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Recognition of Host Plant Volatiles by Pheidole minutula Mayr (Myrmicinae), an Amazonian Ant-Plant Specialist

Authors

  • Wesley F. C. Dáttilo,

    1. Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Centro de Biociências e Biotecnologia, Campos, RJ, Brazil
    2. Biological Dynamics of Forest Fragments Project, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia and Smithsonian Tropical Research Institute, Manaus, AM, Brazil
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  • Thiago J. Izzo,

    1. Biological Dynamics of Forest Fragments Project, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia and Smithsonian Tropical Research Institute, Manaus, AM, Brazil
    2. Department of Wildlife Ecology and Conservation, University of Florida, Gainesville, FL, 32611-0430, U.S.A.
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  • Brian D. Inouye,

    1. Department of Biological Science, Florida State University, Tallahassee, FL, U.S.A.
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  • Heraldo L. Vasconcelos,

    1. Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brazil
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  • Emilio M. Bruna

    1. Department of Wildlife Ecology and Conservation, University of Florida, Gainesville, FL, 32611-0430, U.S.A.
    2. Center for Latin American Studies, University of Florida, Gainesville, FL, 32611-5530, U.S.A.
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ABSTRACT

In the tropics, several ant species are obligate inhabitants of leaf pouches and other specialized structures in plants known as myrmecophytes. However, the cues used by ant queens to locate suitable host-plants following dispersal remain poorly understood. Here we tested the hypothesis that Pheidole minutula queens use volatiles to distinguish their host Maieta guianensis (Melastomataceae) from other sympatric myrmecophytes. To do so, we used a Y-tube olfactometer to quantify the preference for volatiles of different plant species. Our results indicate that P. minutula queens discriminate the chemical volatiles produced by its host-plant from those of other sympatric ant-plant species. However, queens failed to distinguish the volatiles of Maieta from those of the ant-plant Tococa bullifera (Melastomataceae), with which P. minutula is not mutualistically associated. Nevertheless, a strong preference for Maieta over Tococa was observed during a subsequent bioassay, where the ants had physical contact with a domatium of each plant species. These results suggest that additional, short distance mechanisms are also necessary for host discrimination. Overall, our findings suggest that the high degree of compartmentalization observed in symbiotic ant–plant relationships is achieved, at least in part, by the relatively high degree of specificity in host selection displayed by foundress queens.

RESUMO

Nos trópicos, muitas espécies de formigas nidificam obrigatoriamente em bolsas foliares ou outras estruturas especializadas de plantas mirmecófitas. Contudo, os sinais que as rainhas de formigas usam para encontrar plantas hospedeiras disponíveis permanecem pouco conhecidos. Neste estudo testamos a hipótese de que as rainhas de Pheidole minutula usam voláteis para encontrar sua planta hospedeira Maieta guianensis (Melastomataceae). Para isso, utilizamos um olfatômetro em “Y” para quantificar a preferência por voláteis de diferentes mirmecófitas simpátricas. Nossos resultados indicam que as rainhas de P. minutula discriminam os voláteis produzidos por sua planta hospedeira daqueles produzidos por outras mirmecófitas. Contudo, as rainhas não distinguiram entre os voláteis de Maieta daqueles produzidos por Tococa bullifera (Melastomataceae), com a qual P. minutula não é associada mutualisticamente. Contudo, em um segundo experimento, onde as formigas tinham contato físico com as domáceas das duas espécies de plantas, houve uma forte preferência por Maieta. Estes resultados sugerem que mecanismos adicionais de reconhecimento em curta distância são necessários. De forma geral, nossos resultados indicam que o alto grau de compartimentalização da comunidade, típico em relações simbióticas entre formigas e plantas, pode ser ao menos em parte resultado do alto grau de especificidade na localização das plantas pelas rainhas de formigas.

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