Chemometric analysis of Hymenoptera toxins and defensins: A model for predicting the biological activity of novel peptides from venoms and hemolymph

When searching for prospective novel peptides, it is difficult to determine the biological activity of a peptide based only on its sequence. The trial and error approach is generally laborious, expensive and time consuming due to the large number of different experimental setups required to cover a reasonable number of biological assays. To simulate a virtual model for Hymenoptera insects, 166 peptides were selected from the venoms and hemolymphs of wasps, bees and ants and applied to a mathematical model of multivariate analysis, with nine different chemometric components: GRAVY, aliphaticity index, number of disulfide bonds, total residues, net charge, pI value, Boman index, percentage of alpha helix, and flexibility prediction. Principal component analysis (PCA) with non-linear iterative projections by alternating least-squares (NIPALS) algorithm was performed, without including any information about the biological activity of the peptides. This analysis permitted the grouping of peptides in a way that strongly correlated to the biological function of the peptides. Six different groupings were observed, which seemed to correspond to the following groups: chemotactic peptides, mastoparans, tachykinins, kinins, antibiotic peptides, and a group of long peptides with one or two disulfide bonds and with biological activities that are not yet clearly defined. The partial overlap between the mastoparans group and the chemotactic peptides, tachykinins, kinins and antibiotic peptides in the PCA score plot may be used to explain the frequent reports in the literature about the multifunctionality of some of these peptides. The mathematical model used in the present investigation can be used to predict the biological activities of novel peptides in this system, and it may also be easily applied to other biological systems. © 2011 Elsevier Inc.

Specialized fungal parasites and opportunistic fungi in gardens of attine ants

Ants in the tribe Attini (Hymenoptera: Formicidae) comprise about 230 described species that share the same characteristic: all coevolved in an ancient mutualism with basidiomycetous fungi cultivated for food. In this paper we focused on fungi other than the mutualistic cultivar and their roles in the attine ant symbiosis. Specialized fungal parasites in the genus Escovopsis negatively impact the fungus gardens. Many fungal parasites may have small impacts on the ants' fungal colony when the colony is balanced, but then may opportunistically shift to having large impacts if the ants' colony becomes unbalanced. Copyright © 2012 Fernando C. Pagnocca et al.

Predatory behavior of Canthon virens (Coleoptera: Scarabaeidae): A predator of leafcutter ants

We present a detailed description of the predatory behavior of the beetle Canthon virens Mannerheim, 1829, on the leafcutter ant Atta sp. We observed 51 acts of predation, which were also recorded on film and subjected to behavioral analysis. Canthon virens exhibited 28 behaviors while predating upon Atta sp. queens. Adult beetles search for queens while flying in a zigzag pattern, 15 to 20cm above the ground. After catching a queen, the predator stands on its back and starts cutting the queen cervix. Once the prey is decapitated, the predator rolls it until an insurmountable obstacle is reached. The distance from the site of predation to the obstacle can vary widely and is unpredictable. The beetle rolling the queen also buries it in a very peculiar way: first, it digs a small hole and pulls the queen inside, while another beetle is attached to the prey. The burial process takes many hours (up to 12) and may depend on the hardness of the soil and the presence of obstacles. In general, one or two beetles are found in a chamber with the queen after it is buried. They make the brood balls, which serve as food for the offspring. This study contributes to the knowledge of the predatory behavior of Canthon virens, a predator poorly studied in Brazil and widespread in the country. Copyright © 2012 Luiz Carlos Forti et al.

Compared morphology of the immatures of males of two urban ant species of camponotus

The immatures of males of two species of Camponotus ants (Hymenoptera: Formicidae) are described and compared by light and electron microscopy. The numbers of larval instars were determined: Camponotus rufipes Fabricius (Hymenoptera: Formicidae) have four instars; and Camponotus vittatus Forel have three. Male larvae of the two species are similar to previously described Camponotus larvae, sharing the following traits: basic shape of body and mandible, presence of 'chiloscleres', 'praesaepium' (some specimens), labial pseudopalps, and ten pairs of spiracles. However, larvae of the two species can be separated by bodily dimensions and based on their hair number and types. Worker larvae of C. vittatus previously described are extensively similar to male larvae, with only a few inconspicuous differences that may result from intraspecific variation or sexual differences.

