Reduced learning ability as a consequence of evolutionary adaptation to nutritional stress in Drosophila melanogaster

1. Dietary conditions affect cognitive abilities of many species, but it is unclear to what extent this physiological effect translates into an evolutionary relationship. 2. A reduction of competitive ability under nutritional stress has been reported as a correlated response to selection for learning ability in Drosophila melanogaster. Here we test whether the reverse holds as well, i.e. whether an evolutionary adaptation to poor food conditions leads to a decrease in learning capacities. 3. Populations of D. melanogaster were: (i) not subject to selection (control), (ii) selected for improved learning ability, (iii) selected for survival and fast development on poor food, or (iv) subject to both selection regimes. 4. There was no detectable response to selection for learning ability. 5. Selection on poor food led to higher survival, faster development and smaller adult size as a direct response, and to reduced learning ability as a correlated response. This study supports the hypothesis that adaptation to poor nutrition is likely to trade off with the evolution of improved learning ability.

Disseny d’un muntatge experimental per les practiques de Resistència de materials

Degut a l’augment del nombre de classes i d’alumnes en l’Àrea de Mecànica de MedisContinus i Teoria d’Estructures (MMCTE), s’ha fet necessari la reestructuració i ocupació denous espais per la realització de les pràctiques de Resistència de materials.Per tal de realitzar les pràctiques al nou laboratori de Resistència de materials, calredissenyar les pràctiques referents a Allargaments longitudinals en bigues sotmeses acompressió i tracció simple i la referent a la Deformada d’una biga biarticulada amb voladís.El disseny de les noves pràctiques ha de complir les condicions exigides pel client. A més,els muntatges de cada pràctica han d’anar muntats sobre un pòrtic adquirit recientment perl’Àrea de Mecànica de Medis Continus i Teoria d’Estructures (MMCTE) que actuaran debancada. La pràctica relacionada amb Allargaments longitudinals en barres sotmeses a compressió itracció simple consta d’un muntatge experimental (Muntatge 1) i un guió de pràctiques perl’alumnat i professorat docent La pràctica relacionada amb la Deformada d’una biga biarticulada amb voladís consta d’unmuntatge experimental (Muntatge 2) i un guió de pràctiques per l’alumnat i professoratdocent. Les dos pràctiques permeten comparar els valors obtinguts experimentalment de cadamuntatge amb uns resultats teòrics i d’aquesta manera validar l’èxit de cada muntatge

Adaptation to experimental alterations of the operational sex ratio in populations of Drosophila melanogaster.

Theory predicts that males adapt to sperm competition by increasing their investment in testis mass to transfer larger ejaculates. Experimental and comparative data support this prediction. Nevertheless, the relative importance of sperm competition in testis size evolution remains elusive, because experiments vary only sperm competition whereas comparative approaches confound it with other variables, in particular male mating rate. We addressed the relative importance of sperm competition and male mating rate by taking an experimental evolution approach. We subjected populations of Drosophila melanogaster to sex ratios of 1:1, 4:1, and 10:1 (female:male). Female bias decreased sperm competition but increased male mating rate and sperm depletion. After 28 generations of evolution, males from the 10:1 treatment had larger testes than males from other treatments. Thus, testis size evolved in response to mating rate and sperm depletion, not sperm competition. Furthermore, our experiment demonstrated that drift associated with sex ratio distortion limits adaptation; testis size only evolved in populations in which the effect of sex ratio bias on the effective population size had been compensated by increasing the numerical size. We discuss these results with respect to reproductive evolution, genetic drift in natural and experimental populations, and consequences of natural sex ratio distortion.

Genome organization and gene expression shape the transposable element distribution in the Drosophila melanogaster euchromatin.

