Primates, Provisioning and Plants: Impacts of Human Cultural Behaviours on Primate Ecological Functions

Human provisioning of wildlife with food is a widespread global practice that occurs in multiple socio-cultural circumstances. Provisioning may indirectly alter ecosystem functioning through changes in the eco-ethology of animals, but few studies have quantified this aspect. Provisioning of primates by humans is known to impact their activity budgets, diets and ranging patterns. Primates are also keystone species in tropical forests through their role as seed dispersers; yet there is no information on how provisioning might affect primate ecological functions. The rhesus macaque is a major human-commensal species but is also an important seed disperser in the wild. In this study, we investigated the potential impacts of provisioning on the role of rhesus macaques as seed dispersers in the Buxa Tiger Reserve, India. We studied a troop of macaques which were provisioned for a part of the year and were dependent on natural resources for the rest. We observed feeding behaviour, seed handling techniques and ranging patterns of the macaques and monitored availability of wild fruits. Irrespective of fruit availability, frugivory and seed dispersal activities decreased when the macaques were provisioned. Provisioned macaques also had shortened daily ranges implying shorter dispersal distances. Finally, during provisioning periods, seeds were deposited on tarmac roads that were unconducive for germination. Provisioning promotes human-primate conflict, as commensal primates are often involved in aggressive encounters with humans over resources, leading to negative consequences for both parties involved. Preventing or curbing provisioning is not an easy task as feeding wild animals is a socio-cultural tradition across much of South and South-East Asia, including India. We recommend the initiation of literacy programmes that educate lay citizens about the ill-effects of provisioning and strongly caution them against the practice.

Dissecting neural circuits for vision in nonhuman primates using fMRI-guided electrophysiology and optogenetics

The visual system is a remarkable platform that evolved to solve difficult computational problems such as detection, recognition, and classification of objects. Of great interest is the face-processing network, a sub-system buried deep in the temporal lobe, dedicated for analyzing specific type of objects (faces). In this thesis, I focus on the problem of face detection by the face-processing network. Insights obtained from years of developing computer-vision algorithms to solve this task have suggested that it may be efficiently and effectively solved by detection and integration of local contrast features. Does the brain use a similar strategy? To answer this question, I embark on a journey that takes me through the development and optimization of dedicated tools for targeting and perturbing deep brain structures. Data collected using MR-guided electrophysiology in early face-processing regions was found to have strong selectivity for contrast features, similar to ones used by artificial systems. While individual cells were tuned for only a small subset of features, the population as a whole encoded the full spectrum of features that are predictive to the presence of a face in an image. Together with additional evidence, my results suggest a possible computational mechanism for face detection in early face processing regions. To move from correlation to causation, I focus on adopting an emergent technology for perturbing brain activity using light: optogenetics. While this technique has the potential to overcome problems associated with the de-facto way of brain stimulation (electrical microstimulation), many open questions remain about its applicability and effectiveness for perturbing the non-human primate (NHP) brain. In a set of experiments, I use viral vectors to deliver genetically encoded optogenetic constructs to the frontal eye field and faceselective regions in NHP and examine their effects side-by-side with electrical microstimulation to assess their effectiveness in perturbing neural activity as well as behavior. Results suggest that cells are robustly and strongly modulated upon light delivery and that such perturbation can modulate and even initiate motor behavior, thus, paving the way for future explorations that may apply these tools to study connectivity and information flow in the face processing network.

Densidade, genética e saúde populacional como ferramentas para propor um plano de controle e erradicação de invasão biológica: o caso de Callithrix aurita (Primates) no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil

A introdução de espécies em locais fora de sua distribuição natural é uma preocupação importante na conservação da biodiversidade. A espécie Callithrix aurita é endêmica das regiões de floresta de altitude da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil. Os critérios mais relevantes que a enquadram como espécie ameaçada de extinção são: destruição do habitat, incapacidade de adaptação a florestas secundárias degradadas, declínio populacional, distribuição restrita e introdução de espécies exóticas invasoras. Estes critérios, aliados à evidente raridade, explicam a sua inclusão na Lista Oficial de Espécies da Fauna Brasileira Ameaçadas de Extinção. Os objetivos do trabalho são: estimar o tamanho populacional de C. aurita, C. penicillata e seus híbridos no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, avaliar a hibridação entre as espécies por caracteres morfológicos e laboratoriais, verificar o estado de saúde e confirmar a participação de C. aurita na paternidade dos animais capturados, propor um plano de erradicação e de controle de invasão de C. penicillata no Parque. Os tamanhos populacionais das duas espécies de primatas foram estimados através do método Distance Sampling. Um total de sete sagüis foi capturado com armadilhas de captura viva para a contenção física e química e posterior realização dos procedimentos. Para o hemograma, as dosagens bioquímicas e as análises genéticas, o sangue foi recolhido em um tubo de ensaio contendo anticoagulante e mantido em temperatura de refrigeração até o momento da manipulação / processamento das amostras. Callithrix aurita parece estar bem preservada apenas na área do Parque correspondente ao trecho situado no município de Petrópolis. As análises citogenéticas e moleculares dos híbridos são uma ferramenta útil para confirmar se há ou não hibridação, identificando as espécies envolvidas e verificando se há tendência nos retrocruzamentos. Pode-se sugerir que existe uma tendência à diferenciação das espécies e identificação de indivíduos híbridos pelo padrão hematológico e bioquímico, a ser confirmada com uma amostragem maior de animais da espécie C. aurita, preferencialmente da mesma localidade e nas mesmas condições. No caso de C. aurita, as principais recomendações para sua conservação incluem pesquisas para o registro de outras populações em áreas de distribuição livres de invasão, para que se possa avaliar as chances de recuperação populacional e sobrevivência da espécie. A criação de novas Unidades de Conservação deve ser estimulada, assim como estudos mais aprofundados sobre a espécie nos locais já conhecidos de ocorrência, além de um programa seguro de criação em cativeiro.

Ecologia e comportamento de Callitrichidae (Primates) no Jardim Botânico do Rio de Janeiro

Espécies exóticas são consideradas a segunda maior ameaça ao meio ambiente, sendo um risco às espécies nativas devido à predação, competição, hibridação e transmissão de patógenos. Callithrix jacchus e Callithrix penicillata são espécies exóticas amplamente difundidas no Estado do Rio de Janeiro. No presente estudo, dados comportamentais e ecológicos foram amostrados entre Setembro de 2008 e Agosto de 2009 usando-se o método animal focal com amostragem instantânea, acompanhando sete grupos mistos de Callithrix spp. no arboreto do Jardim Botânico do Rio de Janeiro (JBRJ). A densidade dos saguis foi estimada em cerca de 130 indivíduos por Km2. Na dieta, foram identificadas 51 espécies arbóreas fontes de exsudatos e 39 espécies fontes de frutos, folhas, flores e néctar. Os saguis se alimentaram também de invertebrados, pequenos vertebrados, e alimentos direta ou indiretamente fornecidos por visitantes do JBRJ. O consumo de exsudatos foi maior na estação mais seca, e de frutos e insetos na estação mais chuvosa. Os saguis utilizaram mais os estratos verticais intermediários e sub-bosque nas suas atividades diárias, e áreas protegidas por epífitas no dossel de 30 espécies diferentes de árvores como locais de dormida. Os saguis apresentaram relações interespecíficas harmônicas, neutras e desarmônicas com diversas espécies de aves e mamíferos. A dispersão de sementes de árvores exóticas e o uso exagerado de espécimes vegetais para gomivoria pelos saguis podem afetar a integridade da coleção do JBRJ. A alta densidade de saguis e predação de espécies da fauna local podem afetar o equilíbrio da comunidade faunística. Com base nas observações in situ, as espécies alóctones C. jacchus e C. penicillata causam danos e necessitam de manejo, que deve ser estudado e implementado para o controle criterioso de suas populações.

Impacto da dieta hiperlipídica contendo óleo de canola ou de soja no desenvolvimento da adiposidade abdominal e estrutura óssea

