Nome do Projeto
TAXONOMIA, CITOGENÉTICA, BIOACÚSTICA E COMPORTAMENTO DE GRILOS DO BIOMA PAMPA (ORTHOPTERA, GRYLLOIDEA)
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/04/2020 - 01/03/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
Os Grylloidea apresentam cerca de 7000 espécies válidas distribuídas em 636 gêneros (Eades & Otte, 2009). Estima-se que o número de espécies desconhecidas seja muito maior, principalmente nas regiões tropicais e subtropicais, onde os estudos taxonômicos são reduzidos (Otte, 1994). Segundo Mesa & Zefa (2004), a fauna Neotropical de grilos provavelmente é uma das menos conhecidas. Dias (2008) demonstrou que 90% dos táxons coletados no Parque Nacional do Iguaçu, Foz do Iguaçu(PR) são novos para a ciência. O conhecimento da grilofauna está diretamente ligado aos trabalhos taxonômicos, desde a descrição de espécies e gêneros até a organização de táxons mais amplos, cujos sistemas de classificação incluem vários modelos (Chopard, 1967, 1968; Kevan 1982; Desutter, 1987, 1988; Desutter-Grandcolas, 1990; Otte 1994; Gorochov, 1995a, b). Atualmente não há consenso sobre o melhor sistema a ser adotado. Para minimizar os problemas de classificação envolvendo os grilos neotropicais, será necessário sobretudo, um intenso trabalho de coletas e descrição das novas espécies, levando em consideração a morfologia, a citogenética, a bioacústica e o comportamento, e principalmente a revisão, o reconhecimento e a redescrição, se necessário, das espécies já descritas. O estudo do comportamento é muito importante para que se possa estabelecer e interpretar corretamente as funções dos diferentes sinais acústicos emitidos pelos grilos. Destes sinais, os sons utilizados para atrair as fêmeas para o acasalamento, ou seja, os sons de chamado, são aplicados na taxonomia do grupo (Alexander, 1962; Cade, 1981; Forrest, 1982; Otte, 1992; Sakaluk et al. 1992). O som de chamado, as estruturas responsáveis pela sua produção e o complexo fálico são elementos direta ou indiretamente relacionados ao isolamento reprodutivo dos grilos e sua aplicação, em conjunto, na sistemática desses insetos evita em grande parte, a descrição desnecessária de indivíduos da mesma espécie, que pelo fato de apresentarem variações morfológicas intra-específicas mais acentuadas, são descritas como espécies diferentes. Os sinais acústicos são produzidos e amplificados por regiões especializadas das tégminas e devido a sua importância no processo reprodutivo, geralmente suas variações são de caráter específico e muito relevantes como elementos de reconhecimento das diferentes espécies (Walker & Carlysle, 1975; Otte, 1992; Gerhardt, 2006;). O complexo fálico é uma das estruturas mais empregadas na taxonomia dos grilos, quer seja em nível específico, como em táxons mais amplos, sendo que a organização de famílias e subfamílias é determinada com base na morfologia dos escleritos fálicos (Desutter, 1987, 1988; Desutter-Grandcolas, 2003). A terminologia aplicada aos escleritos fálicos varia entre os pesquisadores e pode ser encontrada nos trabalhos de Chopard (1961), Randell (1964), Desutter (1987) Mesa e Garcia-Novo (1997), Mesa et al. (1998) e Desutter- Grandcolas (2003), não havendo um consenso sobre a terminologia mais adequada. Adicionalmente, as informações obtidas a partir da cariotipagem das espécies agregam informações importantes para a solução de problemas taxonômicos em Orthoptera, principalmente em grupos cujo reconhecimento das espécies é impossibilitado pela grande semelhança morfológica (Ohmachi 1927ab, 1935, Honda e Iriki 1932, Randall e Kevan 1962, White 1973, Hewitt 1979, Mesa et al. 1982, Mafla e Cevallos 1989, Zefa 2010).

