Aspectos biológicos e ecologia química de Aleochara pseudochrysorrhoa Caron, Mise & Klimaszewski, 2008 (Coleoptera: Staphylinidae) Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) e Pygiopachymerus linola (Chevroat, 1871) (Coleoptera, Chrysomelidae, Bruchinae)

Abstract

Resumo: Este trabalho teve como objetivos estudar os aspectos biológicos e a ecologia química de três espécies distintas de insetos, abordando desde sua criação, comportamento, extração de voláteis, identificação estrutural e avaliação do comportamento dos indivíduos mediado pelos compostos químicos identificados. Desta forma, o trabalho está dividido em três capítulos, sendo que o capítulo 1 está dividido em três partes. O capítulo 1 aborda a ecologia química da família Staphylinidae e a descrição de estágios larvais de Aleochara pseudochrysorrhoa. Na primeira parte está apresentada uma revisão sobre os compostos químicos liberados por espécies de Staphylinidae e são discutidas as influências dos compostos químicos no comportamento das espécies, bem como a variação morfológica dos complexos glandulares abdominais responsáveis pela liberação de compostos químicos. Na parte dois é apresentado o estudo relacionado às glândulas tergais de Aleochara pseudochrysorrhoa. Com base nas análises de CG/EM foram identificados onze compostos nas secreções da glândula tergal de macho e fêmea de A. pseudochrysorrhoa: decano; 2-metilciclohexa-2,5-dieno-1,4-diona; (Z)- undec-4-eno; undecano; 2-metoxi-3-metilciclohexa-2,5-dieno-1,4-diona; dodecano; (Z)-tridec- 4-eno; (Z)-tridec-6-eno; tridecano; dodecanal e (Z)-tetradec-9-enal. Nenhum compost sexo espcifíco foi observado. As secreções presentes na glândula tergal de fêmeas de A. pseudochrysorroa dependendo da concentração agem como gatilho iniciando o comportamento de cópula em machos. Na parte três deste capítulo foi realizada a descrição morfológica das formas imaturas de Aleochara pseudochrysorrhoa. Foram descritos e ilustrados os estágios larvais de Aleochara pseudochryssoroa. O capítulo 2 aborda o estudo realizado com a brocada- cana Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae). Diatraea saccharalis é a principal praga relacionada às culturas de cana no Brasil. Devido ao ciclo de vida desta espécie ocorrer na sua maior parte dentro da cana-de-açúcar, métodos tradicionais de controle com inseticidas tem se demonstrado ineficientes no controle desta praga. Neste sentido, semioquímios como feromônios sexuais podem ser ferramentas importantes no monitoramento e controle desta praga. Dois compostos haviam sido descritos na literatura por desencadearem respostas nas antenas e terem respostas positivas na atração em túnel de vento em machos, (Z,E)-hexadeca- 9,11-dienal e (Z)-hexadec-11-enal. Entretanto, a mistura destes dois compostos se mostrou ineficiente em testes de campo, o que levou a ideia de que alguns compostos minoritários presentes na mistura feromonal de D. saccharalis ainda não haviam sido identificados. Estudos realizados previamente reinvestigaram os compostos presentes nas glândulas feromonais de fêmeas e identificaram outros dois compostos que desencadeiam respostas nas antenas de machos, (Z)-hexadec-9-enal e hexadecanal. Portanto, o objetivo deste capítulo foi testar a capacidade desses dois novos compostos em aumentar a atratividade de machos em experimentos de túnel de vento. Foi possível demonstrar que os dois novos compostos identificados nas glândulas feromonais de fêmeas de D. saccharalis aumentaram a atratividade de machos em experimentos de túnel de vento. O capítulo 3 trata do estudo da ecologia química da espécie Pygiopachymerus lineola (Coleoptera, Chrysomelidae, Bruchinae). Os besouros da subfamília Bruchinae (Coleoptera, Chrysomelidae) são um grupo monofilético de espécies especializadas na predação de sementes. Pygiopachymerus lineola é uma espécie Netropical encontrada desde o México até o Brasil, tendo sido relatada alimentando-se principalmente de sementes da espécie de planta Cassia L. Até o momento, seis espécies dentro de Bruchinae tiveram compostos sexo específicos identificados. Portanto, o objetivo deste capítulo foi identificar os compostos feromonais em P. lineola, determinar o período de atividade circadiana e período de liberação de feromônio durante o ritmo circadiano. As análises de CG/EM mostraram quatro compostos sexo específicos nos machos. Experimentos realizados em olfatômetro em Y demonstraram uma alta atração de fêmeas aos extratos dos machos. Foi demonstrado também que o período de atividade e de liberação de compostos feromonais é maior nas três últimas horas da fotofase.

