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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-04022014-104412
Document
Author
Full name
Rafael de Andrade Moral
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2013
Supervisor
Committee
Demetrio, Clarice Garcia Borges (President)
Godoy, Wesley Augusto Conde
Vieira, Afrânio Márcio Corrêa
Title in Portuguese
Modelagem estatística e ecológica de relações tróficas em pragas e inimigos naturais
Keywords in Portuguese
Alabama argillacea
Campoletis flavicincta
Euborellia annulipes
Podisus nigrispinus
Spodoptera frugiperda
Controle biológico
Gráficos meio-normais com envelope de simulação
Modelos lineares generalizados
Abstract in Portuguese
Diversos estudos têm sido feitos para verificar quais as relações entre a lagarta do cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda, bem como o curuquerê-do-algodoeiro, Alabama argillacea, e potenciais agentes de controle biológico, visto que são importantes pragas de diversas culturas. Pesquisas com parasitoides e predadores de diferentes ordens têm sido desenvolvidas, com esse propósito. A tesourinha Euborellia annulipes apresenta grande potencial, assim como o pentatomídeo Podisus nigrispinus, por serem inimigos naturais desses insetos-praga. O parasitoide Campoletis flavicincta é, também, considerado um potencial agente controlador de S. frugiperda, no campo. Quatro experimentos foram instalados e conduzidos para estudar as relações ecológicas entre as espécies citadas: i) competição entre os predadores por larvas de S. frugiperda; ii) competição entre os predadores por larvas de A. argillacea; iii) competição intraespecífica entre as ninfas dos predadores; iv) teste de preferência por larvas de S. frugiperda previamente parasitadas, ou não, por C. flavicincta. Modelos estatísticos de diferentes tipos foram ajustados aos dados obtidos. Foram utilizados modelos lineares generalizados para dados discretos univariados (contagens e proporções), modelos de análise de sobrevivência para dados de tempo até ocorrência de um determinado evento, modelos aditivos generalizados e modelos multinomiais ordinais para dados de taxas de mortalidade observadas ao longo do tempo. Para verificar a qualidade do ajuste de modelos lineares generalizados, funções que produzem gráficos meio-normais com envelope de simulação foram implementadas no software estatístico gratuito R. Observou-se que as fêmeas de E. annulipes são mais agressivas e a espécie tem vantagem competitiva sobre P. nigrispinus, podendo atuar como predadora intraguilda. Além disso, os predadores têm a capacidade de discriminar entre larvas de S. frugiperda parasitadas ou não por C. flavicincta, sendo que há evidências de que os machos evitam consumir larvas parasitadas. Já as fêmeas não têm preferência e podem consumir o parasitoide, indiretamente, ao predar uma larva parasitada, sendo que isso pode ser um fator estabilizador do sistema. Adicionalmente, a coexistência entre a praga, os predadores e o parasitoide é mais provável quando as taxas de ataque dos predadores são mais altas e a do parasitoide é mais baixa.
Title in English
Statistical and ecological modelling of the trophic relations in pests and natural enemies
Keywords in English
Alabama argillacea
Campoletis avicincta
Euborellia annulipes
Podisus nigrispinus
Spodoptera frugiperda
Biological control
Generalized linear models
Half-normal plots with a simulation envelope
Abstract in English
Several studies have verified the relations among the fall armyworm, Spodoptera frugiperda, as well as the cotton leafworm, Alabama argillacea, and potential biological control agents, as they are important pests of several crops. Research with parasitoids and predators of different orders has been developed with this purpose. The ring-legged earwig (Euborellia annulipes) shows great potential, as well as the Neotrpical stink bug (Podisus nigrispinus), as they are natural enemies of these pests. The parasitoid wasp Campoletis flavicincta is also considered a biological control agent of S. frugiperda. Four experiments were set up and conducted to characterize the ecological relations among the described species: i) competition between the predators for S. frugiperda larvae; ii) competition between the predators for A. argillacea larvae; iii) intraspecific competition among the predators' nymphs; iv) choice tests between S. frugiperda larvae that were previously parasitised by C. flavicincta and larvae that were not. Statistical models of different types were fit to the data. Generalized linear models were used to analyse univariate discrete data (counts and proportions), survival analysis models were used to analyse time-until-event data, generalized additive models and ordered multinomial logistic models were used to analyse mortality rates through time. To assess goodness-of-fit, functions that produce half-normal plots with a simulation envelope were implemented for the open-source software R. It was observed that females of E. annulipes are less aggressive and this species has a competitive advantage over P. nigrispinus, and may act as an intraguild predator. Besides that, the predators are able to distinguish parasitised from non-parasitised S. frugiperda larvae, and there are evidence that show that males tend to avoid feeding on larvae parasitised by C. flavicincta. Females, however, have no prefference and may indirectly feed on the parasitoid when predating a parasitised larva, and this might be a stabilizing factor in this system. In addition, coexistence among the pest, predators and parasitoid is most likely when predation rates are high and parasitism rates are low.
 
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Publishing Date
2014-02-12
 
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