Filogenia molecular, evolução de características morfológicas, variabilidade populacional, biogeografia e metabolômica comparativa: rumo a uma biologia integrativa para o gênero Mycale Gray, 1867 (Porifera)

O objetivo desta tese foi abordar a diversidade de Mycale Gray, 1867 sob um ponto de vista multidisciplinar. No Capítulo 1 foram realizadas reconstruções filogenéticas supra- e subgenéricas com base em dados moleculares, utilizando os marcadores 16S, 28S e cox1, a fim de estabelecer uma hipótese evolutiva para o grupo. No capítulo 2 são realizadas reconstruções ancestrais das características morfológicas do gênero dada a hipótese filogenética estabelecida no capítulo anterior, além de determinar limites na variação morfológica das anisoquelas tipo I por meio de análises morfométricas e estimar o padrão evolutivo das dimensões dos principais tipos espiculares de Mycale. No Capítulo 3 foi estimada a variabilidade genética do complexo Mycale (Carmia) microsigmatosa Arndt, 1927 por meio de análise de haplótipos do gene 16S do RNA ribossomal mitocondrial, além de correlacionar a sua variabilidade morfológica, estimada por meio de dimensões espiculares, com fatores genéticos e geográficos. No Capítulo 4 foram estabelecidas hipóteses biogeográficas para Mycale por meio de análise de três itens tendo como base as reconstruções filogenéticas moleculares e também foram determinados padrões de distribuição geográfica do gênero a partir da ocorrência de espécies em áreas de endemismo. Por fim, no Capítulo 5, os perfis metabólicos de três espécies do gênero Mycale foram obtidos por espectroscopia de ressonância magnética nuclear dos núcleos de hidrogênio (RMN 1H) e comparados estatisticamente, além de suas similaridades terem sido contrastadas com suas relações filogenéticas e suas diferenças entre grupos de indivíduos metabolicamente relacionados determinadas.

Construcción de una filogenia molecular para las especies de los géneros Klebsiella y Raoultella basada en los genes ARNr 16S y ARN polimerasa subunidad

Las bacterias de los géneros Raoultella y Klebsiella son patógenos oportunistas para las cuales no existe un sistema uniforme de clasificación taxonómica internacional. En el presente estudio se propone una filogenia molecular basada en el gen ribosomal 16S (ADNr 16S) y el gen codificante de la subunidad de la ARN polimerasa (rpoB) de los géneros Klebsiella y Raoultella con el fin de establecer relaciones evolutivas entre dichos géneros. Los resultados evidencian una agrupación acorde con la taxonomía y las propiedades bioquímicas características, reportadas en el Genbank. Se estableció una bifurcación en los árboles, lo cual confirma la separación de los géneros Klebsiella y Raoultella. Adicionalmente, se confirmó el carácter polifilético de K. aerogenes por el gen ADNr 16S y la agrupación de R. terrigena y K. oxytoca de acuerdo con el gen rpoB. La comparación entre los árboles obtenidos permitió determinar relaciones evolutivas entre las especies, a partir de los genes evaluados, lo cual refleja cambios aparentes a nivel taxonómico y corrobora la importancia del análisis a nivel de multilocus. Este tipo de estudios permite monitorear la estabilidad de los genotipos microbianos sobre la escala temporal y espacial, mejorar la precisión de las anotaciones taxonómicas (mejor descripción de taxones o subdivisiones genéticas) y evaluar la diversidad genética y adaptabilidad en términos de virulencia o resistenciaa drogas.

