hastatus nidifica em raízes de bromélias epífitas e forrageia no dossel ao redor. Utilizando o sequenciamento em larga escala do gene RNAr 16S das comunidades bacterianas da cutícula e de todo o gáster, caracterizamos a estrutura e composição das comunidades nestas partes do corpo. Além disso, buscamos entender a influência de fatores como espécie, hábitat e dieta na estruturação dessas comunidades bacterianas. Independente da espécie ou local amostrado, as comunidades bacterianas de ambas as partes do corpo são diferentes. A comunidade da cutícula é mais diversa que a do gáster, e as formigas da Mata Atlântica abrigam comunidades bacterianas mais diversas que as do Cerrado em ambas as partes do corpo estudadas. O gáster e a cutícula apresentaram um padrão de poucas variantes dominando a comunidade bacteriana. A maioria das formigas apresentou infecção por Wolbachia, e algumas apresentaram coinfecção com outro endossimbionte, Mesoplasma. As comunidades bacterianas externas (cutícula) são mais influenciadas pelo ambiente do que as comunidades internas (gáster), devido à sua característica de aquisição horizontal de bactérias, em sua maioria transientes. Portanto, as espécies O. chelifer e O. hastatus em Mata Atlântica apresentaram comunidades bacterianas na cutícula mais similares entre si do que as populações de O. chelifer em Cerrado e Mata Atlântica. Por outro lado, comunidades bacterianas internas de O. chelifer mostraram-se mais similares em Cerrado e Mata Atlântica, do que O. chelifer e O. hastatus em Mata Atlântica. Isso provavelmente se deve a maior influência de processos fisiológicos na estruturação de comunidades internas do gáster. A dieta entre as espécies apresentou semelhanças em composição, porém os itens foram predados em diferentes proporções, o que pode afetar as comunidades bacterianas do gáster dessas formigas como outro fator espécie-específico. Este trabalho fornece um panorama sobre a comunidade bacteriana associada a duas espécies de Odontomachus em ecossistemas brasileiros, especificando suas variações entre partes do corpo, entre colônias, espécies e biomas. Os resultados encontrados nesse estudo abrem novos caminhos para descobertas sobre a microbiota associada a formigas Ponerinae, incluindo os fatores mediadores e seu papel ecológico.

Abstract: Ants present many types of interactions with other organisms in terrestrial ecosystems. Due to their richness and abundance in most habitats, it is very frequent to observe ants interacting with diverse organisms worldwide, be it mutualistic or antagonistic interactions. However, less known is their relationship with microorganisms, especially in Brazilian biomes. The bacterial communities associated with ants can play an important role in nutrition, reproduction, development, defense against diseases, and nest hygiene. Some ant subfamilies such as Ponerinae, however, have been poorly studied in relation to their associated bacterial communities, despite their species richness and plesiomorphic characteristics. In this work, we characterize the bacterial communities of two ant species in two Brazilian biomes, Cerrado savanna and Atlantic rainforest: Odontomachus chelifer and O. hastatus. These two species are well studied in relation to their natural history and ecology. O. chelifer nests and forages on the ground, while O. hastatus nests on the roots of epiphytic bromeliads and forages on the canopy around its nest. Using the 16S rRNA gene sequencing from the bacterial communities of the cuticle and whole gaster, we characterize the structure and composition of the communities in these body parts. In addition, we investigate the influence of species-specificity, habitat, and diet on the structuring of bacterial communities associated with these two parts. Regardless of the species or location sampled, the bacterial communities of both body parts are different. The cuticle community is more diverse than the gaster community, and ants from the Atlantic rainforest harbor a more diverse bacterial community in both body parts than those from the Cerrado savanna. The gaster and the cuticle showed a pattern of a few variants dominating the community. Most ants had Wolbachia infection, and some had coinfection with another endosymbiont, Mesoplasma. External bacterial communities (cuticle) are more influenced by the environment, due to horizontal acquisition of mostly of transient bacteria. Therefore, O. chelifer and O. hastatus in the Atlantic rainforest presented more similar bacterial communities on their cuticle, than O. chelifer from different biomes. On the other hand, internal (gaster) bacterial communities of O. chelifer from Cerrado savanna and Atlantic rainforest were more similar to one another than the communities from O. chelifer and O. hastatus in the Atlantic rainforest. This is likely due to the greater influence of physiological processes in the structuring of internal gaster bacterial communities. Diet between species showed compositional similarities, however items were preyed in different proportions, which could affect the gaster bacterial communities of these ants as another species-specific factor. This work is an assessment of the bacterial communities associated with Odontomachus species in Brazilian habitats, specifying their variation between body parts, colonies, species, and biomes. The results in this study open new paths for discoveries on associated microbiota in the Ponerinae, including their mediating factors and ecological role.
Subject: Odontomachus
Comunidades bacterianas
Cerrados
Formiga - Mata Atlântica
RNA ribossômico 16S
Dieta
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: ROCHA, Felipe Pereira da. Bacterial communities associated with arboreal and ground-dwelling Odontomachus ants (Formicidae: Ponerinae) from the Cerrado savanna and the Atlantic Rain Forest : Comunidades bacterianas associadas a formigas Odontomachus (Formicidae: Ponerinae) arborícolas e terrícolas em Cerrado e Mata Atlântica . 2021. 1 recurso online ( 91 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP.
Date Issue: 2021
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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