Gall richness on host plants of the Melastomataceae family: a literature review

Authors

DOI:

https://doi.org/10.24221/jeap.10.4.2025.6715.181-197

Keywords:

Interação, Miconia, Cecidomyiidae, inseto galhador

Abstract

Galls play a crucial role as indicators of environmental changes, with their diversity easily influenced by both the 'top-down' and 'bottom-up' cascade effects and the diversity of host plants. These insects are associated with modifications in the morphology and anatomy of plants, resulting in hypertrophy (abnormal increase in cell volume) and/or hyperplasia (abnormal increase in the number of cells) in the organs and tissues of host plants. They exhibit high specificity towards their host plants. Melastomataceae is one of the most important families in the Neotropical flora, known for hosting a high diversity of galls. In this context, the study aimed to review gall richness in the Melastomataceae family, comprehensively analyzing the main plant species within the family and their primary inducers. The review was conducted by searching for relevant scientific articles from different databases such as the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) Periodicals Portal, ProQuest, SciELO, Scopus, SPELL, and Springer Science databases from November 2022 to July 2023. The results obtained offer a broad characterization of galls present in the family, along with data showing the genus Miconia Ruiz & Pavón to have the highest abundance (42,53%) and richness (n=15) of galls. The Cecidomyiidae family (Diptera) (39,71%) stood out for gall-inducing insects. The literature analysis reveals a significant increase in the number of articles dedicated to gall richness in this family. There is continuous growth in research, with important studies conducted in various world regions.

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Author Biographies

Juliana Luna Moreira de Faria, Universidade do estado da Bahia-UNEB

Mestranda pelo programa de pós-graduação em biodiversidade vegetal pela UNEB, bacharel em ciências biológicas com ênfase em ambientais da UFPE, atualmente integrante do LIM- Laboratório de Interações Multitróficas na Universidade Federal de Pernambuco. Tem experiência nas áreas de Botânica e Ecologia, atuando principalmente com interações planta-animal

Juliana Santos Silva, Universidade do estado da Bahia-UNEB

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE (2007), mestrado em Botânica pela UFRPE (2009) e Doutorado em Biologia Vegetal pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP (2013). É professora do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal da Universidade do Estado da Bahia - UNEB/DEDC, Campus VIII, desde 2013. Foi pesquisadora visitante do Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro - JBRJ entre 09/2019 e 08/2020 (Faperj E-26/2002.501/2019). Foi bolsista de Pós-doutorado júnior do CNPq (Proc. no 160015/2019-7) e realizou projeto no JBRJ, sobre supervisão do Dr. Vidal Mansano. É revisora ad-hoc de periódicos científicos nacionais e internacionais e é autora de livros. É coordenadora e investigadora principal do Laboratório de Interação animal-planta e sistemática vegetal. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Sistemática Vegetal, Filogenia, Micromorfologia Vegetal e interação entre plantas hospedeiras e galhadores, atuando principalmente nos seguintes temas: Sistemática de Leguminosae, filogenia de Mimosa e anatomia/morfologia vegetal de Mimosa e distribuição, diversidade, morfologia e anatomia de galhas neotropicais. Tem um filho e o período de sua licença maternidade foi de março de 2014 a setembro 2014.

Jarcilene Silva Almeida, Universidade Federal de Pernambuco-UFPE

Graduada em Ciências Biológicas (Bacharelado e em Licenciatura) pela Universidade Federal de Pernambuco (1988), obteve o mestrado em Botânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1992) e doutorado em Biologia / Ecologia Vegetal - Université de Sherbrooke/Canadá (1997). Realizou um pós-doc vinculado a Universidade Federal de Minas Gerais, sob a supervisão do Prof. Dr. Geraldo Wilson Fernandes e Estágio Senior em 2015 com Dr Bill Shipley (Université de Sherbrooke). Atualmente é professora Titular do Departamento de Botânica da UFPE, orienta estudantes de IC, mestrado, doutorado e pós-doc. Atualmente compõem o corpo de Docentes Permanentes dos programas de Pós graduação em Biologia Vegetal, Doutorado em rede Prodema e no Mestrado Profissional em rede para o Ensino das Ciências Ambientais (PROFCIAMB). Atualmente está como Coordenadora da área de Ciências Ambientais da Capes. Atuou como Coordenadora Adjunta dos Programas Acadêmicos da área de Ciências Ambientais da Capes, (2015-2018). Professora associada da Université de Sherbrooke, desde 2005, atuando como professora colaboradora e orientadora do Mestrado em Ecologia Internacional, e coordenadora no Brasil da ONG "Écologie sans Frontiére". Foi coordenadora do curso de Ciências Biológicas Bacharelado da Universidade Federal de Pernambuco de 2008-2012.Revisora de revistas nacionais e internacionais e autora de livros paradidáticos para o ensino fundamental e médio. Tem experiência na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia de População e Comunidades, atuando principalmente nos seguintes temas: interações multitrófica; planta insetos indutores de galhas; planta-minadores; herbivoria, plantas invasoras, fragmentos de floresta Atlântica e Caatinga.

