Interações multitróficas envolvendo Coffea arabica, dois herbívoros e um inimigo natural | Multitrophic interactions involving Coffea arabica, two herbivores and a natural enemy

Plants upon herbivory damage activate induced defense mechanisms that trigger the production of chemical compounds, which act directly by affecting the herbivore itself, or indirectly through recruitment of herbivore natural enemies. In contrast, herbivores developed strategies for escaping or manipulating host defenses and therefore settling on the host. As a result of herbivory by a particular species, plants can become more susceptible to the colonization of a second herbivore, facilitating multiple herbivory, which is a very common scenario in natural environments, but still poorly studied. Multiple herbivory, particularly by herbivores from different feeding guilds, induces in the plant a different defensive response from that upon attack of only one species, in a way that it is difficult to predict the consequences on tritrophic interactions. Thus, we investigated whether previous infestation in Coffea arabica L. by Planococcus minor (Maskell) (Hemiptera: Pseudococcidae), a sapsucking insect that potentially manipulates plant defences, facilitates infestation by Oligonychus ilicis McGregor) (Acari: Tetranychidae); and whether multiple herbivory by these arthropods (phloem-sucking and cell-content feeder) alters the attractiveness of herbivore-induced plant volatiles to the predatory mite Euseius concordis (Chant) (Acari: Phytoseiidae). Preference of O. ilicis females to non-infested and P. minor-infested plants was evaluated in arena choice tests. Results showed no preference of the mite for one of the hosts and females deposited similar numbers of eggs in both treatments. However, in performance assays, in which the numbers of eggs, larvae, nymphs and adults of each plant were counted, O. ilicis did better in non-infested plants compared to P. minor-infested plants. In regard to the third trophic level, in arena tests where mites were exposed only to olfactory cues, the predator E. concordis oriented to volatiles emitted by plants infested with its prey O. ilicis, but was not attracted to volatiles emitted by plants infested with the mealybug, which is not considered their prey. Finally, volatiles released by multiple infested plants (O. ilicis + P. minor) were as attractive as those emitted by plant infested with only O. ilicis. Thus, contrary to our initial hypothesis, our study showed that infestation by the mealybug did not alter host preference of the phytophagous mite and impacted its population growth. Despite this, multiple herbivory by herbivores from distinct feeding guilds exerted a neutral effect on the natural enemy's response compared to indirect defences of prey-infested plants. This study provides initial information about multitrophic interactions in coffee involving two pests and an important biological control agent of phytophagous mites, that can be explored for developing more sustainable management tactics. Therefore, future studies will be carried out in order to characterize volatile blend and phytohormone levels of coffee plants upon single and multiple herbivory.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sob o ataque de herbívoros, as plantas ativam mecanismos de defesas induzidos que desencadeiam a produção de compostos químicos, os quais atuam diretamente sobre o herbívoro ou indiretamente no recrutamento dos seus inimigos naturais. Em contrapartida, os herbívoros desenvolveram estratégias de escape e manipulação das defesas do hospedeiro para se estabelecer nele. Assim, como resultado da herbivoria por uma determinada espécie, a planta pode se tornar mais suscetível à colonização de uma segunda espécie e propiciar a herbivoria múltipla, cenário bastante comum em ambientes naturais, mas que ainda é pouco estudado. A herbivoria múltipla, particularmente por herbívoros de guildas alimentares distintas, induz na planta uma resposta defensiva diferente àquela sob ataque de apenas uma das espécies, de forma que é difícil prever as consequências sobre as interações tritróficas. Neste sentido, com este trabalho buscamos investigar se a infestação prévia por Planococcus minor (Maskell) (Hemiptera: Pseudococcidae), um inseto sugador de seiva que potencialmente manipula as defesas de plantas, em Coffea arabica L., facilita a infestação por Oligonychus ilicis (McGregor) (Acari: Tetranychidae); e se a herbivoria múltipla por estes artrópodes (sugador de floema e sugador de conteúdo celular) altera a atratividade dos voláteis de plantas induzidos pela herbivoria ao ácaro predador Euseius concordis (Chant) (Acari: Phytoseiidae). Em ensaios de arena com chance de escolha, fêmeas de O. ilicis foram testadas frente a pares de plantas não infestadas e infestadas por P. minor, e não demonstraram preferência por um dos hospedeiros, depositando números semelhantes de ovos em ambos os tratamentos. No entanto, em ensaios sem chance de escolha, nos quais foram avaliados os números de ovos, larvas, ninfas e adultos do ácaro, foi verificado que O. ilicis teve um desempenho superior em plantas não infestadas comparado às plantas infestadas por P. minor. Em relação ao terceiro nível trófico, ensaios em arena testando apenas a influência das pistas olfativas mostraram que o predador E. concordis orientou-se por voláteis emitidos pelas plantas infestadas com a sua presa O. ilicis, mas não foi atraído pelos voláteis emitidos pelas plantas infestadas pela cochonilha-branca, que não é considerada sua presa. Por fim, os voláteis da planta sob herbivoria múltipla (O. ilicis + P. minor) foram tão atraentes quanto os da planta infestada pela presa. Desse modo, ao contrário da nossa hipótese inicial, nosso trabalho mostrou que a infestação pela cochonilha não alterou a preferência hospedeira do ácaro e impactou o seu crescimento populacional. Apesar disso, a herbivoria múltipla por um sugador de conteúdo celular (O. ilicis) e um sugador de floema (P. minor) teve um efeito neutro sobre a resposta de E. concordis em relação à defesa indireta das plantas infestadas somente com a presa. Esse estudo fornece informações iniciais sobre as interações multitróficas na planta de café envolvendo duas pragas e um importante agente de controle biológico de ácaros fitófagos que poderão ser exploradas no desenvolvimento de táticas de manejo mais sustentáveis. Sendo assim, futuros estudos serão realizados a fim de caracterizarmos a mistura de voláteis e os níveis de fitohormônios das plantas de café sob herbivoria simples e múltipla.