Aplicação de redes neurais artificiais na classificação de padrões filogeográficos com base na variabilidade genômica do DNA mitocondrial

Historicamente, o processo de formação das populações da Amazônia, assim como de todo território brasileiro, envolveu três grupos étnicos principais: o ameríndio, o europeu e o africano. Como conseqüência, estas populações possuem em geral constituição miscigenada do ponto de vista social e biológico. Desde o final do século passado, estudos do DNA mitocondrial (mtDNA) tem sido desenvolvidos com o propósito de estimar a mistura interétnica presente nestas populações. Para isto, é de fundamental importância a classificação de uma determinada linhagem de mtDNA em um dos mais de 250 haplogrupos/subclados propostos na literatura. Com o objetivo de desenvolver um sistema automatizado, preciso e acurado de classificação de seqüências (linhagens) de mtDNA, o presente trabalhou lançou mão da técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA’s) tendo como base os estudos de filogeografia. Para esta classificação, foram desenvolvidas quatro redes neurais artificiais diretas, com múltiplas camadas e algoritmo de aprendizagem de retropropagação. As entradas de cada rede equivalem às posições nucleotídicas polimórficas da região hipervariável do DNA mitocondrial, as quais retornam como saída a classificação específica de cada linhagem. Posterior ao treinamento, todas as redes apresentaram índices de acerto de 100%, demonstrando que a técnica de Rede Neural Artificial pode ser utilizada, com êxito, na classificação de padrões filogeográficos com base no DNA mitocondrial.

Análise filogeografica e populacional do gênero Corythopis sundevall, 1936 (Aves: Rhynchocyclidae)

O gênero Corythopis pertence à família Rhynchocyclidae e agrupa vários táxons sobre cujos limites e validade ainda deixam dúvidas, o que gera incertezas quanto a real quantidade de unidades evolutivas diagnosticáveis dentro do grupo. Esse gênero possui duas espécies reconhecidas: Corythopis delalandi, monotípica e distribuída nos biomas Mata Atlântica e Cerrado; e C. torquatus (endêmica da Amazônia), na qual são reconhecidas três formas, caracterizadas e distinguíveis uma das outras pelo padrão de tons de marrom na cabeça: C. t. torquatus Tschudi, 1844; C. t. anthoides (Pucheran, 1855) e C. t. sarayacuensis Chubb, 1918. O objetivo deste estudo é tentar reconstruir os contextos temporais e espaciais do processo de diversificação das diferentes linhagens evolutivas de Corythopis, possibilitando inferências sobre a história evolutiva e limites inter e intraespecíficos do grupo. Foram realizadas análises filogeográficas (ML e IB) e populacionais com base em um marcador mitocondrial (ND2), além de uma árvore de espécies com dois marcadores nucleares (MUSK e βf5) e um mitocondrial (ND2). De acordo com os resultados observados, existem cinco filogrupos principais em Corythopis, endêmicos das seguintes regiões (áreas de endemismo): 1- Xingu, Tapajós e Rondônia (norte; a leste do rio Jiparaná); 2- Napo; 3- Guiana; 4- Inambari e Rondônia (sul, a oeste do rio Jiparaná) e 5- Mata Atlântica. Os resultados das análises filogenéticas e populacionais indicaram a existência de dois clados reciprocamente monofiléticos sustentados por altos apoios de bootstrap (>80%) e probabilidades posteriores (> 0.95), concordando desse modo com a taxonomia atual para o gênero Corythopis, que reconhece uma espécie biológica na Amazônia (C. torquatus) e outra na Mata Atlântica e Cerrado. A árvore de espécie concorda com as demais análises, mostrando que existem apenas duas linhagens reciprocamente monofiléticas em Corythopis bem apoiadas estatisticamente: C. torquatus (F1, F2, F3 e F4) e C. delalandi (F5), reforçando o seu status como espécies biológicas independentes. O padrão biogeográfico de separação entre os diferentes filogrupos Amazônicos de Corythopis é bem diferente daquele reportado até hoje para diferentes linhagens de aves Amazônicas, onde os eventos iniciais de separação envolveram populações dos escudos brasileiros e das Guianas.

