Investigação comportamental e morfológica das coleobrocas Eubulus cf. elongatus Hustache, 1924 e Pappista notaticeps (Marshall, 1925) (Coleoptera: Curculionidae) e o estudo da emissão e bioatividade dos feromônios dos percevejos Mormidea v-luteum (Lichtenstein, 1796)

Abstract

Resumo: Os curculionídeos Eubulus cf. elongatus e Pappista notaticeps são endêmicos do neotrópico. A região ainda abriga uma fauna de insetos pouco conhecida, principalmente de espécie-pragas emergentes, a broca-da-mandioca E. cf. elongatus e a broca-do pinhão-manso P. notaticeps. Assim, os objetivos da pesquisa foram: (i) Investigar ocorrência de outra espécie de Eubulus sp. além de Eubulus cf. elongatus em mandioca (Manihot esculenta) via dados de morfologia externa, interna e com dados moleculares via DNA (COI); (ii) Identificar e caracterizar o dimorfismo interespecífico entre as espécies de coleobroca da mandioca, E. cf elongatus e Eubulus sp; (iii) Investigar o dimorfismo sexual de Eubulus cf. elongatus e Pappista notaticeps; (iv) Estudar o comportamento de ritmo circadiano e sexual de Eubulus cf. elongatus; (v) Determinar a razão sexual de E. cf. elongatus e P. notaticeps; (vi) Implementar a técnica de coleta de voláteis sexo-específica para E. cf. elongatus e P. notaticeps. Para averiguar a ocorrência de outra espécie de Eubulus sp. os insetos foram separados em dois morfotipos, Eubulus cf. elongatus e Eubulus sp. e analisados as suas morfologias externas e genitálias (N= 10) e para análise genética (N= 2) por morfotipo; Na investigação do dimorfismo sexual externo de E. cf. elongatus e P. notaticeps utilizou-se (N= 30) por espécie; enquanto para o comportamento de ritmo circadiano de E. cf. elongatus utilizou-se (N= 30) e sexual (N= 20); na razão sexual sondou-se amostras de 2017 de E. cf. elongatus (N= 171) e para 2018 (N= 341), e para P. notaticeps 2017 (N= 53) e 2018 (N= 87); por fim, a investigação da emissão feromonal foi realizada com (N= 10 machos) e (N= 10 fêmeas) via sistema de areação com câmaras de vidro mais dieta natural, mandioca. Os resultados obtidos pelos dados morfológicos e moleculares demonstraram a ocorrência de duas espécies E. cf. elongatus e Eubulus 'sp2'. A diferenciação entre as espécies é dada pela característica anatômica externa da região da tíbia posterior de adultos; Enquanto as fêmeas adultas de E. cf. elongatus se diferenciam dos machos pela presença de uma dilatação na tíbia posterior, da base para o ápice. Os machos adultos de P. notaticeps apresentam uma formação côncava na região do metaesterno, enquanto que nas fêmeas é convexa. Dados comportamentais de E. cf. elongatus evidenciaram uma atividade significativa na escotofase de 12 horas para ambos os sexos, o que no entanto não observou-se divergência entre os eventos de cópulas entre a fotofase versus a escotofase via Chi-quadrado 1.68 P= 0.25. O comportamento sexual da espécie ocorreu em três principais etapas, (i) précópula, (ii) cópula e (iii) pós-cópula. Sendo (i) o encontro da fêmea e ascensão ao dorso; (ii) cortejo realizado pelo terceiro par de pernas ao tocar os uroesternitos da fêmea e em seguida a inserção do aedeagus; (iii) retirada do aedeagus e início do comportamento de guarda. A razão sexual de adultos de E. cf. elongatus quanto de P. notaticeps estiveram dentro da proporção esperada próxima de 1:1. As investigações das emissões feromonais sexo-específico para ambas as espécies não evidenciaram nenhum composto candidato a feromônio. O comportamento de E. cf. elongatus foi o primeiro para o gênero na região neotropical. Assim, os resultados obtidos pavimentam uma compreensão morfológica e comportamental da broca-damandioca e da broca-do-pinhão-manso de ocorrência brasileira. O presente estudo contribuiu para pesquisas futuras com o Manejo Integrado de Pragas e via Ecologia Química dessas espécies de coleobrocas. Palavras-chave: Comportamento sexual. Dimorfismo. Morfologia. Neotropical. Semioquímicos.