A baixa relação de ômega-6/ômega-3 esta relacionada com propriedades benéficas para a saúde óssea. No entanto, a dieta rica nestes compostos pode levar a obesidade. Adipócitos e osteoblastos derivam de células progenitoras comuns, e o consumo de óleo de canola pode ter ação adipogênica e osteogênica. Nosso objetivo foi avaliar a adiposidade abdominal, insulina e estrutura óssea em ratos tratados com dieta contendo baixa relação ômega-6/ômega-3, proveniente do óleo de canola. Após desmame, os ratos foram divididos em grupos alimentados com dieta normocalórica: Controle (S) e experimental (C), contendo 7ml/100g de óleo de soja ou de canola e grupos tratados com dieta rica em lipídios: Controle (7S) ou hiperlipídico contendo 19ml/100g de óleo de soja (19S) ou de canola (19C), até completarem 60 dias de idade. Os dados foram significativos com P<0,05. No primeiro modelo, o grupo C apresentou redução de: Massa e área do adipócito intra-abdominal; Colesterol; Insulina; Densidade mineral (DMO) e massa óssea total e na coluna vertebral; Massa do fêmur; Espessura da diáfise; DMO do fêmur e das vértebras lombares e radiodensidade da cabeça do fêmur. No segundo modelo, os grupos 19S e 19C apresentaram maior ingestão calórica, densidade corporal, massa de gordura intra-abdominal, e maior massa e comprimento do fêmur e da coluna lombar. O grupo 19S apresentou maior área e menor número de adipócitos da região retroperitoneal. Glicose e a insulina foram aumentadas no grupo 19C vs. 7S. A tomografia do fêmur revelou maior radiodensidade na região proximal e da coluna lombar, no grupo 19C. Sugerimos que a quantidade e o tipo de lipídio consumido, após o desmame, induzem não somente o desenvolvimento corporal e os depósitos de gordura, além de afetarem a resistência insulínica e a saúde óssea

Consumo de óleo de peixe na resposta inflamatória em ratos submetidos a esplenectomia total isolada ou combinada com autoimplante esplênico e à indução de sepse abdominal

Em órgãos potencialmente importantes na resposta imune, como o baço, alternativas como o autoimplante de segmentos esplênicos, quando a esplenectomia total torna-se necessária, e a utilização de nutrientes com funcionalidade imunomoduladora vêm sendo estudadas, objetivando minimizar o efeito pró-inflamatório persistente da sepse abdominal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do consumo de óleo de peixe na modulação da resposta inflamatória em animais submetidos a esplenectomia total isolada ou combinada com autoimplante esplênico e à indução de sepse abdominal, verificando a possível otimização na resposta pró-inflamatória e a regeneração funcional do autoimplante. Utilizamos 64 ratos machos da linhagem Wistar, com peso variando entre 140-200 g, aleatoriamente distribuídos em oito grupos: quatro grupos-controle (100% óleo de soja) e quatro grupos-intervenção (35% de óleo de peixe), cada um com oito animais. Os dos grupos-controle (animais alimentados com ração purificada, segundo AIN-93, com conteúdo lipídico constituído por 100% óleo de soja) foram: I sem intervenção cirúrgica e, 16 semanas após, submetidos à indução de sepse abdominal; II esplenectomia total isolada e, 16 semanas após, submetidos à indução de sepse abdominal; III esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico e, 16 semanas após, submetidos à indução de sepse abdominal; e IV esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico e, oito semanas após, submetidos à indução de sepse abdominal. Os dos grupos-intervenção (V a VIII) foram submetidos a procedimentos similares aos executados nos grupos I a IV, respectivamente, sendo a única modificação fundamentada na substituição de 35% do conteúdo lipídico da alimentação dos animais por óleo de peixe. Todos os animais foram submetidos a sepse induzida por ligadura e perfuração cecal (CLP). Coletamos amostras sanguíneas de todos os animais antes da indução da sepse (período 1) e 2 e 4 horas (períodos 2 e 3) após a indução da sepse abdominal. Verificou-se, a cada três dias, massa corporal (MC) e ingestão alimentar (IA). Analisamos as citocinas INF-γ, IL-6 e IL-10 por meio da tecnologia Luminex. Utilizamos o teste T de Student para análise estatística, considerando significativo com p≤0,05. Os dos grupos V, VI e VIII apresentaram maior consumo alimentar que seus controles. Os do grupo V apresentaram menores concentrações de IFN-γ em todos os períodos e maior IL-10 nos períodos 2 e 3. Os do grupo VI apresentaram menores concentrações de todas as citocinas: IFN-γ nos períodos 2 e 3; IL-6 nos períodos 1 e 2; e maior IL-10 nos períodos 1 e 2. Os do grupo VIII apresentaram menor IFN-γ no período 3, IL-6 no período 2, e maior IL-10 no período 1. Não observou-se diferenças nos do grupo VII em nenhuma das citocinas estudadas. Este estudo demonstrou que a utilização do óleo de peixe em pequena dose, consumido cronicamente, como parte do teor lipídico total da dieta e não de forma suplementar, é capaz de manter a massa corporal adequada e reduzir a resposta inflamatória à sepse abdominal induzida por CLP, aumentando a IL-10 plasmática em ratos que não sofreram intervenção cirúrgica, e parece favorecer a regeneração funcional precoce do autoimplante esplênico.