References

Araújo, W. S.; Fernandes, G. W.; Santos, J. C. 2019. An overview of inventories of gall-inducing insects in Brazil: Looking for patterns and identifying knowledge gaps. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 91, 1-19. https://doi.org/10.1590/0001-3765201920180162

Aria, M.; Cuccurullo, C. 2017. Bibliometrix: An R-tool for comprehensive science mapping analysis. Journal of Informetrics, 11, (4), 959-975. https://doi.org/10.1016/j.joi.2017.08.007

Arriola, I. A.; Figueiredo, M. A.; Boanares, D.; França, M. G. C.; Isaias, R. M. D. S. 2020. Apoplast-symplast compartmentalization and functional traits of iron and aluminum in promeristematic tissues of nematode induced galls on Miconia spp. Plant Physiology and Biochemistry, 154, 360-368. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.06.031

Badenes-Perez, F. R.; Tracy, J. M. 2007. Ecology and impact of Allorhogas sp. (Hymenoptera: Braconidae) and Apion sp. (Coleoptera: Curculionoidea) on fruits of Miconia calvescens DC (Melastomataceae) in Brazil. Biological Control, 43, 317-322. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2007.08.007

Basilio, D. S.; Casagrande, M. M.; Bordignon, S. A. L.; Moreira, G. R. P. 2015. Description and life history of a new cecidogenous species of Palaeomystella Fletcher (Lepidoptera, Momphidae) from Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 59, 188-196. https://doi.org/10.1016/j.rbe.2015.06.005

Becker, V. O.; Adamski, D. 2008. Three new cecidogenous Palaeomystella Fletcher (Lepidoptera, Coleophoridae, Momphinae) associated with Melastomataceae in Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 52, 647-657. https://doi.org/10.1590/S0085-56262008000400017

Bená, D. D. C.; Vanin, S. A. 2013. Description of the immature stages of the weevil Anthonomus vis Clark (Coleoptera, Curculionidae), inquiline into the gall of Leandra aurea (Melastomataceae). Revista Brasileira de Entomologia, 57, 367-373. https://doi.org/10.1590/S0085-56262013005000032

Cardoso, J. C. F.; Gonçalves, P. H. P.; Oliveira, D. C.; Rezende, U. C. 2023. Host plant intraspecific variation determines gall traits. Plant Biology, 25, 208-214. https://doi.org/10.1111/plb.13472

Carneiro, R. G. S. et al. 2009. Are gall midge species (Diptera, Cecidomyiidae) host-plant specialists? Revista Brasileira de Entomologia, 53, 365-378. https://doi.org/10.1590/S0085-56262009000300009

Cook, J. M. et al. 2002. Galling insects as bioindicators of environmental change. Global Change Biology, 8, (7), 673-682. https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2002.00496.x

Espírito-Santo, M. M.; Fernandes, G. W. 2007. Quantas espécies de insetos indutores de galhas existem na Terra e onde elas estão? Ann. Entomol. Soc. Am., 100, 95-99. https://doi.org/10.1603/0013-8746(2007)100[95:HMSOGI]2.0.CO;2

Fernandes, G. W. et al. 1997. Insect galls from savanna and rocky fields of the Jequitinhonha valley, Minas Gerais, Brazil. Naturalia, 22, 221-224.

Fernandes, G. W.; Price, P. W. 1988. Biogeographical gradients in galling species richness. Oecologia, 76, 161-167.

Fernandes, G. W.; Price, P. W. 1992. The adaptive significance of insect gall distribution: survivorship of species in xeric and mesic habitats. Oecologia, 90, 14-20. https://doi.org/10.1007/BF00317803

Fernandes, G. W. et al. 2008. Galling insects from the Amazon rainforest. Brazilian Journal of Biology, 68, (2), 311-318. https://doi.org/10.1590/S1519-69842008000200014

Fernandes, S. P. C.; Ferreira, A. L. N.; Almeida-Cortez, J. S. 2012. Riqueza de galhas entomógenas em áreas antropizadas e preservadas de caatinga. Revista Árvore, 36, 269-277. https://doi.org/10.1590/S0100-67622012000200008

Fernandes, G. W.; Negreiros, D. 2001. The occurrence and effectiveness of hypersensitive reaction against galling herbivores across host taxa. Ecological Entomology, 26, 46-55.

