Symbiotic bacteria and the structural specializations in the ileum of Cephalotes ants

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Molecular and ultrastructural profiles of the symbionts in Cephalotes ants

The molecular and ultrastructural profiles of the symbionts found in the midgut and ileum of Cephalotes atratus, Cephalotes clypeatus, and Cephalotes pusillus were determined using the V3 region of the bacterial 16S rDNA gene and transmission electron microscopy (T.E.M.). Two samples of C atratus, three of C clypeatus, and six of C. pusillus were analyzed. The coefficients of similarity ranged from 80% to 94% for the samples of symbionts from C. clypeatus and C. atratus, despite being collected in geographically distant sites. The variability within symbionts found in the samples of C. pusillus varied from 29% to 55%, in samples geographically close as well as distant. PCR-DGGE was effective for the purpose of this study and can be considered a versatile tool to analyze gut microbiota. Details of the ultrastructural aspect of these bacteria are presented. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Proventriculus of Cephalotes ants: A structural and comparative analysis

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Sensitivity of ant (Cephalotes) colonies and individuals to antibiotics implies feeding symbiosis with gut microorganisms

Ants in the tribe Cephalotini are exceptional in that they maintain microorganisms in their digestive tract. To understand what these microorganisms mean to the ants, we observed the feeding habits of Cephalotes pusillus and Cephalotes atratus, finding that in nature they feed on extrafloral nectars, homopteran secretions, and bird droppings. Feeding the antibiotic kanamycin to colonies of C. pusillus in the laboratory kills them. Ants desiccate or starve rather than feed on liquids to which the antibiotics gentamycin and netilmycin have been added, but feed and survive on liquids containing nystatin, penicillin, and ampicillin. We identified over 10 microorganisms from the intestine of C. pusillus with different antibiotic-resistance patterns. The bacteria are from the genera Corynebacterium, Brevibacterium, Sphingobacterium, Ochrobactrum, Myroides, Brevundimonas, Alcaligenes, Stenotrophomonas, Moraxella, and Pseudomonas. We hypothesize that the microorganisms provide nutrients to the ants by synthesizing amino acids from carbohydrates and nitrates. We do not know whether the ants collect the bacteria from the environment, but they transmit them to their young. They culture them in their digestive tract, eventually feeding on them.

Comparative morphology of the ileum of three species of Cephalotes (formicidae, myrmicinae)

The histology (H.E.), histochemistry (carbohydrates, proteins, collagen, and calcium), enzyme profile (ATPase and Acid phosphatase), and ultramorphology of the ileum of Cephalotes atratus, C. clypeatus and C. pusillus were studied in order to obtain some information about the similarities of these species. The relationship among these three species, as well as the results obtained for the wall, and the contents of this portion of the digestive tract were discussed. In C. clypeatus the ileum is somewhat smaller than that of C. atratus, despite the similarities in body size. The ATPase results showed 2 different regions: the anterior region responsible for absorbing material from the haemolymph and the posterior region for absorbtion from the ileum lumen. Other histochemical analyses failed to show any differences.

Origin of samples of Cannabis sativa through insect fragments associated with compacted hemp drug in South America

Origin of samples of Cannabis sativa through insect fragments associated with compacted hemp drug in South America. Insects associated with a seizure of Cannabis sativa L. may indicate the origin of the illicit drug. Nevertheless, no work regarding this subject has been previously published for South America. In the present investigation, seven kilograms of vegetal material (C. sativa) were inspected for insect fragments. Three species were identified and used to test the origin of the seizure of cannabis plant material: Euschistus heros (Fabricius, 1794), Thyanta perditor (Fabricius, 1794) (Heteroptera, Pentatomidae), and Cephalotes pusillus (Klug, 1824) (Hymenoptera, Formicidae). These insect species restricted the geographic origin of the drug to the Neotropical region, and their distribution patterns showed an overlap of the State of Mato Grosso (Brazil), Argentina, and Paraguay. Based on this information, two of the three major C. sativa growing areas in South America were excluded: (1) the Colombian territory and (2) northeastern Brazil.