The distribution of transposable elements (TEs) in a genome reflects a balance between insertion rate and selection against new insertions. Understanding the distribution of TEs therefore provides insights into the forces shaping the organization of genomes. Past research has shown that TEs tend to accumulate in genomic regions with low gene density and low recombination rate. However, little is known about the factors modulating insertion rates across the genome and their evolutionary significance. One candidate factor is gene expression, which has been suggested to increase local insertion rate by rendering DNA more accessible. We test this hypothesis by comparing the TE density around germline- and soma-expressed genes in the euchromatin of Drosophila melanogaster. Because only insertions that occur in the germline are transmitted to the next generation, we predicted a higher density of TEs around germline-expressed genes than soma-expressed genes. We show that the rate of TE insertions is greater near germline- than soma-expressed genes. However, this effect is partly offset by stronger selection for genome compactness (against excess noncoding DNA) on germline-expressed genes. We also demonstrate that the local genome organization in clusters of coexpressed genes plays a fundamental role in the genomic distribution of TEs. Our analysis shows that-in addition to recombination rate-the distribution of TEs is shaped by the interaction of gene expression and genome organization. The important role of selection for compactness sheds a new light on the role of TEs in genome evolution. Instead of making genomes grow passively, TEs are controlled by the forces shaping genome compactness, most likely linked to the efficiency of gene expression or its complexity and possibly their interaction with mechanisms of TE silencing.

Micro-organismos da subclasse Coccidia: resistência e implicações para o processamento de materiais de assistência à saúde

Este estudo teórico propõe uma reflexão sobre a resistência intrínseca da subclasse Coccidia, particularmente o gênero Cryptosporidium, considerado como um agente potencialmente patogênico para pacientes imunocomprometidos, e suas repercussões na prática assistencial. Atualmente, as diretrizes internacionais e nacionais aprovam como procedimento seguro a desinfecção química de alto nível de endoscópios digestivos, após sua limpeza. No entanto, estudos evidenciaram que micro-organismos da subclasse Coccidia, especificamente o Cryptosporidium, responsável por infecção entérica, são mais resistentes que as micobactérias e não são inativados pelos desinfetantes químicos de alto nível, exceto pelo Peróxido de Hidrogênio a 6% e 7,5%, formulação ainda não disponível no Brasil. Conclui-se que a legislação deve incluir este agente entre os micro-organismos teste para aprovação de desinfetantes químicos de alto nível e que as autoridades sanitárias devem se esforçar para garantir que os estabelecimentos de assistência à saúde tenham acesso a produtos eficazes contra o Cryptosporidium.

Elements of olfactory reception in adult Drosophila melanogaster.

The olfactory system of Drosophila has become an attractive and simple model to investigate olfaction because it follows the same organizational principles of vertebrates, and the results can be directly applied to other insects with economic and sanitary relevance. Here, we review the structural elements of the Drosophila olfactory reception organs at the level of the cells and molecules involved. This article is intended to reflect the structural basis underlying the functional variability of the detection of an olfactory universe composed of thousands of odors. At the genetic level, we further detail the genes and transcription factors (TF) that determine the structural variability. The fly's olfactory receptor organs are the third antennal segments and the maxillary palps, which are covered with sensory hairs called sensilla. These sensilla house the odorant receptor neurons (ORNs) that express one or few odorant receptors in a stereotyped pattern regulated by combinations of TF. Also, perireceptor events, such as odor molecules transport to their receptors, are carried out by odorant binding proteins. In addition, the rapid odorant inactivation to preclude saturation of the system occurs by biotransformation and detoxification enzymes. These additional events take place in the lymph that surrounds the ORNs. We include some data on ionotropic and metabotropic olfactory transduction, although this issue is still under debate in Drosophila.

Epidemiologia Molecular, Evolução Viral e Perfil de Resistência aos Antirretrovirais em uma População de Pacientes Infectados por Hiv-1 e/ou Hiv-2 Residentes em Diferentes Ilhas do Arquipélago de Cabo Verde