A survey of DNA methylation across social insect species, life stages, and castes reveals abundant and caste-associated methylation in a primitively social wasp

DNA methylation plays an important role in the epigenetic control of developmental and behavioral plasticity, with connections to the generation of striking phenotypic differences between castes (larger, reproductive queens and smaller, non-reproductive workers) in honeybees and ants. Here, we provide the first comparative investigation of caste- and life stage-associated DNA methylation in several species of bees and vespid wasps displaying different levels of social organization. Our results reveal moderate levels of DNA methylation in most bees and wasps, with no clear relationship to the level of sociality. Strikingly, primitively social Polistes dominula paper wasps show unusually high overall DNA methylation and caste-related differences in site-specific methylation. These results suggest DNA methylation may play a role in the regulation of behavioral and physiological differences in primitively social species with more flexible caste differences. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Microsatellite loci characterized in the leaf-cutter ant Atta laevigata

Background: The leaf-cutter ant Atta laevigata (Formicidae: Attini) is an agricultural pest largely distributed in the Neotropics and a model organism for studies of evolution, speciation and population genetics. Microsatellites are a very powerful tool for these kind of studies, but such markers are not available for studies on A. laevigata. In the present report, we describe the isolation and characterization of nine microsatellite loci in A. laevigata and the testing of these markers across other species of leaf-cutter ants. Findings. Nine microsatellite loci, consisting of six dinucloeotide, one trinucleotide, one tetranucleotide, and one di/trinucleotide repeat motifs, were isolated and characterized. Primers and protocols were successfully designed to selectively amplify these markers. To test effectiveness of these markers for detailed population genetic studies, we genotyped female workers collected from 36 monogynic nests of A. laevigata and found that eight loci were within Hardy-Weinberg expectations, while the remaining locus had a deficiency of heterozygotes. Micro-Checker analysis of individuals from 55 monogynic nests indicated that loci Alae11, Alae24, Alae18 showed signs of null alleles. For the remaining six loci, the number of alleles per locus ranged between 2 and 11, with expected heterozygosity ranging between 0.07 and 0.88. All of these loci cross-amplified in other species of Atta. Conclusions: These six polymorphic microsatellite loci should prove useful for future genetic investigations of the pest species Atta laevigata, as well as studies of other species of leaf-cutter ants in the genus Atta. © 2013 Kakazu et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Sistemática molecular de Atta laevigata (Smith 1858) e Acromyrmex balzani (Emery 1890)

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

Taxonomia e características metabólicas de leveduras isoladas de bitus de Atta sexdens rubropilosa

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Análise proteômica dos alérgenos imunodominantes do veneno da vespa social Polybia paulista

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC

Entomofauna associada em pomar de goiaba, Psidium guajava L., nas regiões de Jaboticabal e Pindorama no estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Insecta e Arachnida associados ao solo: plantas herbáceas como área de refúgio visando ao controle biológico conservativo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação das comunidades de formigas em uma área de extração madeireira

Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre as comunidades de formigas, existentes em uma floresta primária e dois tipos de sistemas de extração de madeira (Manejado e Tradicional) em uma área Tropical localizada em Paragominas, PA. Formigas foram amostradas através de pitfall-traps (Majer & Delabie 1994) em transetos de 200m separados 100m entre si. Diferenças na diversidade da fauna de formigas entre estes hábitats foram testadas por meio de Índices de Diversidade (Shannon, Simpson and Fisher's Alpha), e Protocolos de Estimativa de Riqueza (Colwell & Coddington 1994). A composição de espécies foi avaliada empregando Análises de Afinidade (Scheiner 1992) e índices de Similaridade (Jaccard and Morisita-florn). No total, 134 espécies de formigas, pertencentes a sete subfamílias e 42 gêneros foram identificadas em na área toda. Destas, 90 foram encontradas na Floresta Primária, 90 no Corte Manejado e 84 no Sistema de Corte Tradicional. Diferenças entre na Diversidade e Similaridade entre hábitats apenas puderam ser detectadas quando comparados transectos/hábitats. Quando os índices foram comparados através dos valores absolutos calculados para cada hábitat, a diferença desaparece. Os resultados dos Protocolos de Estimativa de Riqueza empregados indicam que a fauna de formigas foi igual entre os hábitats e sugerem que a fauna está subestimada. Variações periódicas na temperatura e umidade podem ter um forte efeito, igualmente nas estimativas de Diversidade e de Riqueza nos hábitats estudados. Análises na composição mostram que a fauna de formigas é similar entre os hábitats, e apesar desta similaridade, pudemos detectar através da Análise de Afinidade uma alta Diversidade de Mosaico, a qual sugere que a comunidade é composta por gradientes muito complexos, assim diferenças na composição poderão estar ocorrendo em escalas menores.

