Filogenia molecular, evolução de características morfológicas, variabilidade populacional, biogeografia e metabolômica comparativa: rumo a uma biologia integrativa para o gênero Mycale Gray, 1867 (Porifera)

O objetivo desta tese foi abordar a diversidade de Mycale Gray, 1867 sob um ponto de vista multidisciplinar. No Capítulo 1 foram realizadas reconstruções filogenéticas supra- e subgenéricas com base em dados moleculares, utilizando os marcadores 16S, 28S e cox1, a fim de estabelecer uma hipótese evolutiva para o grupo. No capítulo 2 são realizadas reconstruções ancestrais das características morfológicas do gênero dada a hipótese filogenética estabelecida no capítulo anterior, além de determinar limites na variação morfológica das anisoquelas tipo I por meio de análises morfométricas e estimar o padrão evolutivo das dimensões dos principais tipos espiculares de Mycale. No Capítulo 3 foi estimada a variabilidade genética do complexo Mycale (Carmia) microsigmatosa Arndt, 1927 por meio de análise de haplótipos do gene 16S do RNA ribossomal mitocondrial, além de correlacionar a sua variabilidade morfológica, estimada por meio de dimensões espiculares, com fatores genéticos e geográficos. No Capítulo 4 foram estabelecidas hipóteses biogeográficas para Mycale por meio de análise de três itens tendo como base as reconstruções filogenéticas moleculares e também foram determinados padrões de distribuição geográfica do gênero a partir da ocorrência de espécies em áreas de endemismo. Por fim, no Capítulo 5, os perfis metabólicos de três espécies do gênero Mycale foram obtidos por espectroscopia de ressonância magnética nuclear dos núcleos de hidrogênio (RMN 1H) e comparados estatisticamente, além de suas similaridades terem sido contrastadas com suas relações filogenéticas e suas diferenças entre grupos de indivíduos metabolicamente relacionados determinadas.

Filogenia de Mycalina Hajdu, van Soest & Hooper, 1994 (Poecilosclerida, Demospongiae): dados morfológicos e moleculares

principalmente pelo baixo grau de complexidade de especialização, escassez de caracteres distintivos e a elevada plasticidade morfológica. A partir do século XIX emergiram classificações mais robustas. O que conhecemos hoje como Ordem Poecilosclerida só começou a ser delineado pela iniciativa de Zittel (1878) com o reconhecimento de Monaxonida, ou seja, reconhecimento de um padrão de simetria nas categorias de espículas. Ridley e Dendy (1887) apresentaram uma nova classificação para as esponjas do grupo Monaxonida utilizada por Topsent (1894) para criação da Familia Poeciloscleridae, eregida a ordem por este último autor em 1928, enfatizando a presença das quelas como microscleras. Posteriormente, van Soest (1984) e Bergquist e Fromont (1988) empreenderam discussões dessa classificação com base em uma perspectiva filogenética. Uma classificação robusta e de consenso só foi conseguida a partir dos trabalhos de Hajdu e colaboradores (1994a, 1994b) e Hajdu (1994, 1995), com o estabelecimento das Subordens: Mycalina, Myxillina e Microcionina. Apesar disso, as relações internas das famílias da Subordem Mycalina permaneciam com dúvidas, principalmente no tocante à inclusão de Podospongiidae, Isodictyidae, e a relação de Poecilosclerida com a Ordem Haplosclerida. Neste trabalho foi proposto a revisão da classificação da Subordem Mycalina com base em dados morfológicos e moleculares. Foram feitas análises filogenéticas em três níveis taxonômicos, espécie, gênero e família, com base em dados morfológicos. Além disso, foi feita uma análise filogenética molecular utilizando sequências parciais da subunidade maior do RNA ribossomal (LSU do RNAr). As amostras de Mycalina foram amplificadas via PCR e posteriormente sequenciadas. Com base nestes resultados foi concluído que: as Familias Cladorhizidae, Guitarridae, Mycalidae e Hamacanthidae são monofiléticas. Para esta última foi confirmada a série de transformação sigmancistra > cirtancistra > diâncistra > clavidisco. A posição da Familia Podospongiidae dentro de Mycalina está bem corroborada, porém, precisa ser melhor estudada com dados moleculares para determinar, ou não, o seu monofiletismo. A Familia Esperiopsidae precisa ser melhor estudada com base em dados morfológicos e o gênero Amphilectus precisa ser revisado, provavelmente uma parte deste estaria melhor alocado em Haplosclerida junto com Isodictyidae. A Familia Desmacellidae não é monofilética, bem como Biemna e Neofibularia, provavelmente, não são Poecilosclerida e deveriam ser transferidas para uma posição próxima de Tetractinellida. Desmacella provavelmente é uma Mycalina com posição basal na Subordem. Os demais gêneros precisam ser estudados com base em dados moleculares. A Ordem Haplosclerida provavelmente é o grupo irmão de Poecilosclerida e a série de transformação sigmas > quelas foi confirmada com base em dados morfológicos e moleculares. A Subordem Mycalina não é monofilética como definida em Hajdu e van Soest (2002a). Palavras-chave: Sistemática. Porifera. Evolução.