Abstract: The aim of this work was study the biological aspects and the chemical ecology of three distinct species, approaching rearing, behavior, volatile extraction, structural identification and the biological roles mediated by identified chemical compounds. This thesis is divided in three chapters, chapter one is also divided in three parts. Chapter 1 approaches the chemical ecology of the Staphylinidae family and the morphological description of immatures stages of Aleochara pseudochrysorrhoa species. The 1st part comprises a review about chemical compounds previously identified in the Staphylinidae family, describing the influences of the compounds in the behavior of the species, as well as the morphological variation between species in the glandular complex responsible for releasing the chemical compounds in this family. The 2nd part comprehend a study about the tergal gland secretion in the Aleochara pseudochrysorrhoa species. Using the GC/MS analysis it was identified eleven compounds in tergal gland secretion: decane; 2-methylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione; (Z)-undec-4-ene; undecane; 2-methoxy-3-methylcyclohexa-2,5-diene-1,4-dione; dodecane; (Z)-tridec-4-ene; (Z)-tridec-6-ene; tridecane; dodecanal and (Z)-tetradec-9-enal. Through bioassays it was demonstrated that the female tergal gland secretion is affective in initiate male copulatory response depending on concentration. The 3rd part is a morphological description of immatures stages of Aleochara pseudochrysorrhoa species. In this chapter is also described and illustrated all larval instars of Aleochara pseudochryssoroa. The chapter 2 is a study about the sugar cane borer Diatraea saccharalis (Lepdoptera: Crambidae). In this species population control in traditional ways is quite inefficient due to simultaneous presence of all developmental stages of the insect throughout the year. In this way, search for new strategies can be useful such as the use of sex pheromone in monitoring and control techniques. Two sex pheromone components have been reported in the literature to elicit antennal activity and positive responses in flight tunnel experiments, (Z,E)-hexadec-9,11-adienal and (Z)-hexadec-11-enal. However, attractiveness of these two compounds has been reported as very low in field tests. A previously study identified another two compounds in the female pheromonal gland to elicit antennal activity in males of D. saccharalis. Therefore, the goal of this chapter was to test if these two new identified compounds increase male attractiveness in flight tunnel experiments. It was demonstrated that these two new identified compounds, in fact, increase male attractiveness in flight tunnel experiments. The chapter 3 is a study about the chemical ecology in the seed beetles Pygiopachymerus lineola (Coleoptera, Chrysomelidae, Bruchinae). Seed beetles are a monophyletic group, specialized in seed predation. Pygiopachymerus lineola is a Neotropical species, which has been found from Mexico to Brazil and have been found mostly feeding in seeds of Cassia genus species. Seed beetles sex pheromone have been identified only for six species to date. Therefore, the aim of this study was to identify sex specific pheromones in Pygiopachymerus lineola, determine the period of major activity and pheromone release throughout the circadian rhythm. GC/MS analysis demonstrated four male specific compounds, which attracts female in Y-tube olfactometer assays. The period of major activity as well as the period of sex pheromone releasing occur in the last hours of photophase.