Feeding ecology of Dash-dot Tetra Hemigrammus belottii (Steindachner 1882) (Characiformes: Characidae) in the streams of the Urucu River basin, central Amazonia, Brazil

O presente estudo descreve a dieta da espécie Hemigrammus belottii (Characiformes: Characidae) coletados na bacia do Rio Urucu no município de Coari, Amazonas, (Brasil), buscando responder o seguinte questionamento: Qual a influência dos períodos hidrológicos (seco e chuvoso) e da distribuição espacial na dieta de H. belottii? Os espécimes tiveram seus estômagos retirados e os itens alimentares pesados e identificados para posteriores análises relacionadas à intensidade alimentar, pelo Índice de Repleção (IR%) e pelo índice de importância alimentar (IAi%). Foi analisado um total de 227 espécimes, com comprimento padrão médio de 16,54 mm ± 5,6 mm. Baseado no IR% verificou-se para H. belottii uma maior intensidade alimentar durante o período da seca. A dieta da espécie foi composta predominantemente pelos itens Formicidae (IAi% = 69,6), fragmento de exoesqueleto alóctone (IAi% = 17,7) e Coleoptera (IAi% = 6,0), com sua composição se mostrando independente de períodos hidrológicos e de sua distribuição espacial, que pode ser atribuído à alta disponibilidade de itens alimentares utilizados pela espécie durante o ano todo. De um modo geral H. belottii evidenciou um hábito alimentar insetívoro generalista, com predomínio de itens de origem alóctone.

Does body size of neotropical ant species influence their recruitment speed?

Formigas são um dos mais importantes grupos animais nas florestas tropicais devido a sua abundância e seu número de espécies. Uma característica importante do grupo é a eusocialidade, que permite a ocorrência do comportamento de recrutamento quando um recurso alimentar é encontrado. Entretanto, existem duas questões principais acerca desse comportamento: (i) o recrutamento é um produto de pressões ambientais ou filogenéticas, e (ii) a velocidade de recrutamento é relacionada ao tamanho corpóreo das espécies de formigas. Neste trabalho nós analisamos essas duas questões em 17 espécies de formigas neotropicais, na floresta Amazônica densa de terras baixas. De acordo com os resultados, o recrutamento é fortemente relacionado com o tamanho da formiga, sendo que espécies menores exibem essa característica quando encontram uma fonte protéica. Entretanto, o tamanho das espécies não é importante na velocidade de recrutamento, o que sugere que a velocidade de recrutamento pode ser melhor explicado pelo tipo de recursos alimentares necessários à colônia.

Fertilidade e fauna edáfica em solo sob reflorestamento com paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) no município de Aurora do Pará

Com este estudo objetivou-se avaliar a variação na fertilidade do solo e na fauna edáfica sob reflorestamento com paricá (Schizolobium amazonicum Heber ex. Ducke) em monocultivo ou em sistema agroflorestal quando comparados com floresta secundária em área experimental considerando a sazonalidade da precipitação no período de 2009 e 2010. A área experimental pertence a Fazenda Tramontina Belém S/A, localizada no nordeste paraense, no município de Aurora do Pará. Foram analisados quatro tratamentos submetidos a reflorestamento com: Curauá (Ananas comosus var. erectifolius L.B.Smith), Paricá (Shizolobium var. amazonicum Huber ex Ducke) sob a forma de monocultivos, Paricá + curauá (Ananas comosus var. erectifolius L.B.Smith; Shizolobium var. amazonicum Huber ex Ducke); Paricá + Mogno + Freijó + Curauá (Shizolobium var. amazonicum Huber ex Ducke; Switenia macrophylla, King; Cordia goeldiana Huber; Ananas comosus var. erectifolius L.B.Smith). As amostragens foram realizadas em dezembro de 2009, abril e julho de 2010, o que caracterizou o período sazonal de transição (estiagem para chuva intensa), chuva intensa e estiagem respectivamente, para avaliar a granulometria, densidade aparente, densidade da partícula, porosidade total e umidade atual, bases trocáveis, soma de bases, CTC, acidez, fósforo, teor de carbono orgânico, pH, em três profundidades diferentes (0 – 10 cm. 10 - 20 cm; 20 – 40 cm) e a ocorrência de macrofauna edáfica. Os resultados mostraram a ação dos períodos sazonais sobre a densidade aparente, densidade da partícula, porosidade total do solo. Fatores químicos como, por exemplo, carbono orgânico, cujos teores variaram entre 5,85 g/kg e 13,00 g/kg, com teores elevados no sistema de cultivo S2, sofreu alterações nos períodos sazonais chuva intensa e estiagem. Quanto a fauna edáfica, foram capturados 9.964 invertebrados pertencentes a 26 táxons diferentes. Os mais abundantes foram Hymenoptera- Formicidae (5.805), Coleoptera (1.454), Acari (862), Collembola (649), Diplopoda (307) e Isopoda (110). Dos 26 táxons identificados, aproximadamente 40% deles apresentaram apenas um representante nas três amostragens efetuadas ou em apenas uma delas. Os maiores valores para frequência relativa ocorreu no sistema de cultivo S2, S4 e S3, respectivamente. O maior valor para frequência absoluta ocorreu durante o período sazonal chuva intensa em S1. As áreas sob reflorestamento com monocultivo e sistema agroflorestal paricà + curauá mostraram melhores desempenhos na recuperação da fertilidade do solo e da fauna edáfica comprovando a eficácia do paricá em monocultivo ou em sistema agroflorestal na recuperação da fertilidade do solo e da fauna edáfica.