Revisão do gênero Neotropical Gundlachia Pfeiffer, 1849 (Mollusca, Pulmonata, Basommatophora, Planorboidea, Ancylidae): morfologia, distribuição geográfica, sistemática e filogenia

Gundlachia Pfeiffer 1849 é o gênero de molusco de água doce pateliforme com a mais ampla distribuição geográfica dentre os oito gêneros de Ancylidae assinalados para a região Neotropical. A concha pateliforme, considerada uma homoplasia por diversos autores em vários basomatóforos, tem sido historicamente utilizada para definir a unidade da família Ancylidae, apesar dos questionamentos contrários à monofilia do grupo. Dados moleculares confirmaram que "Ancylidae" é um grupo parafilético, principalmente por causa do gênero Burnupia. Os demais gêneros foram incluídos em Ancylinae, dentro de Planorbidae. No entanto, a ausência de todos os gêneros Neotropicais nas filogenias propostas, com base molecular ainda é um assunto que necessita ser investigado. Os principais objetivos desse trabalho foram: (a) revisar as espécies de Gundlachia, através de estudos morfológicos das conchas e partes moles; (b) padronizar as descrições das espécies para iniciar uma análise cladística do gênero Gundlachia; (c) iniciar um estudo de biologia molecular utilizando distintas espécies de representantes de Ancylinae, para verificar as suas interrelações e o provável grupoirmão de Gundlachia; (d) e por fim, construir um mapa de distribuição geográfica. Para isso, examinamos diversas coleções científicas e realizamos coletas nas localidadestipo. A morfologia das conchas foi comparada por análises morfométricas e por microscópio de luz e de varredura. As partes moles dos espécimes foram dissecadas e estudadas sob o microscópio estereoscópico. A análise molecular foi realizada em três espécimes de cada amostra, utilizando os genes da citocromo c oxidase I e o 16S mtDNA. Após o sequenciamento verificamos as distâncias genéticas entre as diferentes espécies de Gundlachia e as suas relações com os outros gêneros por meio do teste Neighbor-joining e Maximum likelihood. Com esse estudo apresentamos a redescrição de algumas espécies de Gundlachia, discutimos a validade de novos táxons descobertos e sequenciamos e analisamos espécies de sete gêneros de Ancylinae que ocorrem na região Neotropical. Com base nesses dados discutimos a monofilia de Gundlachia e o seu provável grupo-irmão. E ainda abordamos a validade dos demais gêneros neotropicais

Construcción de una filogenia molecular para las especies de los géneros Klebsiella y Raoultella basada en los genes ARNr 16S y ARN polimerasa subunidad

Las bacterias de los géneros Raoultella y Klebsiella son patógenos oportunistas para las cuales no existe un sistema uniforme de clasificación taxonómica internacional. En el presente estudio se propone una filogenia molecular basada en el gen ribosomal 16S (ADNr 16S) y el gen codificante de la subunidad de la ARN polimerasa (rpoB) de los géneros Klebsiella y Raoultella con el fin de establecer relaciones evolutivas entre dichos géneros. Los resultados evidencian una agrupación acorde con la taxonomía y las propiedades bioquímicas características, reportadas en el Genbank. Se estableció una bifurcación en los árboles, lo cual confirma la separación de los géneros Klebsiella y Raoultella. Adicionalmente, se confirmó el carácter polifilético de K. aerogenes por el gen ADNr 16S y la agrupación de R. terrigena y K. oxytoca de acuerdo con el gen rpoB. La comparación entre los árboles obtenidos permitió determinar relaciones evolutivas entre las especies, a partir de los genes evaluados, lo cual refleja cambios aparentes a nivel taxonómico y corrobora la importancia del análisis a nivel de multilocus. Este tipo de estudios permite monitorear la estabilidad de los genotipos microbianos sobre la escala temporal y espacial, mejorar la precisión de las anotaciones taxonómicas (mejor descripción de taxones o subdivisiones genéticas) y evaluar la diversidad genética y adaptabilidad en términos de virulencia o resistenciaa drogas.