O diagnóstico sorológico da infecção pelo HIV-1 e HIV-2 teve início em Cabo Verde em 1987, mas pouco se sabe a respeito da diversidade genética desses vírus nessas ilhas, localizadas na costa Ocidental Africana. Neste estudo, caracterizamos a epidemiologia molecular do HIV-1 e HIV-2 em Cabo Verde, analisamos a origem dos principais clados de HIV introduzidos no país e descrevemos a ocorrência de mutações de resistência aos antirretrovirais (DRM) em indivíduos virgens de tratamento (ARTn) e pacientes em tratamento (ARTexp) oriundos das diferentes ilhas. Amostras de sangue, dados sociodemográfico e clínico-laboratoriais foram obtidos de 221 indivíduos HIV positivos entre 2010-2011. As amostras foram sequenciadas na região da polimerase (1300 pares de bases) e análises filogenéticas e de bootscan foram realizadas para a subtipagem viral. Os algoritmos disponibilizados nos sites Stanford HIV Database e HIV-GRADE e.V. Algorithm Homepage foram utilizados para avaliar a existência de DRM em pacientes positivos para HIV-1 e HIV-2, respectivamente. Os estudos evolutivos e filogeográficos foram realizados através do programa BEAST. Entre os 221 pacientes analisados, sendo 169 (76,5%) HIV-1, 43 (19,5%) HIV-2 e 9 de (4,1%) co-infectados pelo HIV-1 e pelo HIV-2, 67% eram do sexo feminino. As medianas de idade foram de 34 (IQR = 1-75) e 47 (IQR = 12-84) para o HIV-1 e HIV-2, respectivamente. A infecção pelo HIV-1 é causada pelo subtipo G (36,6%), CRF02_AG (30,6%), subtipo F1, (9,7%), URFs (10,4%), subtipo B (5,2%), CRF05_DF (3,0%), subtipo C (2,2%), CRF06_cpx (0,7%), CRF25_cpx (0,7%) e CRF49_cpx (0,7%), e todas as infecções por HIV-2 pertencem ao grupo A. De acordo com as análises filogeográficas e de origem do HIV, estima-se que o HIV-2 foi o primeiro tipo viral introduzido em Cabo Verde e possui relações filogenéticas com sequências referências de Portugal. O HIV-1 entrou no país mais tarde, primeiramente pelo subtipo G, evidenciando relações com sequências da África Central e de Portugal. Transmissão de DRM (TDRM) foi observada em 3,4% (2/58) de pacientes HIV-1 ARTn (1,7% NRTI, NNRTI 1,7%), mas não entre os infectados com HIV-2. Entre os pacientes ARTexp, DRM foi observada em 47,8% (33/69) dos infectados pelo HIV-1 (37,7% NRTI, NNRTI 37,7%, 7,4% de PI, 33,3% para duas classes) e 17,6% (3/17) nos infectados pelo HIV-2 (17,6%, 11,8% NRTI PI, 11,8% para ambas as classes). Este estudo indica que Cabo Verde tem um cenário epidemiológico molecular complexo e único dominado pelo HIV-1 subtipo G, CRF02_AG e F1 e HIV-2 grupo A, sendo esse o primeiro tipo viral introduzido em Cabo Verde. A ocorrência de TDRM e o nível relativamente elevado de DRM entre os pacientes tratados constituem uma preocupação, pelo que o monitoramento contínuo dos pacientes em ARTexp, incluindo genotipagem são políticas públicas a serem implementadas.

Efeito do óleo essencial de Tagetes patula L. (Asteraceae) sobre Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera, Curculionidae)

Resistência de pragas a inseticidas, danos ao ambiente em função da poluição do solo e de recursos hídricos vem sendo observados pelo uso de inseticidas químicos no controle de pragas em grãos armazenados. Com o intuito de minimizar estes problemas, estão sendo estudadas alternativas como o uso de inseticidas botânicos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito do óleo essencial de Tagetes patula L. sobre, Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 em milho sob condições de laboratório. O óleo essencial de T. patula foi obtido através de arraste a vapor com aparelho clevenger. A caracterização química dos compostos encontrados no óleo essencial de T. patula foi realizada através de cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massas, sendo observados: limoneno (37,05%), terpinoleno (32,61%), piperitone (14,40%), eofitadieno (5,91%), sabineno (2,88%), trans-ocimeno (2,02%), beta-cariofileno (1,98%), farnesol (1,84%) e alfa-pineno (1,30%). Os insetos utilizados nos bioensaios foram mantidos em temperatura e umidade relativa controlada. Foram avaliados os efeitos do óleo essencial de T. patula sobre o comportamento (atratividade e/ou repelência) e atividade inseticida sobre adultos de S. zeamais através de dois bioensaios. Pelos resultados pode-se observar o efeito repelente e inseticida do óleo essencial de T. patula sobre S. zeamais, na concentração de 10 µL (p<0,0001 e p=0,02) sendo portanto, eficaz no controle de adultos de S. zeamais.

