Orientador: Jose Roberto Trigo

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia

Resumo: Os Alcalóides Pirrolizidínicos (APs) representam uma classe de compostos secundários da planta com um papel único nas interações entre plantas, insetos herbívoros e seus inimigos naturais. A defesa química em mariposas da família Arctiidae e borboletas das sub-famílias Danainae e Ithomiinae...

Resumo: Os Alcalóides Pirrolizidínicos (APs) representam uma classe de compostos secundários da planta com um papel único nas interações entre plantas, insetos herbívoros e seus inimigos naturais. A defesa química em mariposas da família Arctiidae e borboletas das sub-famílias Danainae e Ithomiinae (Nymphalidae), devido a APs, é conhecida contra diferentes predadores vertebrados e invertebrados. A aranha Nephila c/avipes L. (Aranae, Tetragnathidae) é um predador invertebrado muito utilizado em bioensaios com APs, sendo que estas aranhas discriminam adultos de Ithomiinae e Danainae, liberando-os ilesos de sua teia. Neste trabalho, se testou a relação entre diferentes estruturas de APs (macrocíclicos e monoésteres, nas formas base livre e Nóxido, além da base necina, ácidos nécicos e de um AP exclusivo de insetos), em diferentes concentrações, com sua ação anti-predação. Pintinhos Gallus gallus e aranhas Nephila c/avipes foram usados como modelos de predadores em testes com presas palatáveis pinceladas com APs e de alimentação de adultos de Ithomiinae recém emergidos (Mechanitis po/ymnia) oferecidos em diferentes períodos de tempo após a alimentação com APs. Nos bioensaios com presas pinceladas com APs, a mistura dos macrocíclicos integerrimina:senecionina foi mais efetiva contra aranhas na forma N-óxido. Para o AP monoéster senecioilretronecina, aranhas Nephila c/avipes responderam de forma similar às presas pinceladas com a base livre ou o N-óxido. A calimorfina, um AP exclusivo de insetos, foi mais efetiva contra predação por Nephi/a c/avipes do que sua base necina retronecina, corroborando a idéia de que estes APs são produzidos para maximizar a defesa contra predadores. Para todos os APs testados, houve uma clara relação entre a concentração e a efetividade da resposta anti-predação de Nephi/a c/avipes, sendo que as concentrações mais altas provocaram uma maior taxa de liberação das presas pinceladas com APs. Não foram encontradas diferenças nas respostas de predadores vertebrados às formas base livre e N-óxido de APs macrocíclicos e monoésteres. Mais uma vez, a retronecina não foi eficiente contra predação. As concentrações destes APs testadas contra estes predadores não chegaram a provocar respostas efetivas contra predação e, de fato, pintinhos são menos sensíveis a baixas concentrações de APs do que aranhas Nephi/a c/avipes. Nos ensaios com borboletas Mechanitis po/ymnia alimentadas em laboratório, aquelas alimentadas com senecioilretronecina e integerrimina:senecionina foram mais liberadas por Nephila clavipes do que aquelas alimentadas com a retronecina. As diferentes respostas de predadores vertebrados e invertebrados testados neste trabalho, em relação às diferentes estruturas de APs, demonstram a importância da mistura de APs na obtenção de uma defesa química eficiente contra diferentes tipos de predadores potenciais. Além disto, a proteção das presas aumenta de acordo com a concentração de APs em seus tecidos

Abstract: Pyrrolizidine Alkaloids (PAs) are secondary plant compounds with a unique role in the interaction between plants, herbivorous insects, and their natural enemies relationships. The chemical defense due to PAs in Arctiidae moths and butterflies of sub-families Danainae and Ithomiinae...

Abstract: Pyrrolizidine Alkaloids (PAs) are secondary plant compounds with a unique role in the interaction between plants, herbivorous insects, and their natural enemies relationships. The chemical defense due to PAs in Arctiidae moths and butterflies of sub-families Danainae and Ithomiinae (Nymphalidae) has been investigated with regards to vertebrate and invertebrate predators. One of the most used model for PAs bioassay is the spider Nephi/a c/avipes L. (Aranae, Tetragnathidae) which rejects adult Ithomiinae and Danainae, releasing then unharmed from the web. This work tested the role of PAs chemical structure (macrocyclics and monoesters, free base and N-oxide, necine base, necic acids and a insect-PA) and concentration in anti-predator activity. Domestic chicks Gallus gallus and spiders Nephila c/avipes were used as models in assays with palatable prey treated with PAs. The macrocyclic PAs integerrimine:senecionine N-oxide were more effective against spiders than its free base. For the monoester senecioilretronecine, no differential response from the spider was found between free base and N-oxide. Callimorphine, an exclusive insect-PA, was more effective against Nephi/a c/avipes predation than its necine base retronecine, supporting the hypothesis that insect-PAs are produced to optimize the insect chemical defense. For ali PAs tested there was a clear correlation between dosage and predator negative response in Nephi/a c/avipes; higher concentrations generated higher prey release. In the vertebrate predator bioassays no differences were found between free base and N-oxide macrocyclics and monoesters PAs. As with the spider, the retronecine was not effective against predation. The tested PAs dosages did not trigger an effective negative response by the chicks. Domestic chicks were less sensitive to lower PAs dosages than Nephi/a c/avipes. In an another set of experiments, recently emerged adults of Mechanitis po/ymnia (lthomiinae) were fed PAs and tested at various time intervals afier ingestion with the spider predation. Freshly emerged Mechanitis po/ymnia those fed senecioilretronecine and integerrimine:senecionine were more released by Nephi/a c/avipes than those fed retronecine. The different responses from vertebrate and invertebrate predators tested in this work, in relation to different PAs structures, demonstrates the importance of PAs mixture to obtain an effective chemical defense against different potential predators. And the prey protection rises in accordance with the PA concentration in theirs tissues

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