Filogenia molecular, taxas evolutivas, tempo de divergência e herança organelar em Passiflora L. (Passifloraceae)

Passiflora é um gênero neotropical que apresenta uma grande variabilidade floral e foliar, o que dificulta enormemente sua classificação taxonômica. A característica mais marcante do gênero é a corona de filamentos em suas flores. Para melhor entender a taxonomia de Passiflora, foram analisadas sete regiões de seu DNA, englobando os genomas plastidial, mitocondrial e nuclear de 104 espécies. Essas espécies incluem 19 dos 23 subgêneros da classificação morfológica antiga e todos os quatro subgêneros da classificação mais recente, também baseada em caracteres externos. Os resultados corroboraram a proposta mais recente, que divide o gênero em quatro subgêneros (Astrophea, Decaloba, Deidamioides e Passiflora), com a adição de mais um, Tryphostemmatoides. Os três subgêneros com o número de espécies mais representativo (Astrophea, Decaloba e Passiflora) formam grupos monofiléticos estatisticamente bem fundamentados. No entanto, Deidamioides não é monofilético em todas as análises e marcadores, enquanto que Tryphostemmatoides é representado por apenas uma espécie. Foram também estudadas as prováveis datas de surgimento de Passiflora e sua diversificação nos três principais subgêneros, através do estudo de quatro regiões do DNA, englobando também os três genomas, em 70 espécies. Verificou-se que o gênero Passiflora deve ter aparecido há cerca de 42 milhões de anos atrás (Ma); Decaloba parece ter sido o primeiro subgênero a se estabelecer (35 Ma), enquanto que os subgêneros Astrophea e Passiflora devem ter se diversificado há 24 Ma Estes dois subgêneros parecem ter tido uma radiação rápida em comparação a Decaloba, que possui árvores filogenéticas com comprimentos dos ramos significativamente maiores que os outros dois. As adaptações morfológicas a diferentes polinizadores devem ter sido as principais responsáveis pela radiação rápida. A herança organelar de dois subgêneros, Decaloba e Passiflora, foi investigada através de um e quatro híbridos interespecíficos, respectivamente. A herança foi estritamente materna para a mitocôndria e o cloroplasto em Decaloba, enquanto que no subgênero Passiflora ocorreu herança materna para o DNA mitocondrial e paterna para o DNA plastidial. Esses resultados reforçam os dados obtidos pela filogenia, no que se refere à diferenciação e diversificação dos subgêneros, pois há evidências de que a herança materna dos cloroplastos seja ancestral em plantas.

Filogenia molecular de fungos gasteroides das ordens Phallales e Geastrales (Phallomycetidae)

Gasteroids fungi are characterized by the basidiospores maturation inside the basidioma, from which spores liberation occurs in a passive manner. These fungi were once seen as a well definite class of Basidiomycota, but nowadays they are considered an artificial assemblage, because the organisms have independent evolutionary histories forming a polyphyletic group with a vast morphological variety. Despite their diversity, studies with this group in the tropics are incipient, and the phylogenetic relationships of the species from temperate climate remain unknown. Thus, this work aimed to elucidate the phylogenetic relationships of gasteroids fungi from the Geastrales and Phallales orders, with the inclusion of tropical and temperate species, and with these analyses suggest a systematic position of species like Aseroë floriformis and Phallus roseus, as well as to verify if the lignicolous habit can indicate parental relationship in the Geastrum genus. For this, basidiomata were collected at Atlantic rain forest areas, during the rainy season, and the specimen identification followed specific literature for gasteroid fungi. The phylogenetic analyses were performed with Maximum Parsimony and Bayesian Analysis, making use of RPB2 and 28S nuclear genes and atp6 mitochondrial gene. It could be observed on the Phallales dendogram, that Aseroë floriformis did not cluster with A. rubra, and that it has an anterior divergence from all others species of the family Clathraceae used in this analysis, assuming a basal position in the clade. Phallus roseus, which once was recognized as Itajahya, has previous divergence from the group formed by Phallus species. At the Geastrales dendogram, in the group corresponding to Geastrum genus, it could be observed that species with lignicolous habitat clustered in a clade with high support values. So, the results suggest the creation of a new genus to accommodate A. floriformis, and the revalidation of Itajahya, as well as it can be affirmed that the lignicolous habitat on the Geastrum genus in fact indicates parental relationships, and that it has arised only once at the evolutionary history of the genus