Efeito de extratos de plantas do Cerrado em Dipetalogaster maxima (Uhler) (Hemiptera, Reduviidae)

A transmissão da doença de Chagas ocorre, principalmente, por meio de fezes de hemípteros hematófagos (Triatominae), os quais ingerem o Trypanosoma cruzi ao se alimentarem do sangue de pessoas ou outros mamíferos infectados. Para o controle dos triatomíneos, os piretróides são os principais inseticidas utilizados. Entretanto, algumas populações de insetos demonstraram resistência a determinados piretróides, indicando a necessidade do desenvolvimento de novos inseticidas eficazes no controle desses vetores. Assim, foi avaliada a atividade inseticida de 83 extratos vegetais, pertencentes a 35 espécies diferentes, em ninfas do primeiro estádio de Dipetalogaster maxima (Uhler, 1894) (Hemiptera: Reduviidae), triatomíneo encontrado no México. Para o teste tópico, foram aplicados 50 ìg de cada extrato nos tergitos abdominais de dez ninfas, em duplicata. Como controles, foram utilizados insetos tratados com etanol, acetona ou sem nenhum tipo de tratamento. Os triatomíneos foram observados durante 28 dias. Nenhum extrato apresentou atividade inseticida significativa, entretanto, o extrato hexânico do fruto e o etanólico da casca do caule de Simarouba versicolor (Simaroubaceae) inibiram a taxa de ecdise em D. maxima (40% e 25%, respectivamente). Sugere-se que estes extratos sejam quimicamente investigados e monitorados por ensaios biológicos a fim de determinar os componentes, para que estes possam ser utilizados como modelos moleculares ou como compostos biorracionais nos programas de controle de insetos.

Adult sex ratio effects on male survivorship of Drosophila melanogaster Meigen (Diptera, Drosophilidae)

The behavioral biology has a central role in evolutionary biology mainly because the antagonistic relations that occur in the sexual reproduction. One involves the effect of reproduction on the future life expectation. In this scenario, changes in male operational sex ratio could lead to an increase in mortality due to costs associated with excessive courtship and mating displays. Thus, this work experimentally altered the male sex ratio of Drosophila melanogaster Meigen, 1830, to determine its impact on mortality. The results indicated that mortality increases as the sex ratio changes, including modifications in the survivorship curve type and in the curve concavity, measured by entropy.

Are larger and/or more symmetrical Drosophila melanogaster (Diptera, Drosophilidae) males more successful in matings in nature?

Are larger and/or more symmetrical Drosophila melanogaster (Diptera, Drosophilidae) males more successful in matings in nature? Sexual selection in Drosophila melanogaster, related to body size and fluctuating asymmetry in wing length and number of sex comb teeth in males, was tested in natural conditions. Males collected in copula were significantly larger than those collected as a single, while no difference in mean number of sex comb teeth between copulating and single males was observed. On the other hand, single males had greater asymmetry both for wing length and number of sex comb teeth than their mating counterparts. It looks like that symmetry of these bilateral traits also may play a role in sexual selection in this dipteran species in nature.

Role of Go/i subgroup of G proteins in olfactory signaling of Drosophila melanogaster.

Intracellular signaling in insect olfactory receptor neurons remains unclear, with both metabotropic and ionotropic components being discussed. Here, we investigated the role of heterotrimeric Go and Gi proteins using a combined behavioral, in vivo and in vitro approach. Specifically, we show that inhibiting Go in sensory neurons by pertussis toxin leads to behavioral deficits. We heterologously expressed the olfactory receptor dOr22a in human embryonic kidney cells (HEK293T). Stimulation with an odor led to calcium influx, which was amplified via calcium release from intracellular stores. Subsequent experiments indicated that the signaling was mediated by the Gβγ subunits of the heterotrimeric Go/i proteins. Finally, using in vivo calcium imaging, we show that Go and Gi contribute to odor responses both for the fast (phasic) as for the slow (tonic) response component. We propose a transduction cascade model involving several parallel processes, in which the metabotropic component is activated by Go and Gi , and uses Gβγ.