Efeito da suplementação dietética com L-glutamina na sepse abdominal induzida em rato

Após o estímulo deflagrador de um trauma ou infecção, a liberação de citocinas na circulação sanguínea desempenha um importante papel efetor e também modulador da resposta imune sistêmica. Essas citocinas podem ser pró-inflamatórias, que estimulam a liberação de diversos tipos celulares e de outras citocinas, como fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α), interleucina 1 (IL-1), IL-2, IL-6, IL-8, IL-12 e interferon-gama (INF-); ou citocinas com efeitos antiinflamatórios, que inibem o processo inflamatório, em parte pela redução da produção de diversas citocinas que regulam positivamente a resposta, minimizando o comprometimento orgânico resultante, como IL-4, IL-10, IL-13. A L-glutamina é o aminoácido mais abundante no organismo, com importante papel no metabolismo protéico. Sua ação trófica sobre a mucosa do intestino delgado é bastante conhecida, o que o torna componente essencial para a manutenção estrutural e funcional do intestino. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação dietética com L-glutamina na modulação da resposta inflamatória em animais submetidos a sepse abdominal induzida por ligadura e perfuração cecal. Foram utilizados 24 ratos Wistar machos adultos, com peso inicial entre 200 e 230 g, distribuídos em três grupos, cada um com oito animais, da seguinte forma: grupo I (controle) submetidos a operação simulada (laparotomia e manipulação de alças intestinais); grupo II submetidos a laparotomia, com indução de sepse abdominal; e grupo III receberam suplementação dietética com L-glutamina por sete dias e, após, foram submetidos a indução de sepse abdominal. Foram coletadas amostras sanguíneas de todos os animais antes (tempo 0) e duas e quatro horas (tempos 1 e 2) após a indução da sepse abdominal. Foram verificados o número de leucócitos, a dosagem da concentração plasmática de citocinas pró- e antiinflamatórias (INF-γ, IL-6 e IL-10) e análise microbiológica de líquido peritoneal. A glicemia apresentou aumento significativo em todos os grupos, comparando-os ao início e ao final do experimento (p<0,05). No que concerne à IL-10, observou-se aumento significativo nos animais do grupo III entre os tempos 0 e 2, e entre os tempos 1 e 2 (p=0,0331 e p=0,0155, respectivamente). Não se observou qualquer outra diferença ao serem analisadas as demais citocinas (IFN- e IL-6), em todos os grupos e em todos os momentos analisados. Nossos achados sugerem que a suplementação dietética com L-glutamina em animais submetidos à indução de sepse abdominal com modelo CLP parece potencializar a resposta antiinflamatória, aumentando a concentração plasmática de IL-10, enquanto as concentrações de INF-γ e IL-6 não apresentaram variação significativa.

Comportamento e utilização do habitat em grupos de Callithrix sp. (Primates, Callithrichidae) no Instituto de Pesquisas do Jardim Botânico do Rio de Janeiro

As populações introduzidas de saguis preocupam biólogos e conservacionistas, por causa do seu potencial de ocupação de hábitat, hibridação com congêneres nativos, predação de representantes da fauna local, transmissão de doenças e competição com outras espécies. É necessário entendermos o que favorece essa flexibilidade na utilização do suporte e no padrão comportamental que possibilita que os saguis sobrevivam em ambientes florestais tão diversos e até mesmo em regiões muito alteradas e antropizadas, como as grandes metrópoles. Foram acompanhados indivíduos de Callithrix sp. no arboreto do JBRJ. O trabalho de campo foi feito entre agosto de 2012 e agosto de 2013 e acumulou 205 horas de observações e 400 horas de esforço amostral. O método de amostragem utilizado foi o Animal Focal, no qual apenas um indivíduo do grupo foi analisado por sessão amostral, de 3 minutos com 7 minutos de intervalo. A cada dez minutos, em uma nova sessão amostral, o foco era mudado para outro indivíduo do grupo. Adultos, subadultos e jovens foram observados. Os indivíduos de Callithrix sp. no JBRJ utilizam de forma diferenciada as categorias de utilização de habitat, com maior frequência a estratificação vertical inferior (entre 0 e 4,9m), suportes de diâmetro fino (até aproximadamente 14 cm de diâmetro), superfície média e inclinação horizontal (0 a 30), corroborando a outros estudos realizados que também verificaram estes padrões. Houve diferenças comportamentais dos indivíduos de Callithrix sp. no JBRJ entre as classes de machos e fêmeas adultos, subadultos e jovens. Os indivíduos machos realizaram com maior frequência todos os comportamentos. Resultados que contribuem para o conhecimento aprofundado sobre o comportamento desses primatas, no qual até então não tinham sido feitas comparações diretas entre as classes consideradas. Principalmente o resultado encontrado de que os machos são mais ativos que as demais classes, o que não é mencionado na literatura até o presente e favorece para compreendermos mais sobre essas espécies

Desigualdade socioeconômica e obesidade abdominal: uma apreciação crítica e pragmática em epidemiologia.