Diversidade de espécies no complexo Monodelphis brevicaudata (Didelphimorphia:Didelphidae), inferida por dados moleculares e morfológicos

O complexo de espécies M. brevicaudata possui distribuição reconhecida para o Norte da América do sul e compreende três espécies descritas ‐ M. brevicaudata, M. glirina, e M. palliolata ‐ e duas não descritas, reconhecidas em estudos prévios. A delimitação de espécies baseada somente em caracteres morfológicos é complicada, de forma que diversos táxons nominais já foram associados ao grupo e diversos arranjos taxonômicos foram propostos. Os poucos estudos baseados em dados moleculares que incluíram espécimes do complexo brevicaudata revelaram altas taxas de divergência genética. Este trabalho buscou elucidar a sistemática do complexo de espécies M. brevicaudata através do estudo dos padrões de variação morfológica e genética. Para tal, desenvolvemos análises filogenéticas baseadas em dois genes mitocondriais: citocromo b e 16 S rDNA. Adicionalmente, estudamos a morfologia externa e craniana dos espécimes, investigando a existência de congruência entre a variação genética e morfológica. As análises morfológicas foram, em geral, congruentes com as moleculares, as quais indicaram os mesmos clados em todas as análises filogenéticas. Foram formalmente reconhecidas nove espécies para o complexo. Monodelphis brevicaudata, M. palliolata e M. glirina são consideradas espécies válidas; M. touan é revalidado da sinonímia de M. brevicaudata e duas espécies novas são descritas e nomeadas; a espécie M. domestica provou ser intimamente relacionada a espécimes do grupo brevicaudata, sendo aqui considerada como integrante do referido grupo; duas espécies reconhecidas como distintas permanecem sem uma descrição formal; M. maraxina é sinonimizada com M. glirina. Foi observado dimorfismo sexual para as espécies estudadas, sendo que para as duas espécies estatisticamente testadas (teste T de student), M. glirina e M. sp. nov. “Trombetas”, os machos apresentaram crânios significativamente maiores que as fêmeas. Rios de grande porte parecem ter participado na diferenciação genética e estruturação filogeográfica das espécies. O padrão filogeográfico encontrado sugere ao menos dois centros de diversificação para o grupo, um no escudo das Guianas, envolvendo as espécies ao norte do rio Amazonas, e outro no escudo brasileiro, envolvendo M. glirina e M. domestica.

Population structure of Lutjanus purpureus (Lutjanidae - Perciformes) on the Brazilian coast: further existence evidence of a single species of red snapper in the western Atlantic

ABSTRACT: The present study focus on the mitochondrial control region to investigate phylogeographic patterns and population structure in Lutjanus purpureus, and to evaluate the genetic similarity between L. purpureus and L. campechanus. For the initial analysis, 810 base pairs sequence from control region were obtained from 239 specimens of L. purpureus collected from four localities off the Brazilian coast. The results revealed the presence of a single panmictic population characterized by high values of genetic diversity. The 299 base pairs hypervariable portion were used for the combined analysis of L. purpureus and L. campechanus, being 275 haplotypes identified in the 414 specimens. Phylogenetic tree and haplotype network did not indicate phylogeographic substructuring between the two species, but rather an intense intermingling of individuals. Considering their marked morphological similarity, the molecular data presented here indicatethat only one species of red snapper exists in the western Atlantic.

Variação morfológica e molecular de Typhlops reticulatus (Linnaeus, 1758) (Serpentes: Typhlopidae)

As serpentes atuais são tradicionalmente divididas em dois grupos: Alethinophidia, taxonômica e ecologicamente mais diverso e Scolecophidia, grupo de serpentes fossoriais popularmente conhecidas como cobras-cegas, sendo Typhlopidae a família que possui maior número de espécies. Em função do hábito fossorial, os Typhlopidae são pouco representados em coleções cientificas e a escassez de amostras de tecido tem sido um fator limitante para realização de estudos moleculares dessa família. Por isso aspectos da biologia evolutiva como modos de especiação, padrão de diversificação e estruturação geográfica que devido o hábito fossorial e a pouca diferenciação morfológica intra e interespecífica são ainda pouco entendidos. Esse trabalho teve como objetivo analisar a variação morfológica e molecular de Typhlops reticulatus. Para isso foram analisados 314 exemplares de Typhlops, sendo 192 de T. reticulatus. Para análise morfológica foram utilizados caracteres morfométricos, morfológicos (folidose, hemipênis e osteologia craniana). Nas análises moleculares foram sequenciados 21 amostras de T. reticulatus dos genes mitocondriais Coi e Cyt b de diferentes localidades. As árvores filogenéticas foram feitas usando os métodos de Máxima Parcimônia e Máxima Verossimilhança e as relações entre os grupos foram inferidos através de rede de haplótipos. Através da combinação de caracteres moleculares e morfológicos foi possível observar a presença de duas linhagens evolutivas distintas de T. reticulatus: uma ao norte do Rio Amazonas e outra ao sul, esta última descrita como nova espécie nesse trabalho. Durante a análise dos exemplares de Typhlops para esse trabalho foi possível identificar duas novas espécies: Typhlops sp nov. 1 presente no Estado do Maranhão e Typhlops sp nov. 2 proveniente de Manaus, Amazonas. Os resultados desse estudo corroboram a afirmação que espécies com ampla distribuição geográfica podem apresentar diversidade críptica considerável e uma história evolutiva mais complexa do que se imagina.

