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Publicação
The distribution and performance of two herbivorous spider-mites living in heterogeneous environments
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
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.
Plant quality for herbivores depends on plant characteristics (e.g. nutrients and defences), abiotic conditions (e.g. metal contamination) and the presence of competitors and antagonistic species. The aim of this thesis was to characterize how differences in plant quality affect plant-herbivore and herbivore-herbivore interactions in two spider-mite species, Tetranychus urticae and T. evansi. First, we describe the creation of outbred and inbred populations, important biological tools in laboratory studies, which we use throughout the thesis. Subsequently, we tested how interspecific competition affected within- and between-plant dispersal. We show that the performance of both spider mite species was higher on younger leaves. Accordingly, they chose this stratum on clean plants. However, on plants with heterospecifis, T. urticae avoided younger leaves, whereas the distribution of T. evansi was more even across strata. The dispersal of T. urticae away from host plants also increased in presence of T. evansi. However, we did not find evidence for a genetic correlation between the damage inflicted on plants and dispersal propensity. The performance of the two species was also similar on tomato plants exposed to different cadmium concentrations, revealing a hormetic response in both. However, T. evansi is more affected by cadmium accumulation than T. urticae. Also, induction/suppression of proteinase inhibitors did not interact with cadmium accumulation and the latter mechanism was not inducible by herbivory. Finally, we showed intraspecific variation for cadmium-induced hormesis in spider mites, being this metal the main driver of the patterns observed, rather than changes in the plant. This thesis establishes the powerful cadmium-tomato-mite system in the study of ecological consequences of metal accumulation and provides novel insight into the interaction between T. urticae and T. evansi under different scenarios.
Plant quality for herbivores depends on plant characteristics (e.g. nutrients and defences), abiotic conditions (e.g. metal contamination) and the presence of competitors and antagonistic species. The aim of this thesis was to characterize how differences in plant quality affect plant-herbivore and herbivore-herbivore interactions in two spider-mite species, Tetranychus urticae and T. evansi. First, we describe the creation of outbred and inbred populations, important biological tools in laboratory studies, which we use throughout the thesis. Subsequently, we tested how interspecific competition affected within- and between-plant dispersal. We show that the performance of both spider mite species was higher on younger leaves. Accordingly, they chose this stratum on clean plants. However, on plants with heterospecifis, T. urticae avoided younger leaves, whereas the distribution of T. evansi was more even across strata. The dispersal of T. urticae away from host plants also increased in presence of T. evansi. However, we did not find evidence for a genetic correlation between the damage inflicted on plants and dispersal propensity. The performance of the two species was also similar on tomato plants exposed to different cadmium concentrations, revealing a hormetic response in both. However, T. evansi is more affected by cadmium accumulation than T. urticae. Also, induction/suppression of proteinase inhibitors did not interact with cadmium accumulation and the latter mechanism was not inducible by herbivory. Finally, we showed intraspecific variation for cadmium-induced hormesis in spider mites, being this metal the main driver of the patterns observed, rather than changes in the plant. This thesis establishes the powerful cadmium-tomato-mite system in the study of ecological consequences of metal accumulation and provides novel insight into the interaction between T. urticae and T. evansi under different scenarios.
Descrição
Palavras-chave
interação planta-herbívoro acumulação de metais hormesis ácaro-aranha interação herbívoro-herbívoro plant-herbivore interactions metal accumulation spider mites herbivore-herbivore interactions