A importância da coloração dinâmica em Morpho helenor (Nymphalidae: Satryrinae) na redução da predação por aves : uma abordagem experimental

Orientadores: Paulo Sérgio Moreira Carvalho de Oliveira, André Victor Lucci Freitas Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Dentre os diversos mecanismos de defesa contra predação conhecidos, uma grande parte envolve padrões de coloração. Uma categoria desses mecanismos de defesa que ainda não foi muito explorada é a de padrões de colorações ocultos, que só são exibidos em situações específicas. Este é o caso da coloração dinâmica (flash coloration). A hipótese da coloração dinâmica propõe que animais com coloração críptica, que expõem subitamente uma coloração conspícua durante movimento, reduzem a probabilidade de serem predados, pois confundem predadores visualmente orientados. Para testar essa hipótese, nunca antes testada na natureza, realizamos experimentos usando a borboleta Morpho helenor como modelo. Essa espécie de borboleta possui um padrão de coloração contrastante entre a face dorsal (azul) e a face ventral (marrom) de suas asas, resultando em uma série de "flashes" azuis durante o voo. Para testar a hipótese da coloração dinâmica, realizamos três experimentos com o intuito de modificar o padrão de coloração alar e avaliar se tal modificação altera a predação dos indivíduos. No experimento 2, usamos tinta marrom para remover a faixa azul da face dorsal dos indivíduos do grupo tratamento, tornando-os sempre crípticos mesmo durante o voo. No experimento 1, adicionamos uma faixa azul na face ventral dos indivíduos do grupo tratamento, fazendo com que a coloração conspícua estivesse sempre presente durante o voo. Como controle, pintamos uma faixa marrom na mesma região pintada no grupo tratamento, na face ventral. Como controle, pintamos uma faixa marrom ao lado da faixa azul na face dorsal das asas. No experimento 3, alfinetamos na serapilheira indivíduos mortos de M. helenor com uma faixa azul pintada na face ventral das asas para investigar se eles seriam mais atacados nessa posição (como se estivessem pousados no chão da floresta). Como controle, pintamos uma faixa marrom na face ventral das asas dos indivíduos. Nossos resultados, obtidos por meio de uma análise de sobrevivência feita com base na marcação e recaptura dos diferentes grupos experimentais, mostraram que remover a cor azul da face dorsal das asas não resultou em uma diferença na sobrevivência dos indivíduos. Provavelmente isso ocorreu porque a "crypsis" em ambas as faces das asas dificultou a perseguição e captura das borboletas durante o voo. Por outro lado, a adição de uma faixa azul na face ventral fez com que os indivíduos sobrevivessem menos, uma vez que a defesa fornecida pela coloração dinâmica foi anulada pela presença do azul em ambas as faces das asas durante o voo. Por fim, indivíduos com a faixa azul pintada na face ventral, apesar de se tornarem mais conspícuos, não foram mais atacados na serapilheira, onde a predação é rara. Em conclusão, este estudo fornece a primeira evidência experimental, em condições naturais, de que a coloração dinâmica em borboletas pode reduzir a predação por aves insetívoras Abstract: Several known antipredator mechanisms involve the color pattern of animal prey. One category of such defense mechanisms that remains unexplored is that of hidden color patterns. This is the case of flash coloration. The flash coloration hypothesis postulates that animals with cryptic coloration, which suddenly display conspicuous coloration during movement, can confuse potential predators and reduce the likelihood of being attacked. To test this hitherto untested hypothesis, we performed unprecedented field experiments using the butterfly Morpho helenor as a model prey species. This butterfly has a contrasting color pattern on the dorsal (blue) and ventral (brown) sides of its wings, resulting in a series of blue "flashes" during flight. Here, we test whether this pattern of flashes during the flight of M. helenor reduces predation by birds in a rainforest from Southeast Brazil. Specifically, we evaluated rates of predation by birds (beak marks on the wings), as well as butterfly survivorship, on treated (altered color pattern) vs control (unaltered color pattern) individuals via mark-recapture censuses. In Experiment 2, we removed the bright blue band on the dorsal wing surface such that the flying M. helenor would always be cryptic in the forest understory for a chasing bird. In Experiment 1, we added a blue band on the ventral wing surface of M. helenor, such that flying butterflies would exhibit the bright blue on both sides of their wings, thus canceling the alternate sequence of crypsis and conspicuousness during flight. In Experiment 3, we evaluated if dead individuals of M. helenor painted with a bright blue band on the ventral wing surface would be more attacked than those with unaltered color pattern when pinned on the forest floor in a resting position. Our results unequivocally show that, by cancelling the protective effect of alternate crypsis and conspicuousness during flight, the probability of survival of treatment M. helenor butterflies (blue band on both wing surfaces) decreases markedly. By cancelling the flash coloration through removal of the dorsal blue band in Experiment 2, both treatment and control butterflies became cryptic during flight, making them equally hard to catch by avian predators and with similar survival rates. The protective value of flash coloration is further corroborated by Experiment 3, which showed that individuals painted with a blue band on the ventral wing surface do not suffer increased predation attempts when landed on the forest floor. Knowledge about the evolution of coloration patterns that vary dynamically during movement is still poorly understood in nature. The current study with M. helenor in Atlantic rainforest is the first to provide experimental evidence that dynamic flash coloration in bright blue Morpho butterflies can be an effective defense mechanism against avian predators Mestrado Ecologia Mestra em Ecologia CAPES 88887479691/2020-00 FAPESP 2020/06756-3