Filogenia molecular de cianobactérias baseada em sequências do 16S-23S-ITS rDNA e PC-IGS: investigação de transferência lateral do PC

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

Filogenia molecular de Atta sexdens (Myrmicinae : Attini) e investigação de pseudogenes em formigas da tribo Attini

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Filogenia molecular dos xenarthra (Mammalia): análise do grupo cingulata a partir de sequências nucleotídicas do gene mitocondrial rRNA 16S

Os Xenarthra são o grupo de mamíferos que inclui os tatus, os tamanduás e as preguiças. A América do Sul serviu de cenário para a história natural do grupo que, somente no fim do Cenozóico, dispersou-se para a América Central e, com uma perda de variedade, chegou à América do Norte e à algu-mas ilhas do Caribe. Trinta e uma espécies estão descritas dentro da linha-gem dos Xenarthra. Elas estão classificadas em 13 gêneros, quatro famílias (Bradypodidae, Megalonychidae, Myrmecophagidae e Dasypodidae) e duas ordens (Cingulata e Pilosa). A filogenia deste grupo tem sido alvo de diver-sas pesquisas que analisaram tanto dados morfológicos, quanto moleculares. Delsuc et al. (2003) analisaram seqüências de genes mitocondriais e nucleares e confirmaram a monofilia das três subfamílias (Dasypodinae, Euphacti-nae e Tolypeutinae) inclusas na família Dasypodidae. Delsuc et al. (2003) geraram a seguinte árvore: (((Bradypus, Choloepus)100, ((Myrmecophaga, Tamandua)100, Cyclopes)100), ((D. kappleri, D. novemcinctus)100, (Toly-pentes, (Priodontes, Cabassous)54)100, (Zaedyus, (Euphractus, Chaetophrac-tus)60)100)). Gaudin (2005) apresentou um trabalho que reviu e ampliou as análises morfológicas apresentadas até então, concluindo que os tatus atu-ais estão divididos em dois grupos, um mais basal (Dasypodinae) e outro mais derivado (Euphractinae), de acordo com o seguinte arranjo: (Bradypus, Tamandua), (Dasypus, (Priodontes, (Cabassous, (Tolypeutes, (Euphractus, Chaetophractus, (Zaedyus, Chlamyphorus)42)36)72)72)40)85). Neste traba-lho utilizou-se parte do gene mitocondrial rRNA 16S de 12 táxons atu-ais de Xenarthra para analisar a filogenia do grupo através do critério de máxima verossimilhança. Nossos resultados são apresentados analisando-se o gene 16S e analisando o banco de dados do 16S mais o de Delsuc et al. (2003). Nas duas situações, as filogenias apresentadas apóiam os resulta-dos de Delsuc et al. (2003): (Bradypus, (Choloepus, ((Cyclopes, (Myrme-cophaga, Tamandua)100)100, (Dasypus, (((Cabassous, Priodontes)68, Toly-peutes)100,((Chaetophractus, Euphractus)65, Zaedyus)100)100)100)100)100). Uma melhora nos valores de bootstrap nos ramos dentro das sub-famílias da família Dasypodidae é percebida em relação ao trabalho de Delsuc et al. (2003). Acreditamos que Elementos de Transposição do tipo (LINES) são os marcadores moleculares mais adequados para confirmar o arranjo obtido com as seqüências de genes mitocondriais e nucleares.

Filogenia molecular e taxonomia do grupo Anolis chrysolepis Duméril & Bibron, 1837 (Squamata, Polychrotidae)

