Interações mutualistas ao longo da ontogenia de uma espécie de leguminosa : bactérias fixadoras de nitrogênio, formigas protetoras e abelhas polinizadoras. - Valadão-Mendes, Lorena Bueno [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018)
Muitas características fenotípicas das plantas mudam drasticamente ao longo do desenvolvimento vegetal e podem influenciar as interações ecológicas. Dado que existe um custo energético associado a manutenção de diferentes mutualismos, investigamos a relação entre os estádios de desenvolvimento vegetal e o estabelecimento de três mutualismos, assim como a possível interferência do mutualismo raiz-rizóbio sobre os mutualismos nectário extrafloral-formiga e flor-abelha. No campo selecionamos 30 plantas da espécie de leguminosa de Cerrado, Chamaecrista desvauxii var. latistipula, com diferentes tamanhos, de indivíduos juvenis a maiores reprodutivos, para avaliar a ocorrência e intensidade das interações mutualistas raiz-rizóbio, nectário extrafloral-formiga e flor-abelha. Em casa de vegetação montamos um experimento manipulando as bactérias do tipo rizóbio e o tipo de solo em que as plantas foram cultivadas, no qual investigamos a interferência da interação raiz-rizóbio sobre os recursos vegetais disponíveis para outros mutualismos. As plantas amostradas em campo variaram entre 4 a 1300 unidade de tamanho. A interação raiz-rizóbio e nectário extrafloral-formiga ocorreu em plantas ainda muito pequenas, enquanto a interação flor-abelha se estabeleceu em plantas maiores. A intensidade da interação teve padrão exponencial para os nódulos radiculares e visitação das abelhas, e quadrático para as formigas. Esses padrões distintos na intensidade dos mutualismos sugeriram possível interferência entre eles, dado que a quantidade de nódulos radiculares e a interação flor-abelha aumentou e a interação nectário extrafloral-formiga diminuiu. Quanto às plantas do experimento, aquelas com rizóbio cresceram mais do que as plantas sem rizóbio, mas esse resultado variou dependendo do tipo de solo. Em solo rico em matéria orgânica, não encontramos diferenças no crescimento das plantas com e sem rizóbio, diferentemente das plantas cultivadas em areia. O volume do néctar secretado e o conteúdo total de açúcares foi maior em plantas com rizóbio, mas o resultado também foi variável entre tipos de solo. Plantas em areia e sem rizóbio não produziram néctar, e as demais condições experimentais não tiveram diferenças nos descritores do néctar. No entanto, a produção de néctar foi semelhante entre condições em que as plantas eram muito distintas em tamanho, sugerindo que plantas em solo rico em matéria orgânica, independente da presença de rizóbio, são mais eficientes na produção de néctar. Os diferentes estádios ontogenéticos da espécie compreendem diferenças no estabelecimento, manutenção e intensidade das interações mutualistas. Ainda, nossos resultados apontam que exista interferência entre mutualismos, dado que o aumento na intensidade da interação de um mutualismo pode favorecer ou desfavorecer interação de outros mutualismos.

Plant phenotypic traits change drastically throughout plant development and can modify ecological interactions. Whereas there is an energy cost associated with maintenance of different mutualisms on the same plant, we investigated the relationship between plant development and the establishment of multiple mutualisms. Besides, we evaluated the possible interference of the root-rhizobia mutualism on extrafloral nectary-ant and flower-bee mutualisms. In the field, we selected 30 plants of Cerrado legume species, Chamaecrista desvauxii var. latistipula, with different sizes, from juvenile to reproductive individuals, to evaluate the occurrence and intensity of root-rhizobia, extrafloral nectary-ant and flower-bee interactions. In a greenhouse, we manipulate the rhizobia bacteria and soil type, investigating the interference of root-rhizobia on plant resources available for other mutualisms. Plants sampled in field ranged from 4 to 1300 plant size. Root-rhizobia and extrafloral nectary-ant interactions occurred on tiny plants, while flower-bee interaction was established on larger plants. The strength of interactions had an exponential pattern for root nodules and bee visitation, and quadratic for ant visitation. These distinct patterns suggested a possible interference between mutualisms since the number of root nodules and the flower-bee interaction increased and the extrafloral nectary-ant interaction decreased. Moreover, in the rhizobium exclusion experiment, plants with inoculated rhizobia grew more than plants without rhizobia, but this pattern varied depending on the soil type. In soil richer in organic matter and nitrogen, we did not find differences in the growth of plants with and without rhizobia, differently from plants grown in sandy soil. Nectar volume and total sugar contend were higher in plants with rhizobia, but this pattern was also variable among soil types. Plants in sandy soil without rhizobia did not exudate nectar, while plants from the remaining experimental conditions exudate similar volumes of nectar and sugar contend. Nevertheless, nectar secretion was similar between conditions in which plants had very different sizes, suggesting that plants in soil richer in organic matter, independent of the presence of Rhizobium, are more efficient in nectar production. In this study, plant ontogenetic stages were related to differences in the establishment, maintenance and strength of mutualism interactions. Furthermore, our results indicate that there is an interference between mutualisms, given that the increase in the first mutualism may increase or decrease interactions with subsequent mutualisms.
Mutualistic interactions along plant ontogeny of a Legume species: nitrogen-fixing bacteria, protective ants and pollinating bees.
Keywords: Contexto dependência; Fixação de nitrogênio; Interações ecológicas; Fabaceae; Mutualismo; Nectário extrafloral; Polinização por vibração; Rizóbio; Chamaecrista; Buzz pollination; Context dependency; Ecological interactions; Extrafloral nectaries; Fabaceae; Mutualism; Nitrogen-fixation; Rhizobium; Chamaecrista