Competition under (niche) construction

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The distribution and performance of two herbivorous spider-mites living in heterogeneous environments

Publication . Godinho, Diogo; Magalhães, Sara; Branquinho, Cristina

A qualidade das plantas para os herbívoros depende de características da planta (e.g. nutrientes e defesas), de fatores abióticos (e.g. metais) e da presença de outros herbívoros e antagonistas na planta. O intuito desta tese foi caracterizar o efeito de diferentes qualidades da planta nas interações planta-herbívoro e herbívoro-herbívoro nos ácaros-aranha, Tetranychus urticae e T.evansi. Primeiro descrevemos a criação de populações com elevada consanguinidade e com elevada diversidade, ferramentas com importantes aplicações em estudos laboratoriais, que utilizámos durante a tese. Depois, estudámos o efeito da competição interespecífica na distribuição dos ácaros na planta. Em plantas sem heterospecíficos ambas as espécies tiveram maior desempenho reprodutivo em folhas jovens, preferindo colonizar estas. Em plantas com heterospecíficos esta preferência perdeu-se, substituída por diferentes comportamentos em resposta aos heterospecíficos. T. urticae evitando folhas com o competidor e T. evansi distribuindo-se uniformemente entre as folhas. T. urticae também aumentou a dispersão de hospedeiros com T. evansi. Não encontrámos, no entanto, uma correlação genética entre o dano causado à planta e dispersão para outro hospedeiro. O desempenho reprodutivo das duas espécies também mostrou ser afetado da mesma forma pela acumulação de cádmio em tomateiros, correspondendo a uma resposta hormética. Durante exposições mais longas T. evansi mostrou ser mais negativamente afetado pela acumulação de cádmio do que T. urticae. Não houve interações entre a indução/supressão de defesas do tomateiro (inibidores de proteínas) e acumulação de cádmio, sendo este último um mecanismo passivo, não induzido por herbivoria. Finalmente, mostrámos variação intraespecífica nos ácaros, na resposta hormética à acumulação de cádmio em tomateiros, sendo a hormesis potenciada diretamente pelo metal e não por alterações na planta. Esta tese demonstra a importância do sistema planta-metal-ácaro no estudo das consequências ecológicas da acumulação de metais e revelou novas perspetivas sobre as interações entre T. urticae e T. evansi em diferentes contextos.

2020-09Doctoral thesis

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Genetic variation and trait plasticity in plant defence suppression

Publication . Teodoro-Paulo, Jéssica; Kant, Merijn R.; Duncan, Alison B.; Fernandes, Carlos

As plantas evoluíram um conjunto complexo de defesas, algumas delas induzíveis por herbivoria. Por sua vez, os herbívoros evoluíram para lidar com tais defesas, sendo que alguns conseguem suprimir as defesas do hospedeiro, geralmente através de efetores salivares. Apesar de crucial para a otimização do controlo de pragas, a variação genética e plasticidade da supressão de defesas é ainda pouco estudada. Assim sendo, esta tese teve como objetivo ampliar o conhecimento sobre a variabilidade genética e o impacto do ambiente na supressão de defesas. Para isso, estudei as pragas de tomateiros Tetranychus urticae e T. evansi, nas quais algumas populações conseguem suprimir defesas. Primeiro, estudei se a supressão de defesas é variável e como é que se correlaciona com a fecundidade de T. evansi. Observei que, apesar da supressão ser variável, a fecundidade não está correlacionada com os seus diferentes níveis. De seguida, avaliei se a supressão é comum em populações naturais de T. urticae obtidas de tomateiros. Descobri que esse era o caso, e que o gene effector 84 é altamente variável nesta espécie. De seguida, demonstrei que a supressão é mantida a uma temperatura elevada, apesar da expressão do effector 84 diminuir, sugerindo plasticidade. Para além disso, modelos de dinâmica populacional revelaram que uma temperatura elevada favorece ácaros T. urticae que suprimem defesas, excluindo ácaros que induzem defesas. Finalmente, observei que plantas infestadas com supressores não conseguem estabelecer defesas contra uma densidade alta de herbívoros, ao contrário de quando infestadas com indutores. Os meus resultados mostram que ambas as espécies têm variabilidade genética para a supressão de defesas e que a expressão do effector 84 é plástica com a temperatura. Esta tese oferece informações relevantes sobre como a supressão de defesas pode evoluir e ser mantida na natureza, uma vez que sugere que a adaptação ao hospedeiro e alterações na temperatura podem ser fatores importantes para a sua seleção, com implicações na gestão de pragas.

2023-10Doctoral thesis

Open access