A Amazônia é considerada a maior floresta tropical contínua do mundo e diversos mecanismos têm sido propostos para tentar explicar a sua alta diversidade biológica. Um dos mecanismos mais discutidos desde sua proposição é a hipótese dos Refúgios, que se baseia na retração da floresta em períodos mais secos, isolando a fauna de florestas em refúgios imersos em uma matriz de vegetação aberta. Essas retrações e subseqüentes expansões em períodos mais mésicos provocariam a interrupção do fluxo gênico entre as populações isoladas e poderiam gerar especiação. Contudo, estudos moleculares recentes indicam que a diversificação de espécies de vertebrados de florestas tropicais provavelmente precede o período pleistocênico, originalmente indicado na hipótese dos Refúgios como o período em que esses eventos teriam ocorrido. A espécie politípica Anolis chrysolepis, juntamente com Anolis bombiceps, foi previamente estudada como um típico exemplo de diversificação gerada pelas flutuações climáticas do Pleistoceno, embora estudos posteriores tenham domonstrado a presença de grande divergência molecular entre parte das subespécies, indicando uma separação mais antiga desses táxons e levantando o questionamento sobre seu status taxonômico. Utilizamos o gene mitocondrial ND2 para investigar as relações filogenéticas entre as subespécies de Anolis chrysolepis e os táxons determinados em estudos anteriores como mais próximos a elas. Além disso, a sua morfologia e o seu status taxonômico foram revisados, a fim de verificar a congruência entre os dados morfológicos e moleculares, determinando se os táxons previamente reconhecidos morfologicamente são espécies válidas. Com base nos dois conjuntos de dados, nós elevamos as cinco subespécies do grupo Anolis chrysolepis ao status de espécies, diagnosticamos cada uma delas com comentários sobre as principais diferenças morfológicas entre as espécies irmãs e fornecemos novos dados de distribuição.

Filogenia molecular da família Dipsadidae (serpentes : Colubroidea)

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBRC

Filogenia molecular das enzimas isocitrato liase e malato sintase e sua evolução em Viridiplanta

The plant metabolism consists of a complex network of physical and chemical events resulting in photosynthesis, respiration, synthesis and degradation of organic compounds. This is only possible due to the different kinds of responses to many environmental variations that a plant could be subject through evolution, leading also to conquering new surroundings. The glyoxylate cycle is a metabolic pathway found in glyoxysomes plant, which has unique role in the seedling establishment. Considered as a variation of the citric acid cycle, it uses an acetyl coenzyme A molecule, derived from lipids beta-oxidation to synthesize compounds which are used in carbohydrate synthesis. The Malate synthase (MLS) and Isocitrate lyase (ICL) enzyme of this cycle are unique and essential in regulating the biosynthesis of carbohydrates. Because of the absence of decarboxylation steps as rate-limiting steps, detailed studies of molecular phylogeny and evolution of these proteins enables the elucidation of the effects of this route presence in the evolutionary processes involved in their distribution across the genome from different plant species. Therefore, the aim of this study was to establish a relationship between the molecular evolution of the characteristics of enzymes from the glyoxylate cycle (isocitrate lyase and malate synthase) and their molecular phylogeny, among green plants (Viridiplantae). For this, amino acid and nucleotide sequences were used, from online repositories as UniProt and Genbank. Sequences were aligned and then subjected to an analysis of the best-fit substitution models. The phylogeny was rebuilt by distance methods (neighbor-joining) and discrete methods (maximum likelihood, maximum parsimony and Bayesian analysis). The identification of structural patterns in the evolution of the enzymes was made through homology modeling and structure prediction from protein sequences. Based on comparative analyzes of in silico models and from the results of phylogenetic inferences, both enzymes show significant structure conservation and their topologies in agreement with two processes of selection and specialization of the genes. Thus, confirming the relevance of new studies to elucidate the plant metabolism from an evolutionary perspective

Filogenia molecular do gênero Morganella Zeller (Fungi, Basidiomycota) utilizando marcadores ITS