La relació entre el valor N30 de L'SPT i la resistència a la compressió simple

The unconfined compression strength is a geotechnical parameter frequently used to determine the bearing capacity of foundations on clayey soils. Its value can be obtained from the unconfined compression test and, among several in situ tests, the standard penetration test (SPT). However, a comparison between the values of such a strength determined by both tests in CL, CL-ML and CH soils shows that it does not exist an approximate relationship. In any case it is remarkable that values of the test conducted in the laboratory fit between the lower and the higher ones calculated from the standard penetration number. This is very important for those geotechnical reports in which the unconfined compression strength is only based on the SPT. In this way, if the lower value is taken to evaluate the ultimate soilbearing capacity the result will not be very accurate but it will probably be by the side of safety

Crescimento de raízes de trigo afetado pela resistência mecânica do solo

A compactação do solo é um problema comum que afeta diversas propriedades físicas do solo e o crescimento das plantas. Este trabalho foi desenvolvido em câmara de crescimento na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre, em 1994, durante 35 dias (530 GD, 0ºC de temperatura base) e objetivou determinar os efeitos da resistência mecânica do solo no crescimento das raízes de trigo. Para tanto, foram utilizados vasos dispostos em delineamento completamente casualizado preenchidos com solo Podzólico Vermelho-Escuro álico. Os tratamentos constaram de compactação do solo que resultou em resistências de 1,0; 2,0; 3,5 e 5,5 MPa. A combinação de umidade gravimétrica e densidade do solo foi estabelecida para minimizar os possíveis efeitos de falta de água e oxigênio. Com o aumento da resistência do solo diminuíram o comprimento, a superfície e a matéria seca das raízes, aumentando, porém, seu raio. A menor exploração do solo pelas raízes causou o menor acúmulo de matéria seca na parte aérea e, especialmente, nas raízes. Os efeitos foram percebidos logo no início do desenvolvimento da planta. A resistência do solo, isoladamente, caracterizou-se como um fator de diminuição do crescimento radicular.

Resistência à penetração e permeabilidade de latossolo vermelho distrófico típico sob sistemas de manejo na região dos cerrados

As conseqüências diretas do manejo inadequado do solo são a erosão, a redução da produtividade e a perda da sustentabilidade. Objetivou-se com este estudo avaliar a resistência à penetração (RP) e a permeabilidade do solo à água (PER) sob sistemas de manejo em uso na região dos cerrados. O estudo foi realizado na Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas (MG), em Latossolo Vermelho distrófico típico textura muito argilosa fase cerrado. O cerrado nativo propiciou menor densidade do solo, maior macroporosidade, maior volume total de poros, conseqüentemente, menor resistência à penetração (0,84 a 2,09 MPa) e maior permeabilidade (95 mm h-1). Foram verificados maiores valores de resistência à penetração vertical para o sistema com preparo convencional com arado de discos e cultivo em rotação com milho e feijão, na profundidade de 15-30 cm no solo, sendo o valor 3,04 MPa classificado como alto, podendo ser um indicativo de restrição ao desenvolvimento radicular e compactação do solo. De modo geral, ao longo do perfil do solo, os maiores valores de RP foram observados para o plantio direto. Não houve diferenças significativas na PER entre os sistemas de manejo, estando os valores na faixa de 6 a 14 mm h-1, sendo a mesma classificada como lenta; estes valores foram bem inferiores aos do sistema em equilíbrio. Os atributos físicos utilizados neste estudo, como indicadores da qualidade do solo, apresentaram boa performance na distinção dos efeitos proporcionados pelos sistemas de manejo em relação ao sistema em equilíbrio, contribuindo para o monitoramento do manejo sustentável de solos da região dos cerrados.