Abstract: Eubulus cf. elongatus and Pappista notaticeps belong to the Curculionidae family, and both are endemic of the neotropical region. The insect fauna of this region demands more comprehension, mainly about emerging species considered as a pest of commercial crops, such as the cassava-root-borer= E. cf. elongatus and P. notaticeps= stem-bore of Jatropha curcas L. Thus, the objectives of the thesis were: (i) to investigate the occurrence of another species of Eubulus sp. in addition to Eubulus cf. elongatus in cassava (Manihot esculenta) via data of external and internal morphology, and with molecular data via DNA (COI); (ii) to identify and characterize the interspecific dimorphism among the two species of cassava borer E. cf. elongatus and Eubulus sp. (iii) to investigate the sexual dimorphism between males and females of Eubulus cf. elongatus and Pappista notaticeps; (iv) to study the circadian rhythm and sexual behavior of E. cf. elongatus; (v) To determine the sex ratio of E. cf. elongatus and P. notaticeps; and (vi) To investigate the emission of sex-specific odours marked as sex-pheromone in E. cf. elongatus and P. notaticeps aeration technique was applied. The presence or absence of another species of Eubulus sp. in cassava cultivar BR399, the insects were separated by morphospecies, Eubulus sp. and Eubulus cf. elongatus (N= 10) and were analyzed their internal and external morphology, and the genetic analyses were conducted with both morphospecies (N= 2). The external sexual dimorphism was conducted to E. cf. elongatus and P. notaticeps (N= 30) per species, while the sexual behavior (N= 20) and circadian rhythm (N= 30) was only performed to E. cf. elongatus. The sexual rate was performed for both species during 2017 and 2018. Within 2017 to E. cf. elongatus (N= 171) and in 2018 (N= 341), to P. notaticeps in 2017 (N= 53) and in 2018 (N= 87). The investigation of pheromonal emission was performed with samples (N= 10 males) and (N= 10 female) via aeration system, in which each sample was separated by sex and species in a glass chamber and feed-based natural diet, cassava. With this, the results via morphological and molecular data showed that E. cf. elongatus and Eubulus 'sp2' are different species, which may be differentiated via external anatomical features located in the hind tibia; The sexual dimorphism in E. cf. elongatus showed that females in opposite to the males an expansion of the hind tibia, from the base to the apex. In Pappista notaticeps, dimorphism was located in the metasternum region, in which a concave formation was observed for males and convex for females. The behavioral data of E.cf. elongatus showed a nocturnal activity during the 12 hours of the scotophase for both sexes, although did not statistical difference between mating events photophase versus scotophase Chi-square 1.68 P= 0.25. The sexual behavior of E. cf. elongatus may be understood in three main stages: (i) pre-copulation, (ii) copulation, and (iii) post-copulation. It is followed by (i) male finds the female and climb on her back; (ii) starting the courtship behavior, and the hind leg of male touching the female uroesternites and subsequently, the aedeagus is inserted; (iii) male removes the aedeagus and starting the period of mating guarding on the back of the female. Results of the sex ratio investigated of E. cf. elongatus and P. notaticeps revealed a proportion of 1:1. To investigate an emission of sex-specific odours as pheromones, and the analyses of male and female extracts did not show any sex-specific candidate compound as pheromones for both species studied. The sexual behavior of E. cf. elongatus was marked as the first work within of the gender to the Neotropical region. In general, the results are strong useful for a better morphological and behavioral understanding of the cassava-root-borer and the stembore of Jatropha curcas, which also may help and pave the Integrated Pest Management as well as in future studies regarding with Chemical ecology of these species. Keywords: Morphology. Neotropical. Sexual Behaviour. Sexual Dimorphism. Semiochemicals.