Objetivo Geral

Determinar, descrever ou redescrever espécies Neotropicais de grilos (Orthoptera, Grylloidea), empregando como ferramentas taxonômicas a morfologia corporal, o comportamento de acasalamento, a bioacústica e a citogenética

Justificativa

Essa linha de pesquisa foi inicialmente criada pelo Prof. Dr. Alejo Mesa da Unesp de Rio Claro, incluindo a morfologia e a citogenética. Durante meus trabalhos no mestrado e doutorado, sob a orientação do referido professor, adicionamos a bioacústica aos nossos estudos, uma vez que os sons de chamado são fundamentais na sistemática desses insetos. Com a aposentadoria do Prof. Mesa, essa linha de pesquisa foi desativada na Unesp.
Há quinze anos estou lotado no Depto de Ecologia, Zoologia e Genética da UFPel e desde minha contratação estou me empenhando em organizar um laboratório específico para instituir e desenvolver a linha de pesquisa em citogenética, bioacústica e morfologia aplicados à taxonomia de grilos.
A pesquisa científica por nós desenvolvida, incluindo a bioacústica de grilos, é única no Brasil e na América Latina e a associação desse elemento, juntamente com a citogenética no processo de reconhecimento, descrição e redescrição das espécies faz com que essa linha de pesquisa seja inédita no mundo com possibilidades de resultados promissores.
Nos períodos em que estou me dedicando a aplicação dessa linha de pesquisa no DEZG da UFPel, bons resultados foram obtidos e publicados, além da inclusão de graduandos em atividades de iniciação científica e trabalhos de mestrado.

Metodologia

ÁREA DE ESTUDO
Segundo a classificação geomorfológica de Justus et al. (1986), a região enquadra-se no domínio morfoestrutural dos Depósitos Sedimentares e na província geológica Costeira, com clima Mesotérmico Brando Superúmido Sem Seca.
Foram selecionadas localidades que incluem todos os ambientes característicos do Bioma Pampa do Sul do Rio Grande do Sul: Balneário dos Prazeres, Município de Pelotas, Horto Botânico “Irmão Teodoro Luis”, município de Capão do Leão, Cerro das Almas, município de Capão do Leão, Estação Ecológica do Taim, Barragem do Chasqueiro – Município de Arrogio Grande, Praia do Cassino, Município de Rio Grande e Município de São José do Norte, Reserva Biológica do Mato Grande, município de Arroio Grande, RS.
COMPORTAMENTO REPRODUTIVO E REGISTRO DOS SINAIS ACÚSTICOS
Os indivíduos que serão utilizados nos encontros serão selecionados na fase pré-adulta, e mantidos individualmente separados em potes de plástico de 500ml até que alcancem a fase adulta, evitando interações anteriores entre machos e fêmeas.
Os encontros serão realizados em arenas de vidro transparente de 15cm de diâmetro por 10cm de altura, cobertas com placa de vidro e cama de algodão umedecido como substrato.
Primeiramente será inserida uma fêmea e um macho na arena, isolados por um tubo de vidro, onde ficarão por 10 min para a aclimatação. Posteriormente os tubos serão removidos para que o casal se encontre. As observações serão consideradas a partir do primeiro contato físico entre os indivíduos. Após o contato, as ações comportamentais serão descritas, com consequente elaboração de um etograma para qualificar e quantificar os encontros. Especial atenção será dirigida ao tempo de duração de cada fase do comportamento reprodutivo, pois implica em eficiência do macho no processo de acasalamento (componente necessário para testar as hipóteses). As observações serão interrompidas caso o comportamento de corte não inicie após 5 min do primeiro contato de antena.
A temperatura da arena será registrada no início e no final de cada encontro com termômetro INCOTERM L-007/09, e auxílio do termohigrômetro digital.
ANÁLISE ACÚSTICA
Os sinais acústicos serão registrados no campo ou em laboratório em gravador Nagra E e Microfone modular Sennheiser ME 67. Ao final de cada gravação será incluído um registro sonoro contendo o local, a data e o horário da gravação, além da temperatura e umidade do local de estridulação. Serão incluídas também, informações referentes ao habitat específico de cada espécimem.
Os grilos que não tiverem seus sons de chamados registrados no campo serão acondicionados em terrários devidamente confeccionados para registros em laboratório.
Os sons de chamado serão analisados no programa Avisoft, em seqüências de 30 segundos, incluindo as seguintes características: número de notas por frase, número de frases por trinta segundos, número de notas por segundo, número de frases por segundo, tempo de duração das notas, intervalo de tempo entre as notas, tempo de duração das frases, intervalo de tempo entre as frases, freqüência máxima e freqüência mínima.