Esta dissertação buscou uma apreciação crítica e pragmática da relação entre desigualdade socioeconômica e obesidade abdominal, em resposta a proposição internacional de monitoramento das desigualdades em saúde e a escassez de estudos desta natureza relativos à obesidade abdominal. Dois artigos foram elaborados a fim de estimar o grau de desigualdade educacional na ocorrência de obesidade abdominal e revisar os estudos de associação entre posição socioeconômica e obesidade abdominal. O primeiro artigo utilizou o índice angular de desigualdade e o índice relativo de desigualdade em dados seccionais de 3.117 participantes da linha de base do Estudo Pró-Saúde, 1999-2001, e o segundo artigo abarcou os resultados de estudos conduzidos em população adulta no Brasil. Os índices de desigualdade resumiram a tendência monotônica e inversa observada entre escolaridade e obesidade abdominal na população feminina, proporcionando estimativas quantitativas desta desigualdade (artigo 1). Em concordância, observou-se que a associação entre indicadores de posição socioeconômica e obesidade abdominal foi majoritariamente inversa entre as mulheres, principalmente com relação à escolaridade, e estatisticamente não significativa entre os homens (artigo 2). Tal cenário epidemiológico evidencia que a obesidade abdominal tem afetado desproporcionalmente as mulheres de posição socioeconômica mais baixa e que a desigualdade de gênero na prevalência de obesidade abdominal tende a aumentar com menor posição socioeconômica. Em suma, a presente dissertação visou à produção de conhecimento epidemiológico relevante ao enfrentamento das desigualdades em saúde, com o objetivo premente de subsidiar políticas públicas de fato realizáveis e individualmente aceitáveis.

Desigualdade socioeconômica e obesidade abdominal: uma apreciação crítica e pragmática em epidemiologia.

Esta dissertação buscou uma apreciação crítica e pragmática da relação entre desigualdade socioeconômica e obesidade abdominal, em resposta a proposição internacional de monitoramento das desigualdades em saúde e a escassez de estudos desta natureza relativos à obesidade abdominal. Dois artigos foram elaborados a fim de estimar o grau de desigualdade educacional na ocorrência de obesidade abdominal e revisar os estudos de associação entre posição socioeconômica e obesidade abdominal. O primeiro artigo utilizou o índice angular de desigualdade e o índice relativo de desigualdade em dados seccionais de 3.117 participantes da linha de base do Estudo Pró-Saúde, 1999-2001, e o segundo artigo abarcou os resultados de estudos conduzidos em população adulta no Brasil. Os índices de desigualdade resumiram a tendência monotônica e inversa observada entre escolaridade e obesidade abdominal na população feminina, proporcionando estimativas quantitativas desta desigualdade (artigo 1). Em concordância, observou-se que a associação entre indicadores de posição socioeconômica e obesidade abdominal foi majoritariamente inversa entre as mulheres, principalmente com relação à escolaridade, e estatisticamente não significativa entre os homens (artigo 2). Tal cenário epidemiológico evidencia que a obesidade abdominal tem afetado desproporcionalmente as mulheres de posição socioeconômica mais baixa e que a desigualdade de gênero na prevalência de obesidade abdominal tende a aumentar com menor posição socioeconômica. Em suma, a presente dissertação visou à produção de conhecimento epidemiológico relevante ao enfrentamento das desigualdades em saúde, com o objetivo premente de subsidiar políticas públicas de fato realizáveis e individualmente aceitáveis.

Rapid evolution of an X-linked microRNA cluster in primates

MicroRNAs (miRNAs) are a growing class of small RNAs ( about 22 nt) that play crucial regulatory roles in the genome by targeting mRNAs for cleavage or translational repression. Most of the identified miRNAs are highly conserved among species, indicating

Adaptive evolution of SCML1 in primates, a gene involved in male reproduction

Background: Genes involved in male reproduction are often the targets of natural and/or sexual selection. SCML1 is a recently identified X-linked gene with preferential expression in testis. To test whether SCML1 is the target of selection in primates, we