Filogenia y genética poblacional del género Androcymbium (Colchiceae)

En este trabajo se ha estudiado el género Androcymbium (Colchicaceae) a dos niveles: macro- y micro- evolutivo. A nivel microevolutivo se ha obtenido que para las especies de Sudáfrica oriental la componente interpoblacional es muy importante para explicar la distribución de la variabilidad genética, igual que en Sudáfrica occidental. Para las especies de Namibia, la componente mas importante es la intrapoblacional, igual que en el norte de África. A nivel macroevolutivo se ha obtenido que el origen del género se sitúa en Sudáfrica occidental, datándose en 11,22 ma. Este género ha resultado ser parafilético, dada la aparición conjunta en un mismo clado de especies de Androcymbium y Colchicum, y las especies del norte de África derivan de un taxa de Namibia que llegó a la cuenca Mediterránea a principios del Plioceno gracias a la formación de un corredor árido entre las zonas áridas del suroeste y este de África.

Filogenia e classificação dos percevejos-verdes do grupo Nezara Amyot & Serville (Hemiptera, Pentatomidae, Pentanominae)

Os percevejos-do-mato da família Pentatomidae formam um dos maiores grupos dentre os hemípteros-heterópteros, sendo encontrados principalmente nas regiões tropicais. São exclusivamente terrestres e a maioria das espécies têm hábitos fitófagos, algumas delas registradas como pragas de plantas. A atual classificação do grupo encontra-se em intenso debate, mas a definição de grupos monofiléticos e o estudo das relações entre esses grupos dentro de Pentatomidae ainda são relativamente escassos. Este trabalho aborda o estudo de um grupo de percevejos-verdes (Pentatomidae) historicamente relacionados ao gênero Nezara Amyot & Serville. A análise cladística incluíndo, incialmente, 28 espécies de 11 gêneros de Pentatominae e 53 caracteres morfológicos permitiu a definição de um grupo monofilético que inclui 8 gêneros (6 conhecidos e dois novos), aqui denominado grupo Nezara. As características diagnósticas para o grupo incluem duas sinapomorfias: lobo ventral do tubérculo antenífero desenvolvido e espessamento secundário das gonapófises 9 amplos. Os resultados indicam que o gênero Chinavia, como atualmente configurado, é polifilético. A seguinte classificação para o grupo Nezara, em notação parentética, é proposta: (Pseudoacrosternum((Aethemenes, Nezara) (Genêro1 (Porphyroptera (Neoacrosternum (Gênero2(Chinavia))))))) Os gêneros Glaucias, Acrosternum e Parachinavia não compartilham as sinapomorfias dos gêneros do grupo Nezara e os resultados indicam uma relação mais próxima com outros gêneros de Pentatominae. As espécies Parachinavia prunasis (Dallas) comb. nov. e Neoacrosternum varicornis (Dallas) comb. nov. são transferidas dos gêneros Acrosternum e Chinavia, respectivamente. Com base no padrão de distribuição dos táxons do grupo Nezara, é discutida uma hipótese sobre a origem e diversificação do grupo. Dois novos gêneros são propostos: Schoutedenia gen. nov., para incluir S. distans (Schouteden) comb. nov., e Afrochinavia gen. nov., para incluir A. rinapsa comb. nov. Uma chave dicotômica para identificação, a diagnose dos clados resultantes da análise cladística e a descrição atualizada dos gêneros do grupo Nezara são apresentadas Com base no exame dos holótipos das espécies de Chinavia, as seguintes sinonimias são propostas: Chinavia aequale (Linnavuori, 1975) é sinônimo júnior de Chinavia aliena (Schouteden, 1960); Chinavia amosi (Linnavuori, 1982) é sinônimo júnior de Chinavia kaisaka (Schouteden, 1960); Chinavia bella (Rolston, 1983) é sinônimo júnior de Chinavia nigrodorsata (Breddin, 1901); Chinavia gerstockeri (Bergroth, 1893) é sinônimo júnior de Chinavia pallidoconspersa (Stal, 1858); e Chinavia panizzi (Frey-da- Silva & Grazia, 2001) é sinônimo júnior de Chinavia obstinata (Stal, 1860). Uma lista remissiva das espécies incluídas é fornecida, incluíndo as seis novas espécies de Chinavia Orian descritas neste trabalho: Chinavia vanduzeei sp. nov. do Peru e Brasil (AM, PA); Chinavia schuhi sp. nov. do Peru, Colômbia e Brasil (AM); Chinavia sebastiaoi sp. nov. do Brasil (MS), Bolívia e Paraguai; Chinavia cearensis sp. nov., Chinavia tuiucauna sp. nov. e Chinavia rufitibia sp. nov. do Brasil (CE, BA e PR, respectivamente). No Brasil, são registradas 32 espécies de Chinavia, dentre as quais 18 endêmicas; uma chave pictórica para a identificação das espécies e a diagnose, dados de distribuição e, quando disponível, o registro das plantas hospedeiras de cada uma delas, são apresentados.