Ferreira, B. G.; Avritzer, S. C.; Isaias, R. M. S. 2017. Totipotent nutritive cells and indeterminate growth in galls of Ditylenchus gallaeformans (Nematoda) on reproductive apices of Miconia. Flora: Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 227, 36-45. https://doi.org/10.1016/j.flora.2016.12.008

Ferreira, B. G.; Bragança, G. P.; Isaias, R. M. S. 2020. Cytological attributes of storage tissues in nematode and eriophyid galls: pectin and hemicellulose functional insights. Protoplasma, 257, 229-244. https://doi.org/10.1007/s00709-019-01431-w

Ferreira, B. G.; Carneiro, R. G. S.; Isaias, R. M. S. 2015. Multivesicular bodies differentiate exclusively in nutritive fast-dividing cells in Marcetia taxifolia galls. Protoplasma, 252, 1275-1283. https://doi.org/10.1007/s00709-015-0759-8

Ferreira, B. G.; Freitas, M. S. C.; Bragança, G. P.; Moreira, A. S. F. P.; Carneiro, R. G. S.; Isaias, R. M. S. 2019. Enzyme-mediated metabolism in nutritive tissues of galls induced by Ditylenchus gallaeformans (Nematoda: Anguinidae). Plant Biology, 21, 1052-1062. https://doi.org/10.1111/plb.13009

Ferreira, B. G.; Isaias, R. M. D. S. 2014. Floral-like destiny induced by a galling Cecidomyiidae on the axillary buds of Marcetia taxifolia (Melastomataceae). Flora: Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 209, 391-400. https://doi.org/10.1016/j.flora.2014.06.004

Ferreira, B. G.; Isaias, R. M. S. 2013. Developmental stem anatomy and tissue redifferentiation induced by a galling lepidoptera on Marcetia taxifolia (Melastomataceae). Botany, 91, 752-760. https://doi.org/10.1139/cjb-2013-0125

Ferreira, B. G.; Oliveira, D. C.; Moreira, A. S. F. P.; Faria, A. P.; Guedes, L. M.; França, M. G. C.; Álvarez, R.; Isaias, R. M. S. 2018. Antioxidant metabolism in galls due to the extended phenotypes of the associated organisms. PLoS ONE, 13, e0205364. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205364

Flora e Funga do Brasil. Jardim Botânico do Rio de Janeiro. Disponível em: http://floradobrasil.jbrj.gov.br. Acesso em: 7 fev 2024.

Gagné, R. J. 1994. The gall midges of the Neotropical Region. Cornell University Press, Ithaca. 352p.

Gonçalves-Alvim, S. J.; Fernandes, G. W. 2001. Comunidades de insetos galhadores (Insecta) em diferentes fisionomias do cerrado em Minas Gerais, Brasil. Revista Brasileira de Zoologia, 18, 289-305. https://doi.org/10.1590/s0101-81752001000500025

Gonçalves-Alvim, S. D. J.; Landau, E. C.; Fagundes, M.; Silva, V. G.; Nunes, Y. R. F.; Fernandes, W. 1999. Abundance and impact of a Lepidopteran gall on Macairea radula (Melastomataceae) in the Neotropics. International Journal of Ecology and Environmental Sciences, 25, 115-125.

Harris, M. O. et al. 2017. Galling insects and their unique interactions with host plants. Annual Review of Entomology, 62, 227-247. https://doi.org/10.1146/annurev-ento-031616-035136

Isaias, R. M. S.; Oliveira, D. C.; Carneiro, R. G. S.; Kraus, J. E. 2014. Developmental Anatomy of Galls in the Neotropics: Arthropods Stimuli Versus Host Plant Constraints. In: Neotropical Insect Galls, pp. 15-34. https://doi.org/10.1007/978-94-017-8783-3

Isaias, R. M. S.; Carneiro, R. G. S.; Oliveira, D. C.; Santos, J. C. 2013. Illustrated and Annotated Checklist of Brazilian Gall Morphotypes. Neotropical Entomology, 42, 230-239. https://doi.org/10.1007/s13744-013-0115-7

Maldonado, Y.; Fernandes, G. W. 2020. Gall-forming insects in a neotropical savanna: testing the environmental stress hypothesis. Biotema, 33, (1), 1-9. https://doi.org/10.5007/2175-7925.2020.e67529

Maia, V. C.; Mascarenhas, B. 2017. Insect galls of the Parque Nacional do Itatiaia (Southeast region, Brazil). Anais da Academia Brasileira de Ciências, 89, 505-575. https://doi.org/10.1590/0001-3765201720160877