Caracterização molecular de cepas do Vírus dengue 1 isoladas no Brasil entre os anos de 1994 a 2008

A febre do dengue é uma das mais importantes arboviroses distribuída por todas as áreas tropicais do mundo. O vírus dengue (VDEN) é transmitido principalmente pela picada do mosquito Aedes aegypti infectado. A dispersão do vetor e o aumento do fluxo migratório entre países possibilitaram a ocorrência de grandes epidemias e manifestações clínicas severas, como febre hemorrágica do dengue (FHD) e Síndrome do choque do dengue (SCD). O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização molecular de isolados do VDEN sorotipo 1 (VDEN-1) no Brasil ao nível dos genes estruturais C/prM/M/E de 29 cepas isoladas durante epidemias ocorridas no Brasil no período de 1994 a 2008. A identidade nucleotídica entre as cepas de VDEN-1 do estudo em relação às outras isoladas no Brasil variou de 96,1% a 100%, enquanto o percentual de identidade de aminoácidos foi determinado entre 98,4% a 100%. As diferenças de aminoácidos entre as cepas do estudo, quando comparadas com a cepa FGA/89 (Guiana Francesa), mostraram a presença de importantes substituições não-sinônimas com mudança de caráter bioquímico, tais como os resíduos E297 (Met Tre) e E338 (Ser Leu), sendo necessário estudos para verificar se essas alterações podem ou não estar relacionadas à virulência. A análise filogenética para a proteína E, realizada por meio do método de máxima verossimilhança para as cepas do estudo e outras cepas selecionadas do banco de dados do Genbank, mostraram que as cepas de VDEN-1 isoladas no Brasil desde 1982 pertencem ao genótipo V, corroborando com os resultados publicados anteriormente. O tempo de divergência do VDEN-1, estimado através da hipótese de relógio molecular, mostrou que este vírus teve sua origem a partir de uma linhagem ancestral, há aproximadamente, 113 anos e observou-se ainda que as cepas de VDEN-1 circulantes no Brasil e as provenientes da África possuem um ancestral comum, sendo necessário estudos de filogeografia que mostrem as possíveis rotas de entrada do VDEN-1 no Brasil.

Análisis morfométrico, merístico, filogenético y filogeográfico del caballo de mar Hippocampus reidi (Ginsburg 1933) (Teleostei: Sygnathidae) de la costa nororiental da Venezuela

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

Diversificação das espécies de Rhinella do grupo crucifer (Anura, Bufonidae) na Mata Atlântica

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

Divergência genética entre diferentes populações de Ischnocnema holti (Anura, Brachycephalidae) nas áreas de altitude da Mata Atlântica

Entre os diferentes ambientes da Mata Atlântica as áreas de maior altitude são o hábitat de algumas espécies de anfíbios anuros. Tais espécies devem ser investigadas, pois ambientes montanhosos e acidentados podem propiciar barreiras à dispersão de diversos anuros, podendo fazer com que cada população passe por processos independentes de evolução, podendo levar à especiação. Ischnocnema holti é um exemplo de espécie que encontra-se em áreas de altitude da Mata Atlântica. Trabalhos anteriores revelam que há divergência genética entre amostras de diferentes localidades em que tal espécie habita, onde muitas vezes existe uma confusão de identificação com I. lactea. Este estudo utilizou marcadores moleculares para estimar a divergência genética entre as populações atribuídas à espécie em estudo nas diferentes áreas de altitude em que esta se encontra, buscando-se contribuir à compreensão de como barreiras geográficas por altitude poderiam interferir nos padrões de diversidade desta região, além de esclarecer o conflito de identificação. Dentro do complexo de espécies I. lactea/holti observou-se sete clados genéticos que podem ser novas espécies. Os resultados obtidos no presente trabalho sugerem que os espécimes incluídos no clado II correspondem à espécie Ischnocnema holti e sua distribuição restringe-se à parte alta da Serra do Itatiaia, no município de Itamonte, estado de Minas Gerais. Já os exemplares dos clados I, III, IV, V, VI e VII provavelmente não correspondem à espécie I. holti, fazendo-se necessária uma maior amostragem para estabelecer em definitivo as relações e os limites específicos neste complexo de espécies. Para melhor entendimento deste complexo é necessária uma revisão taxonômica, sendo indispensáveis estudos com base em aspectos morfológicos, bioacústicos, ecológicos e genéticos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Relações filogenéticas e filogeográficas de populações de Phalloceros reisi Lucinda, 2008 (Cyprinodontiformes, Poeciliidae) da bacia do Alto Rio Paraná e Bacia costeira

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

Phylogeographic analysis in populations of Protonectarina sylveirae (Saussure, 1854) (Hymenoptera, Vespidae, Polistinae)

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

Phylogeographic analysis in populations of Protonectarina sylveirae (Saussure, 1854) (Hymenoptera, Vespidae, Polistinae)

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