Resumo: Organismos multicelulares compartilham uma longa história evolutiva com microrganismos. Os avanços modernos resultantes das pesquisas de metagenômica evidenciaram que as relações mutualísticas tem um papel ainda mais central e determinante na existência de todas as formas vivas multicelulares. Conhecer a estrutura e diversidade das comunidades bacterianas é crucial para entender aspectos do funcionamento do ecossistema. Uma forma de entender a estrutura de uma comunidade bacteriana, além da composição, é quantificar as proporções de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Nas formigas, a estrutura e diversidade das comunidades bacterianas associadas podem variar de acordo com sua dieta, casta, estágio de desenvolvimento, espécie e habitat. Assim, o ambiente ao redor da colônia tem grande influência em suas comunidades bacterianas. Através de uma revisão sistemática da literatura, de coleta de dados de campo e de técnicas de sequenciamento de nova geração (HTS), estes estudos tiveram como objetivo geral analisar as comunidades bacterianas associadas às formigas em diferentes ambientes. No primeiro capítulo, nós realizamos uma revisão sistemática em que buscamos estudos que analisaram as comunidades bacterianas associadas ao intestino e aos corpos de formigas de diferentes espécies, habitats e regiões climáticas. Calculamos as proporções de bactérias Gram-negativas destes microbiomas em diferentes ambientes, por serem mais resistentes à condições extremas. Logo, vimos que formigas que habitam ambientes imprevisíveis que produzem condições extremas para a sobrevivência dos insetos, como regiões temperadas e dosséis (formigas arborícolas), têm maior proporção de bactérias Gram-negativas nos seus microbiomas comparadas às formigas das regiões tropicais e que habitatm os solos. No segundo capítulo, investigamos as comunidades bacterianas associadas à uma formiga dominante do dossel, Azteca chartifex (Dolichoderinea), e as comunidades bacterianas associadas à filosfera das folhas de sua planta hospedeira, Byrsonima sericea (Malpighiaceae). Analisamos e comparamos a diversidade e composição das comunidades bacterianas dos corpos das formigas de ninhos polidômicos e das superfícies das folhas de plantas colonizadas e não-colonizadas pelas formigas. Os resultados revelaram significante variação nas comunidades bacterianas dos corpos das formigas de ninhos matriz e satélites. As bactérias generalistas compartilhadas entre formigas de ambos os ninhos, podem ter sido adquiridas diretamente do ambiente ao redor ou entre forrageiras dos diferentes ninhos. Além disso, a presença das formigas nas árvores influenciam a composição das comunidades bacterianas das superfícies das folhas, diminuindo a diversidade de bactérias e compartilhando bactérias entre formigas e folhas. No terceiro e último capítulo, investigamos as comunidades bacterianas da mesma espécie de formiga arborícola, porém de um ambiente contaminado por metais pesados devido ao rompimento de uma barragem de mineração. Comparamos as comunidades bacterianas dos corpos das formigas em ambiente afetado e de um ambiente protegido (dados do segundo capítulo). Vimos que as formigas dos ambientes contaminados exibiram maior alpha diversidade nas comunidades bacterianas associados aos seus corpos, e também apresentaram diferente composição bacteriana comparadas às formigas das áreas protegidas. A presença de bactérias bioindicadoras específicas das áreas contaminadas sugerem o potencial destas bactérias em moldar as comunidades bacterianas associadas às formigas Ver menos

Abstract: Multicellular organisms share a long evolutionary history with microorganisms. Modern advances resulting from metagenomic research have highlighted that mutualistic relationships play central and determinant role in the existence of all multicellular life forms. Understanding the structure and diversity of bacterial communities is crucial for understanding aspects of ecosystem functioning. In addition to the composition, one way to understand the structure of a bacterial community is to quantify the proportions of Gram-positive and Gram-negative bacteria. In ants, the structure and diversity of associated bacterial communities can vary according to their diet, caste, developmental stage, species, and habitat. Thus, the environment surrounding the colony has a significant influence on their bacterial communities. Through a systematic literature review, field data collection, and next-generation sequencing (HTS) techniques, this dissertation aimed to analyze the bacterial communities associated with ants in different environments. In the first chapter, we conducted a systematic review in which we looked for studies that analyzed the bacterial communities associated with the gut and bodies of ants from different species, habitats, and climatic regions. We calculated the proportions of Gram-negative bacteria in these microbiomes in different environments, as they are more resistant to extreme conditions. We found that ants inhabiting unpredictable environments that produce extreme conditions for insect survival, such as temperate regions and canopies (arboreal ants), have a higher proportion of Gram-negative bacteria in their microbiomes compared to ants from tropical regions and ground habitats. In the second chapter, we investigated the bacterial communities associated with a canopy dominant ant, Azteca chartifex (Dolichoderinea), and the bacterial communities associated with the phyllosphere of its host plant, Byrsonima sericea (Malpighiaceae). We analyzed and compared the diversity and composition of the bacterial communities from the bodies of ants from polydomous nests and the leaf surfaces of colonized and non-colonized plants. The results revealed significant variation in the bacterial communities of the ants' bodies from both the main and satellite nests. The generalist bacteria shared between ants from both nests may have been acquired directly from the surrounding environment or between foragers from different nests. Additionally, the presence of ants on trees influences the composition of bacterial communities on the leaf surfaces, decreasing bacterial diversity and sharing bacteria between ants and leaves. In the third and final chapter, we investigated the bacterial communities of the same species of arboreal ant, but from an environment contaminated by heavy metals due to the rupture of a mining dam. We compared the bacterial communities on the ants' bodies in the affected environment with those from a protected environment (data from the second chapter). We found that ants from contaminated environments exhibited higher alpha diversity in the bacterial communities associated with their bodies and also had a different bacterial composition compared to ants from protected areas. The presence of specific bioindicator bacteria in the contaminated areas suggests the potential of these bacteria to shape the bacterial communities associated with ants Ver menos