Maia, V. C. 2022. A new species of gall midge (Diptera, Cecidomyiidae) associated with Pleroma raddianum (DC.) Gardner (Myrtales: Melastomatacea), an endemic plant to Brazil. Papeis Avulsos de Zoologia, 62, e202262062. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2022.62.062

Maia, V. C.; Fernandes, G. W. 2004. Insect galls from Serra de São José (Tiradentes, MG, Brazil). Brazilian Journal of Biology, 64, 423-445. https://doi.org/10.1590/S1519-69842004000300007

Mani, M. S. 1964. Ecology of plant galls. The Hague. Netherlands. 434p.

Michelangeli, F. A.; Goldenberg, R.; Almeda, F.; Judd, W. S.; Bécquer, E. R.; Ocampo, G.; Ionta, G. M.; Skean, J. D.; Majure, L. C.; Penneys, D. S. 2017. Melastomataceae. In: Flora do Brasil 2020. Jardim Botânico do Rio de Janeiro.

Motta, L. B.; Kraus, J. E.; Salatino, A.; Salatino, M. L. F. 2005. Distribution of metabolites in galled and non-galled foliar tissues of Tibouchina pulchra. Biochemical Systematics and Ecology, 33, 971-981. https://doi.org/10.1016/j.bse.2005.02.004

Naves, G. D. F. S.; Kuster, V. C.; MacHado, M.; Santos, P. D.; Martini, V. C.; Oliveira, D. C. 2021. Metabolite investments and stress levels among tissue compartments of Palaeomystella olygophaga (Lepidoptera) galls on Macairea radula (Melastomataceae). Australian Journal of Botany, 69, 131-142. https://doi.org/10.1071/BT20128

Oliveira, J. C.; Fernandes, G. W. 1999. Distribution of galling insects from Rio Doce Valley, Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 43, 131-138.

Oliveira, D. C.; Isaias, R. M. S. 2010. Cytological and histochemical gradients induced by a galling insect in host plant tissues. Brazilian Journal of Biology, 70, 755-764.

Oliveira, S. A.; Dewalt, S. J.; Agudelo, P. 2023. Feasibility of Ditylenchus gallaeformans as a biological control agent for invasive Miconia crenata. Nematology, 25, 227-237. https://doi.org/10.1163/15685411-bja10219

Oliveira, D. C.; Isaias, R. M. S. 2013. Cytological and histochemical gradients induced by a galling insect in host plant tissues. Brazilian Journal of Biology, 70, 755-764. https://doi.org/10.1590/S1519-69842010000400019

Oliveira, R. D. L. et al. 2013. Ditylenchus gallaeformans sp. n. (Tylenchida: Anguinidae) – A neotropical nematode with biocontrol potential against weedy Melastomataceae. Nematology, 15, 179-196. https://doi.org/10.1163/15685411-00002670

Pagani, M. I. et al. 2015. The Ordinatio method for ranking research impact. Scientometrics, 102, (2), 1319-1333. https://doi.org/10.1007/s11192-014-1456-7

Raman, A. 2011. Morphogenesis of insect-induced plant galls: facts and questions. Flora, 6, 517-533. https://doi.org/10.1016/j.flora.2010.07.001

Rezende, U. C.; Cardoso, J. C. F.; Hanson, P.; Oliveira, D. C. 2021. Gall traits and galling insect survival in a multi-enemy context | Características de las agallas, y supervivencia de insectos que producen agallas, en el contexto de enemigos múltiples. Revista de Biologia Tropical, 69, 291-301. https://doi.org/10.15517/RBT.V69I1.42826

Rezende, U. C.; Cardoso, J. C. F.; Kuster, V. C.; Gonçalves, L. A.; Oliveira, D. C. 2019. How the activity of natural enemies changes the structure and metabolism of the nutritive tissue in galls? Evidence from the Palaeomystella oligophaga (Lepidoptera) -Macairea radula (Metastomataceae) system. Protoplasma, 256, 669-677. https://doi.org/10.1007/s00709-018-1321-2

Ribeiro, S. P.; Basset, Y. 2007. Gall-forming and free-feeding herbivory along vertical gradients in a lowland tropical rainforest: the importance of leaf sclerophylly. Ecography, 30, (5), 663-672. https://doi.org/10.1111/j.2007.0906-7590.05083.x

Ribeiro, S. P. et al. 2019. Plant-galling insect interactions: a data set for the Neotropical region. Ecology, 100, (10), e02778. https://doi.org/10.1002/ecy.2778