With the development and improvement of techniques for molecular studies and their subsequent application to the systematic, significant changes occurred in the classification of gasteroid fungi. The genus Morganella belongs to the family Lycoperdaceae, and is characterized mainly by lignicolous habit and presence of paracapilicium. Recent data demonstrate the discovery of new species for the group and the existence of a wide variety of species occurring in tropical ecosystems. However, the phylogenetic relationships of the genus, as well as the taxonomic classification, still require revisions to be better understood, the literature studies that address this issue are still very scarce. Thus, the objective of this study was to conduct studies of molecular phylogeny with species of the genus Morganella, to enhance understanding of the phylogeny of the group by including tropical species data. For this, the specimens used both for DNA extractions as for morphological review were obtained from Brazilian and foreign herbaria. For morphological analysis were observed characters relevant to the group's taxonomy. For phylogenetic analysis the Maximum Parsimony and Bayesian Analyzes were used, using the internal transcribed spacer (ITS) of nuclear ribosomal DNA. In phylogenetic analyzes, representatives from Morganella form a monophyletic clade with good support value and based on these results the genus should not be included as subgenus of Lycoperdon. The analysis indicated that M. pyriformis was not grouped with other representatives of Morganella, and therefore should not be included in the group as representative of Apioperdon subgenus because it is a Lycoperdon representative. Moreover, M. fuliginea, M. nuda, M. albostipitata, M. velutina, M. subincarnata are grouped with high support values within the genus Morganella. Morganella arenicola based on morphological and molecular studies does not aggregate in Morganella. Morganella nuda was grouped with M. fuliginea giving indications that can be treated as an intraspecific variation. The results of the analyzes favor to a better understanding of the species of Morganella. However, additional studies using a greater number of species, as well as other molecular markers are needed for a better understanding of the phylogenetic of Morganella.

Filogenia molecular do gênero Sicalis (passeriformes, aves) : enfoque na filogeografia do canário-da-terra (Sicalis flaveola)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ciências Fisiológicas, Programa de Pós Graduação em Biologia Animal, 2015.

Filogenia y genética poblacional del género Androcymbium (Colchiceae)

En este trabajo se ha estudiado el género Androcymbium (Colchicaceae) a dos niveles: macro- y micro- evolutivo. A nivel microevolutivo se ha obtenido que para las especies de Sudáfrica oriental la componente interpoblacional es muy importante para explicar la distribución de la variabilidad genética, igual que en Sudáfrica occidental. Para las especies de Namibia, la componente mas importante es la intrapoblacional, igual que en el norte de África. A nivel macroevolutivo se ha obtenido que el origen del género se sitúa en Sudáfrica occidental, datándose en 11,22 ma. Este género ha resultado ser parafilético, dada la aparición conjunta en un mismo clado de especies de Androcymbium y Colchicum, y las especies del norte de África derivan de un taxa de Namibia que llegó a la cuenca Mediterránea a principios del Plioceno gracias a la formación de un corredor árido entre las zonas áridas del suroeste y este de África.

Molecular phylogeny, morphology and their implications for the taxonomy of Eriocaulaceae

Eriocaulaceae é uma família pantropical com dez gêneros e cerca de 1.400 espécies, com centro de diversidade no Novo Mundo, especialmente no Brasil. A última revisão da família foi publicada há mais de 100 anos, e até recentemente, as relações genéricas e infra-genéricas ainda eram pouco resolvidas. Entretanto, tem havido nos últimos 30 anos, um grande esforço por parte de pesquisadores brasileiros para preencher as lacunas existentes, utilizando caracteres morfológicos e anatômicos, complementados por dados adicionais de diferentes fontes, como palinologia, química, embriologia, genética de populações, citologia e, mais recentemente, estudos de filogenia molecular. Tal conjunto de dados tem levado a uma re-avaliação do relacionamento filogenético dentro da familia. Neste trabalho são apresentados novos dados para as regiões de ITS e trnL-F, analisadas separadamente e em combinação, usando máxima parcimônia e inferência Bayesiana. Os dados obtidos confirmam resultados já publicados, e mostram que muitos caracteres tradicionalmente usados para diferenciação e circunscrição dos gêneros dentro da família são homoplásicos. Uma nova descrição e chave genérica para a família, utilizando caracteres de várias fontes são apresentadas, refletindo a taxonomia atual das Eriocaulaceae.

Análise molecular em morcegos do gênero Artibeus Leach, 1821 (Chiroptera, Phyllostomidae) a partir de espécimes depositados em coleção científica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)