Filogenia molecular, taxas evolutivas, tempo de divergência e herança organelar em Passiflora L. (Passifloraceae)

Passiflora é um gênero neotropical que apresenta uma grande variabilidade floral e foliar, o que dificulta enormemente sua classificação taxonômica. A característica mais marcante do gênero é a corona de filamentos em suas flores. Para melhor entender a taxonomia de Passiflora, foram analisadas sete regiões de seu DNA, englobando os genomas plastidial, mitocondrial e nuclear de 104 espécies. Essas espécies incluem 19 dos 23 subgêneros da classificação morfológica antiga e todos os quatro subgêneros da classificação mais recente, também baseada em caracteres externos. Os resultados corroboraram a proposta mais recente, que divide o gênero em quatro subgêneros (Astrophea, Decaloba, Deidamioides e Passiflora), com a adição de mais um, Tryphostemmatoides. Os três subgêneros com o número de espécies mais representativo (Astrophea, Decaloba e Passiflora) formam grupos monofiléticos estatisticamente bem fundamentados. No entanto, Deidamioides não é monofilético em todas as análises e marcadores, enquanto que Tryphostemmatoides é representado por apenas uma espécie. Foram também estudadas as prováveis datas de surgimento de Passiflora e sua diversificação nos três principais subgêneros, através do estudo de quatro regiões do DNA, englobando também os três genomas, em 70 espécies. Verificou-se que o gênero Passiflora deve ter aparecido há cerca de 42 milhões de anos atrás (Ma); Decaloba parece ter sido o primeiro subgênero a se estabelecer (35 Ma), enquanto que os subgêneros Astrophea e Passiflora devem ter se diversificado há 24 Ma Estes dois subgêneros parecem ter tido uma radiação rápida em comparação a Decaloba, que possui árvores filogenéticas com comprimentos dos ramos significativamente maiores que os outros dois. As adaptações morfológicas a diferentes polinizadores devem ter sido as principais responsáveis pela radiação rápida. A herança organelar de dois subgêneros, Decaloba e Passiflora, foi investigada através de um e quatro híbridos interespecíficos, respectivamente. A herança foi estritamente materna para a mitocôndria e o cloroplasto em Decaloba, enquanto que no subgênero Passiflora ocorreu herança materna para o DNA mitocondrial e paterna para o DNA plastidial. Esses resultados reforçam os dados obtidos pela filogenia, no que se refere à diferenciação e diversificação dos subgêneros, pois há evidências de que a herança materna dos cloroplastos seja ancestral em plantas.

Taxonomia e filogenia das serpentes do gênero Typhlops Oppel, 1811 (Squamata: Typhlopidae) ocorrentes na Mata Atlântica brasileira

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Filogenia molecular de fungos gasteroides das ordens Phallales e Geastrales (Phallomycetidae)