Efeito do turno de coleta sobre comunidades de formigas epigéicas (Hymenoptera: Formicidae) em áreas de Eucalyptus cloeziana e de cerrado

This study aimed at evaluating the effect of collect time (day and night) on ant fauna attracted to baits in areas of Eucalyptus cloeziana (Myrtaceae) and cerrado. The ants were collected in Fazenda Boa Vista, Mannesmann Fi-El Florestal Ltda, Paineiras, Minas Gerais State. Eigthteen sample units were collected: 12 in E. cloezina and six in cerrado. Each sample unit consisted of three plots (25 x 35 m each). The plot consisted of 34 baits distributed in a grid pattern at 5 m intervals. The sampling was carried out in the diurnal and nocturnal period. The results obtained revealed that both type of vegetation (cerrado x Eucalyptus) and the collect time (day x night) had a significative influence on the epigaeic ant fauna. The ordination (DCA) indicated that collect time effect was more important to fauna structuration than the vegetation effect. Brachymyrmex sp.1, Brachymyrmex sp.2, Camponotus crassus Mayr, Camponotus rufipes (Fabricius), Cephalotes pusillus (Klug) and Ectatomma brunneum Smith were indicator species of nocturnal period, and Camponotus renggeri Emery, Camponotus atriceps (Smith), Camponotus melanoticus Emery and Paratrechina sp.1 were indicators of nocturnal period.

Contribution of the Malpighian tubules for the maintenance of symbiotic microorganisms in cephalotes ants

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The midgut of Cephalotes ants (Formicidae: Myrmicinae): Ultrastructure of the epithelium and symbiotic bacteria

The ultrastructural analysis of the midgut of Cephalotes atratus. C. clypeatus, and C. pusillus reveled that the midgut epithelium lays on a basal lamina and is composed basically of three cell types: digestive cells, regenerative cells, and goblet cells. In these ants, the rough endoplasmic reticulum, in addition to producing digestive enzymes, is involved in the formation of concretions and ion storage in specialized vacuoles present in the midgut. These concretions are spherocrystals and may contribute to stabilize the pH and to maintain symbiotic bacteria found between microvilli. The ultrastructure analysis of these bacteria revealed the presence of a double envelope typical of gram-negative bacteria. For the three species examined, the ultrastructure similarities are conspicuous, suggesting that this may be the pattern for the genus Cephalotes. Details of the relationship between bacteria and microvilli were examined. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ileum of the Cephalotes ants: A specialized structure to harbor symbionts microorganisms

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Comparative morphology of the midgut of three species of Cephalotes (Hymenoptera, Formicidae, Myrmicinae)

Studies of histological nature, histochemistry and ultra-morphology of the midgut of three species of ants belonging to the genus Cephalotes (atratus, clypeatus and pusillus) were performed. In histology H-E was employed, and in histochemistry techniques for detection of carbohydrates, proteins in general and collagen and calcium fibers were used. The results obtained from this second technique made possible some discussion about the pH of the midgut of these insects. The species are identical in the characters under study. The digestive cells exhibited a secretion that is typical of ants, the apocrine type.

Caracterização molecular do gênero Cephalotes (Hymenoptera, Formicidae) e da presença e frequência do endossimbionte Wolbachia

