Microorganisms form associations with most animal species, and a fascinating
example is the multiple interactions in the colonies of leaf-cutting ants. The effects of
these interactions (positive and negative) are exhibited in the health and development
of the colonies. Therefore, the understanding of the interactions that occur among the
microorganisms into leaf-cutting ants colonies is important to support of biological
control of this pest. This work was divided into three chapters. The first chapter aimed
to compare the development of colonies of Atta sexdens (Linnaeus) in contact with two
types of soil: (i) from an area used for nesting and (ii) from an area not used for nesting
of leaf-cutting ants. Two experiments were conducted in the laboratory. In experiment
I, newly fertilized females founded the colony in a plastic pot with gypsum and, after
106 days were transferred to a plastic pot with soil. In experiment II, newly fertilized
females founded their colonies directly on the soil. Colony mortality rate 106 days after
nuptial flight and founding in a plastic pot with gypsum was 28.6%. When they
developed directly in contact with the soil, mortality rate increased to 67.2%. The
results support that incipient colonies of A. sexdens undergo strong selective pressure
from soil microorganisms at the time of foundation. However, after the emergence of
the worker force, social immune defense mechanisms likely guarantee the
development of the colony, despite the presence of pathogenic microorganisms in the
soil of the nests. The second chapter aimed to isolate and identify actinobacteria from
soils of fungi garden chambers of A. sexdens and to evaluate the inhibitory effect of
these isolates on fungi associated with leaf-cutting colonies. To identify the isolates,
the 16S rRNA gene was sequenced from nine actinobacteria: six of Streptomyces
genus, two of Nocardia genus and one of Kitasatospora genus. Two Streptomyces and
one Kitasatospora isolates inhibited not only the fungus Escovopsis sp., but also the
entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae and the antagonistic fungus of the
cultivar symbiont of leaf-cutting ant Trichoderma aff. strigosellum. Since there is no
evidence of cultivation of actinobacteria on the Atta worker cuticle, it is possible that
these workers establish temporary adaptive symbiosis with soil microorganisms
producing antifungal and antibiotic substances and living in some part of their nest or
even in the interior of their body. It can be hypothesized that pathogenic fungi present
in the soil adjacent to the leaf-cutting ant nest, despite the risk they represent, are
controlled by the secretions produced by the workers, as well as by the metabolites of some actinobacteria. The third chapter had the objective of verifying the acceptance
and incorporation of baits containing mycelium of Escovopsis sp. by young colonies of
A. sexdens. We verified the transport of baits in all tested colonies. There was a
reduction in the weight of the fungus garden of the colonies that received baits with
Escovopsis sp., and an increase in the weight of the fungus garden of colonies that
received control treatment. It is concluded that the use of baits with mycelium of
Escovopsis sp. was satisfactory to introduce the fungus parasite in the fungus garden
of A. sexdens colonies.Microrganismos formam associações com a maioria das espécies animais e um
exemplo fascinante são as múltiplas interações nas colônias de formigas-cortadeiras.
Os efeitos dessas interações (positivos e negativos) se manifestam na sanidade e
desenvolvimento das colônias. Sendo assim, a compreensão das interações que
ocorrem entre os microrganismos das colônias de formigas-cortadeiras A. sexdens é
importante para fundamentar o controle biológico desta praga. Esse presente trabalho
foi dividido em três capítulos. O primeiro capítulo objetivou comparar o
desenvolvimento de colônias de Atta sexdens (Linnaeus) em contato com dois solos:
(i) de área com ninhos e (ii) de área sem ninhos de formigas-cortadeiras. Foram
conduzidos dois experimentos em laboratório. No experimento I, fêmeas recémfecundadas
fundaram a colônia em pote com gesso e, após 106 dias, entraram em
contato com solo. No experimento II, as fêmeas recém-fecundadas fundaram suas
colônias diretamente no solo. A taxa de mortalidade de colônias, após 106 dias da
revoada e se desenvolvendo em pote com gesso, foi de 28,6%. Quando se
desenvolveram desde o início em contato com o solo, a taxa de mortalidade elevouse
a 67,2 %. Os resultados confirmam que as colônias incipientes de A. sexdens
sofrem forte pressão seletiva de microrganismos do solo no momento da fundação.
No entanto, após o surgimento da força operária, mecanismos de defesa imune social,
provavelmente, garantem o desenvolvimento da colônia a despeito da presença de
microrganismos patogênicos no solo dos ninhos. O segundo capítulo objetivou isolar
e identificar actinobactérias de solos de câmaras de jardim de fungos de A. sexdens
e avaliar o efeito inibitório desses isolados sobre fungos associados às colônias de
formigas-cortadeiras. Foram sequenciados o gene 16S rRNA de nove actinobactérias,
sendo seis do gênero Streptomyces, duas do gênero Nocardia e uma do gênero
Kitasatospora. Foi verificado que dois isolados de Streptomyces e um de
Kitasatospora inibiram não só o fungo Escovopsis sp., como também o fungo
entomopatogênico Metarhizium anisopliae e o fungo antagonista do cultivar simbionte
de cortadeiras Trichoderma aff. strigosellum. Uma vez que não existem evidências de
cultivo de actinobactérias na cutícula de operárias do gênero Atta, é possível
hipotetizar que essas operárias estabeleçam simbiose temporária adaptativa com
microrganismos do solo produtores de substâncias antifúngicas e antibióticas e que
vivem em alguma parte de seu ninho ou mesmo no interior do seu corpo. Além disso,
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os fungos patogênicos para colônias de formigas-cortadeiras presentes no solo
adjacente ao ninho, apesar de constituírem um risco, podem ser controlados pelas
secreções produzidas pelas operárias, bem como pelos metabólitos de algumas
actinobactérias. O terceiro capítulo teve como objetivo verificar a aceitação e
incorporação de iscas contendo micélio de Escovopsis sp. em colônias jovens de Atta
sexdens. Verificou-se o transporte de iscas em todas as colônias do teste. Houve
redução no peso do jardim de fungos das colônias que receberam iscas com
Escovopsis sp., e aumento no peso do jardim de fungos de colônias que receberam
tratamento controle. Conclui-se que a utilização de iscas com micélio de Escovopsis
sp. foi satisfatória para introduzir o fungo parasita no jardim de fungos de colônias de
Atta sexdens