MORFOMETRIA DAS TÉGMINAS
Os espécimes com os sons de chamado registrados terão a tégmina direita retirada para análise em microscópio óptico. Em seguida serão etiquetados e fixados em álcool 70%.
As tégminas serão dispostas entre lâmina e lamínula para contagem do número de dentes da fileira estridulatória. No processo de contagem, serão considerados todos os dentes, incluindo aqueles pequenos e com morfologia assimétrica e distribuição irregular.
As tégminas serão visualizadas e fotografadas ao microscópio estereoscópico com câmara digital acoplada, para análise da morfologia dos dentes da fileira estridulatória e distribuição das nervuras
A análise morfométrica inclui a média e desvio padrão das seguintes variáveis: comprimento total da fileira estridulatória; número de dentes por milímetro, área da harpa e área do espelho.

MORFOLOGIA DO COMPLEXO FÁLICO DOS MACHOS
Os espécimes machos coletados terão suas genitálias extraídas e armazenadas em tubos contendo álcool 70%, os quais serão numerados e devidamente etiquetados.
As genitálias serão submetidas à solução de Hidróxido de Potássio (KOH) 10% para facilitar a retirada das membranas, possibilitando a melhor visualização das peças esclerotinizadas.
As genitálias serão dispostas em placas de Petri com vidro triturado, embebido em glicerina e esquematizadas com auxílio do microscópio estereoscópico com câmara clara e fotografadas em microscópio óptico com câmara digital acoplada.

ANÁLISE CROMOSSÔMICA
Os cromossomos serão obtidos de células extraídas dos testículos, ovários e cecos gástricos de machos e fêmeas, adultos e pré-adultos.
Os indivíduos serão injetados com colchicina (0.05%) durante 2.5 a 3 h para a obtenção de divisões mitóticas. Os grilos não injetados serão utilizados para a obtenção de divisões meióticas.
Os grilos serão dissecados em placa de dissecção, contendo solução fisiológica para insetos.
Os materiais dissecados - testículos, ovários e cecos gástricos - serão submetidos à solução hipotônica 0.075M, por 5 minutos, fixados em Carnoy I (3 partes de álcool etílico e 1 parte de ácido acético glacial) e armazenados em tubos plásticos, os quais serão acondicionados em refrigerador.
A técnica no preparo das lâminas incluiu as seguintes etapas: 1. coloca-se o material fixado sobre uma lâmina com uma gota de ácido acético 45%; 2. macera-se o material espalhando-o pela lâmina; 3. seca-se a lâmina a temperatura ambiente ou em placa metálica levemente aquecida (35 a 40º); 4. coloca-se uma gota de orceína 0,1% sobre a lâmina recobrindo-a com uma lamínula.
Os cromossomos serão classificados segundo GUERRA (1986) e a montagem dos cariótipos será realizada de acordo com o tamanho e morfologia dos cromossomos. Quanto ao tamanho, serão dispostos em ordem decrescente e aos pares. Os pares cromossômicos serão numerados e os homólogos tentativamente pareados.

Indicadores, Metas e Resultados

a) Criar recursos para a correta identificação de espécies de Grylloidea, com base em um conjunto de caracteres taxonomicamente consistentes;
b) Desenvolver, fortalecer e ampliar essa linha de pesquisa, iniciada pelo Prof. Dr. Alejo Meso, da Unesp – Rio Claro, que é a única a incluir a citogenética, a bioacústica e a morfologia na sistemática dos Grylloidea.
c) Publicar os resultados em revistas indexadas nacionais e internacionais;
d) Promover integração entre alunos da graduação e pós graduação;
e) Fortalecer os grupos de pesquisa em Orthoptera no Brasil.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ALVARO MIGUEL MOREIRA MARTINS2
CHRISTIAN PETER DEMARI
EDISON ZEFA8
MIGUEL KURZ DOS SANTOS
RODRIGO DOMINGUES REIS
RONYSSA DOS SANTOS RIBEIRO
Thamyrys Pinho da Silva

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