Gasteroids fungi are characterized by the basidiospores maturation inside the basidioma, from which spores liberation occurs in a passive manner. These fungi were once seen as a well definite class of Basidiomycota, but nowadays they are considered an artificial assemblage, because the organisms have independent evolutionary histories forming a polyphyletic group with a vast morphological variety. Despite their diversity, studies with this group in the tropics are incipient, and the phylogenetic relationships of the species from temperate climate remain unknown. Thus, this work aimed to elucidate the phylogenetic relationships of gasteroids fungi from the Geastrales and Phallales orders, with the inclusion of tropical and temperate species, and with these analyses suggest a systematic position of species like Aseroë floriformis and Phallus roseus, as well as to verify if the lignicolous habit can indicate parental relationship in the Geastrum genus. For this, basidiomata were collected at Atlantic rain forest areas, during the rainy season, and the specimen identification followed specific literature for gasteroid fungi. The phylogenetic analyses were performed with Maximum Parsimony and Bayesian Analysis, making use of RPB2 and 28S nuclear genes and atp6 mitochondrial gene. It could be observed on the Phallales dendogram, that Aseroë floriformis did not cluster with A. rubra, and that it has an anterior divergence from all others species of the family Clathraceae used in this analysis, assuming a basal position in the clade. Phallus roseus, which once was recognized as Itajahya, has previous divergence from the group formed by Phallus species. At the Geastrales dendogram, in the group corresponding to Geastrum genus, it could be observed that species with lignicolous habitat clustered in a clade with high support values. So, the results suggest the creation of a new genus to accommodate A. floriformis, and the revalidation of Itajahya, as well as it can be affirmed that the lignicolous habitat on the Geastrum genus in fact indicates parental relationships, and that it has arised only once at the evolutionary history of the genus

Ecologia trófica em uma taxocenose de anfíbios: estrutura, filogenia e especialização individual

Historically, ever since the pre-Darwinian naturalists interspecific competition was considered the main force responsible for structuring ecological communities. This interpretation lost strength in the late 70s and throughout the 80s giving room for other views, which consider other factors such as predation, parasitism and the phylogenetic inertia more important. Studies on changes in the trophic niche of a species are still uncommon in general and especially in amphibians. Species considered generalist might actually be a group of individual specialists, or individuals that specialize in a particular category of prey during a period of scarcity of resources, thus reducing intraspecific competition. This work studied the community structure of litter amphibians and trophic variation along the dry and rainy seasons in a population of Leptodactylus macrosternum. Sixteen-litter frog species were studied for their diet. Two central assumptions were tested: 1a) if the community is structured in the niche trophic level, and 1b) if there is a significant difference in the use of food resources by different species (i.e. if the community is structured), the observed structure is the result of ecological interactions or just the current phylogenetic inertia of species. Finally, 2) if there is variation in food resource use between seasons for L. macrosternum. The community showed a structure with respect to the use of food resources, and this structure persisted after taking into account the phylogenetic relationships among species. The diet of Leptodactylus macrosternum varied with the seasons, with a significant degree of individual specialization for the dry season. Patterns of a local community are important to understand its dynamics, and this may play a role in larger- scale processes. Therefore, the studies in community ecology are fundamental to understand and eventually restoring degraded areas

Influência da filogenia em redes de interações ecológicas

In this thesis we deal with a class of composed networks that are formed by two tree networks, TP and TA, whose end points touches each other through a bipartite network BPA. We explore this network using a functional approach. We are interested in what extend the topology, or the structure, of TX (X = A or P) determines the links of BPA. This composed structure is an useful model in evolutionary biology, where TP and TA are the phylogenetic trees of plants and animals that interact in an ecological community. We use in this thesis two cases of mutualist interactions: frugivory and pollinator networks. We analyse how the phylogeny of TX determines or is correlated with BPA using a Monte Carlo approach. We use the phylogenetic distance among elements that interact with a given species to construct an index κ that quantifies the influence of TX over BPA. The algorithm is based in the assumption that interaction matrices that follows a phylogeny of TX have a total phylogenetic distance smaller than the average distance of an ensemble of Monte Carlo realizations generated by an adequate shuffling data. We find that the phylogeny of animals species has an effect on the ecological matrix that is more marked than plant phylogeny

Filogenia das abelhas corbiculadas (Apidae, Apinae): uso combinado de dados comportamentais de auto-limpeza e moleculares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Filogenia molecular de cianobactérias baseada em sequências do 16S-23S-ITS rDNA e PC-IGS: investigação de transferência lateral do PC

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Traços florais e filogenia em espécies lenhosas do cerrado

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Botânica) - IBB

Filogenia das espécies de Deuterodon Eigenmann, 1907 (Characiformes: Characidae), um gênero de lambaris da Mata Atlântica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)