As formigas do gênero Cephalotes, rapidamente identificadas por suas operárias polimórficas de cutícula resistente e cabeça achatada possuem seu sucesso ecológico creditado à sua dieta predominantemente generalista e nidificação em cavidades pré-existentes de troncos de árvores. Possuem hábitos exclusivamente arborícolas e ocorrem nos trópicos e subtrópicos do Novo Mundo possuindo ampla distribuição geográfica. O grupo apresenta uma interessante associação com microorganismos. No presente trabalho foi feita a caracterização molecular e estudo de relações filogenéticas do gênero através da amplificação e sequenciamento de fragmento do gene 28S do DNA Nuclear de três populações localizadas em Rio Claro-SP e São José do Rio Preto-SP de duas espécies de Cephalotes: C. pusillus e C. clypeatus. Também foi feito o levantamento da ocorrência e frequência do endossimbionte Wolbachia em sete populações de Cephalotes localizadas em São José do Rio Preto-SP, Guaraci-SP, São Carlos-SP, Araraquara-SP, Delfinópolis-MG e Rio Claro-SP; abrangendo três espécies: C. pusillus, C. clypeatus e C. atratus. Esse levantamento foi realizado com a utilização de ferramentas moleculares para a análise do gene codificador da proteína de superfície de membrana do endossimbionte, o wsp. Para analises de filogenia e também do endossimbionte, foi realizada a extração do DNA total de operárias, a amplificação do gene através da técnica de PCR utilizando os primers já estabelecidos e em seguida, as amostras foram sequenciadas pelo método de Sanger. Os resultados obtidos mostraram relações monofiléticas dentro da subfamília Myrmicinae, a qual pertence o gênero Cephalotes. As análises do gene 28S trouxeram resultados otimistas no estudo da caracterização molecular do grupo. Os resultados da analise do endossimbionte corroboraram com estudos anteriores com outras espécies do gênero Cephalotes, onde ocorreu alta...

Caracterização molecular do gênero Cephalotes (Hymenoptera, Formicidae) e da presença e frequência do endossimbionte Wolbachia

As formigas do gênero Cephalotes, rapidamente identificadas por suas operárias polimórficas de cutícula resistente e cabeça achatada possuem seu sucesso ecológico creditado à sua dieta predominantemente generalista e nidificação em cavidades pré-existentes de troncos de árvores. Possuem hábitos exclusivamente arborícolas e ocorrem nos trópicos e subtrópicos do Novo Mundo possuindo ampla distribuição geográfica. O grupo apresenta uma interessante associação com microorganismos. No presente trabalho foi feita a caracterização molecular e estudo de relações filogenéticas do gênero através da amplificação e sequenciamento de fragmento do gene 28S do DNA Nuclear de três populações localizadas em Rio Claro-SP e São José do Rio Preto-SP de duas espécies de Cephalotes: C. pusillus e C. clypeatus. Também foi feito o levantamento da ocorrência e frequência do endossimbionte Wolbachia em sete populações de Cephalotes localizadas em São José do Rio Preto-SP, Guaraci-SP, São Carlos-SP, Araraquara-SP, Delfinópolis-MG e Rio Claro-SP; abrangendo três espécies: C. pusillus, C. clypeatus e C. atratus. Esse levantamento foi realizado com a utilização de ferramentas moleculares para a análise do gene codificador da proteína de superfície de membrana do endossimbionte, o wsp. Para analises de filogenia e também do endossimbionte, foi realizada a extração do DNA total de operárias, a amplificação do gene através da técnica de PCR utilizando os primers já estabelecidos e em seguida, as amostras foram sequenciadas pelo método de Sanger. Os resultados obtidos mostraram relações monofiléticas dentro da subfamília Myrmicinae, a qual pertence o gênero Cephalotes. As análises do gene 28S trouxeram resultados otimistas no estudo da caracterização molecular do grupo. Os resultados da analise do endossimbionte corroboraram com estudos anteriores com outras espécies do gênero Cephalotes, onde ocorreu alta...

Identification of the sharks of the genus Etmopterus Rafinesque, 1810 (Elasmobranchii: Etmopteridae) from the upper slope of southern Brazil, with comparison between the species E. bigelowi Shirai & Tachikawa, 1993 and E. pusillus Lowe, 1839

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Escorpionismo por Tityus pusillus Pocock, 1893 (Scorpiones; Buthidae) no Estado de Pernambuco

Apresentamos neste trabalho os primeiros relatos de acidente escorpiônico causado pela espécie Tityus pusillus (Buthidae). Os acidentes ocorreram no ambiente doméstico, na área rural situada nas cidades de Paudalho e São Lourenço da Mata, Pernambuco, Brasil. Os dois casos descritos, uma criança e uma mulher grávida, foram classificados como leve e moderado, respectivamente. Os sintomas clínicos apresentados foram distúrbios locais (dor e parestesia) e distúrbios sistêmicos (calafrios, tontura, cefaléia e vômito). Esses registros permitem incluir Tityus pusillus como uma espécie de importância médica no Brasil.