Santos, A. C. C.; Almeida, W. R.; Maldonado-López, Y.; Cuevas-Reyes, P.; Santos, J. C. 2021. Variation in the co-occurrence of pathogen and herbivores between ontogenetic stages of Miconia albicans. Trees-Structure and Function, 35, 1001-1011. https://doi.org/10.1007/s00468-021-02097-9

Santos, J. C.; Santos, C. I. R.; Cares, J. E.; Almeida-Cortez, J. S. 2012. Impact of nematode-induced galls on Miconia prasina (Sw.) DC (Melastomataceae) traits in the Atlantic forest of northeastern Brazil. Journal of Plant Interactions, 7, 197-203. https://doi.org/10.1080/17429145.2011.652678

Silva, T. M.; Fernandes, G. W. 2002. Galling insects on Miconia prasina (Melastomataceae) in southeastern Brazil. Brazilian Journal of Biology, 62, 519-525.

Silva, R. V.; Jesus, D. S.; Lima, S. B. V.; Miranda, B. E. C.; Gondim, J. P. E. 2016. First report of Ditylenchus gallaeformans in Miconia albicans from the Brazilian Cerrado, State of Goiás. Semina:Ciencias Agrarias, 37, 729-736. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2016v37n2p729

Silva, S. C. L.; Almeida-Cortez, J. S. 2006. Galhas entomógenas de Miconia prasina (Sw.) DC (Melastomataceae) em remanescentes de Floresta Atlântica Nordestina. Lundiana, 7, 33-37.

Stone, G. N.; Schönrogge, K. 2003. The adaptive significance of insect gall morphology. Trends in Ecology & Evolution, 18, (10), 512-522. https://doi.org/10.1016/S0169-5347(03)00247-7

Toma, T. S. P.; Mendonça, J. S. M. 2013. Gall-inducing insects of an araucaria forest in southern Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 57, 225-233. https://doi.org/10.1590/S0085-56262013005000001

Tooker, J. F.; Helms, A. M. 2014. Phytohormone dynamics associated with gall insects, and their potential role in the evolution of the gall-inducing habit. Journal of Chemical Ecology, 40, (7), 742-753. https://doi.org/10.1007/s10886-014-0457-6

Vecchi, C.; Fernandes, G. W.; Santos, J. C. 1999. Gall diversity on Melastomataceae in southeastern Brazil. Tropical Zoology, 12, 315-328.

Vecchi, C.; Menezes, N. L.; Oliveira, D. C.; Ferreira, B. G.; Isaias, R. M. S. 2013. The redifferentiation of nutritive cells in galls induced by Lepidoptera on Tibouchina pulchra (Cham.) Cogn. reveals predefined patterns of plant development. Protoplasma, 250, 1363-1368. https://doi.org/10.1007/s00709-013-0519-6

Vecchi, C.; Menezes, N. L.; Oliveira, D. C.; Ferreira, B. G.; Isaias, R. M. S. 2004. The redifferentiation of nutritive cells in galls induced by Lepidoptera on Tibouchina pulchra (Cham.) Cogn. reveals predefined patterns of plant development. Protoplasma, 250, 1363-1368.

Vrcibradic, D.; Rocha, C. F.; Monteiro, R. F. 2000. Patterns of gall-forming in Ossaea confertiflora (Melastomataceae) by Lopesia brasiliensis (Diptera: Cecidomyiidae) in an area of Atlantic Rainforest in southeastern Brazil. Revista Brasileira de Biologia, 60, 159-166.

Yukawa, J.; Rohfritsch, O. 2005. Biology and ecology of gall-inducing Cecidomyiidae (Diptera). In: Raman, A.; Schaefer, C. W.; Withers, T. M. (eds.). Biology, Ecology, and Evolution of Gall-inducing Arthropods, Science Publishers, Enfield. pp. 273-304.

Wilson, J. B.; Fernandes, G. W. 2013. The effect of galling insects on the reproductive success of their host plants. Plant Species Biology, 28, (2), 115-126. https://doi.org/10.1111/j.1442-1984.2012.00374.x

Wilson, J. B. et al. 2010. Gall-inducing insects and plant reproduction: a review. Ecological Entomology, 35, (4), 401-410. https://doi.org/10.1111/j.1365-2311.2010.01189.x

Published

2025-10-02

How to Cite

Faria, J. L. M. de, Silva, J. S., & Almeida, J. S. (2025). Gall richness on host plants of the Melastomataceae family: a literature review. Journal of Environmental Analysis and Progress, 10(4), 181–197. https://doi.org/10.24221/jeap.10.4.2025.6715.181-197