Desenvolvimento de ninhos iniciais de Atta sexdens (Hymenoptera: Formicidae): interferências dos fatores físicos e biológicos na nidificação

Abstract

A escolha do habitat pelas rainhas fundadoras de ninhos de formigas cortadeiras, pode variar de acordo com fatores abióticos como temperatura, densidade e umidade do solo. A literatura sobre os fatores envolvidos no sucesso da fundação dos ninhos de Atta é escassa. Há lacunas de conhecimentos sobre os fatores que influenciam o processo e quais são os mecanismos de regulação envolvidos. Com a finalidade de colaborar com o conhecimento a respeito dos ninhos iniciais de formigas cortadeiras o presente estudo teve como objetivos estudar a influência da temperatura e do sombreamento do solo na profundidade da fundação de ninhos; detectar modificação estrutural do solo de ninhos iniciais por meio de estudos da micromorfologia do solo do interior das câmaras e das áreas externas adjacentes; e estudar a troca gasosa dos ninhos iniciais em campo e laboratório. O estabelecimento das rainhas foi maior e o tempo de fundação do ninho, volume de solo escavado, profundidade e volume da câmara inicial foi menor em solos com menor densidade e maior umidade que naqueles mais densos e secos. A mortalidade das rainhas foi de 3% em solos menos densos e úmidos de 9% a 13% naqueles mais densos e menos úmidos. O desenvolvimento das colônias de A. sexdens em dois ambientes diferentes foi melhor em ambiente sombreado. A massa das rainhas foi semelhante nos dois ambientes, mas a mortalidade das mesmas foi maior no ambiente ensolarado. A alta densidade e a baixa umidade do solo aumentam o tempo de escavação do ninho e diminuem o volume de solo escavado, a profundidade do ninho e a sobrevivência das rainhas fundadoras de A. sexdens. Por outro lado, a baixa densidade e a alta umidade do solo diminuem o tempo de escavação do ninho e aumentam o volume de solo escavado e a profundidade do ninho, além da sobrevivência das rainhas fundadoras de A. sexdens. Os piores parâmetros dos ninhos de A. sexdens no ambiente ensolarado se devem à maior irradiância solar, aumento da amplitude de variação da temperatura interna da câmara inicial do ninho dessa formiga cortadeira. Por outro lado, a temperatura interna dessa câmara, mais estável no ambiente sombreado, se deve à menor incidência de irradiância solar e, portanto, mais favorável para a sobrevivência da rainha e a formação e desenvolvimento da colônia de A. sexdens. A concentração de CO2 foi maior nos ninhos de A. sexdens de campo, já a população dos ninhos foi maior em laboratório. O solo da parede dos ninhos iniciais de A. sexdens é composto por material grosso, principalmente quartzo e carvão, e material fino composto por argila, matéria orgânica e óxidos de ferro. A porosidade das paredes internas da câmara dos ninhos iniciais foi menor que aquela da matriz do solo externo e adjacente. A concentração de dióxido de carbono em ninhos de A. sexdens em campo é maior que a daqueles em laboratório, devido ao acúmulo de CO2 na câmara do inicial dos mesmos.

The choice of habitat by founding queens, of leaf-cutting ant nests, may vary according to abiotic factors such as temperature, density and soil moisture. Although some studies have already been carried out on the initial nests of Atta, there is still little knowledge in the literature about the development of initial nests, how the physical and biological control of the nesting environment is carried out and situations that explain the success of the foundation of the initial nests. In order to collaborate with the knowledge about the initial nests of leaf-cutting ants, the present study aimed to study how the temperature and shading of the soil influence the depth of foundation of the nests; to study the micromorphology of the internal soil of the chambers and surrounding them to verify if there is structural modification of the soil of initial nests; and to study the gas exchange of the initial nests in the field and laboratory. The establishment of queens was longer and the nest foundation time, excavated soil volume, depth and volume of the initial chamber were smaller in soils with lower density and higher humidity than in denser and drier ones. Queen mortality was 3% in less dense and humid soils, and 9% to 13% in denser and less humid soils. The development of colonies of A. sexdens in two different environments was better in shaded environment. The queen mass was similar in both environments, but their mortality was higher in the sunny environment. High density and low soil moisture increase nest excavation time and decrease excavated soil volume, nest depth and survival of A. sexdens founder queens. On the other hand, low density and high soil moisture decrease the excavation time of the nest and increase the volume of soil excavated and the depth of the nest, in addition to the survival of the founder queens of A. sexdens. The worst parameters of A. sexdens nests in the sunny environment are due to the greater solar irradiance, increasing the amplitude of variation of the internal temperature of the initial chamber of the nest of this leaf-cutting ant. On the other hand, the internal temperature of this chamber, which is more stable in the shaded environment, is due to the lower incidence of solar irradiance and, therefore, more favorable for the survival of the queen and the formation and development of the A. sexdens colony. The concentration of CO2 was higher in the nests of A. sexdens in the field, whereas the composition of the nests was higher in the laboratory. The soil on the wall of the initial nests of A. sexdens is composed of coarse material, mainly quartz and coal, and fine material composed of clay, organic matter and iron oxides. The soil porosity of the chamber wall of the initial nests was lower than that of the adjacent soil matrix and differed between those of the nests. The concentration of carbon dioxide in A. sexdens nests in the field is higher than in the laboratory, due to the accumulation of CO2 in their initial chamber.