Padrões de atividade da ornitina decarboxilase (ODC) e sua regulação hormonal sob estresse de temperatura em Anastrepha fraterculus (Diptera, Tephritidae)

Ornitina decarboxilase (ODC) (EC 4.1.1.17) é a primeira enzima que desencadeia a síntese das poliaminas putrescina, espermidina e espermina nas células. As poliaminas são cátions alifáticos envolvidos no controle de crescimento e são requeridas para uma variedade de eventos biológicos como síntese de proteína, replicação do DNA e divisão celular. No presente estudo, a atividade da ODC foi medida em ovo, larva, pupa, fêmea jovem e adulta de Anastrepha fraterculus. Durante o desenvolvimento de A. fraterculus, a atividade da ODC apresentou flutuações. Entre os estágios anteriores à emergência, o ovo teve a mais alta atividade específica, provavelmente devido à embriogênese que é caracterizada pela alta taxa de divisão celular. A atividade da ODC foi também altamente significativa em ovários e corpo gorduroso de fêmeas jovens possivelmente devido ao avanço da oogênese e vitelogênese. Parâmetros cinéticos (Km app e Vmax) para atividade da ODC foram determinados em pupa, larva e ovário de fêmeas jovens e apresentaram grande variação. A guanosina trifosfato (GTP) demonstrou afetar grandemente estes parâmetros cinéticos, sugerindo estarem ocorrendo modificações pós-traducionais. Fêmeas jovens (4 dias) de A. fraterculus também foram analisadas quanto ao efeito do estresse de temperatura (6ºC e 20/6ºC) e da aplicação tópica do hormônio juvenil isolados ou em conjunto. . Os principais resultados foram que a concentração de 500 ng e os tempos de incubação de 3, 7 e 18 horas aumentaram a atividade da ODC. As fêmeas mantidas a 6ºC e 20/6ºC tiveram atividade da ODC mais alta do que as fêmeas mantidas a 25ºC. O tempo de incubação de 1 hora com o HJ aumentou a atividade da ODC no tratamento de 6ºC, quando comparado com fêmeas mantidas apenas com o estresse de temperatura sem a adição do hormônio (controle). No entanto, no tratamento das fêmeas mantidas a 20/6ºC, somente os tempos de 3 e 18 horas de incubação com o HJ demonstraram aumento na atividade da ODC quando comparadas com o tempo de incubação de 1 hora e com as fêmeas mantidas sem a adição do hormônio (controle). Os machos não apresentaram diferença na atividade da ODC quando submetidos ao estresse de temperatura de 6ºC, mas as medidas do apódema ejaculatório foram maiores a 25ºC que a 6ºC. Estes resultados podem ser considerados como parte de um processo adaptativo a mudanças ambientais. Por último, observamos que as medidas dos ovários (comprimento e largura) de fêmeas jovens mantidas com o inibidor da ODC, -difluormetilornitina (-DFMO; 50mM) são diferentes significativamente quando comparadas com às medidas das fêmeas controle sem o inibidor. O conjunto desses resultados indica a importância da relação entre ODC, HJ e estresse de temperatura para a A. fraterculus. Como esta mosca é uma das piores pragas para a fruticultura brasileira, estes dados, além de contribuírem para um maior conhecimento de sua biologia básica, poderão também ser usados para a escolha de melhores estratégias de controle populacional.

Atividade diária de dipsadídeos neotropicais

Pós-graduação em Biologia Animal - IBILCE

Adequabilidade ambiental dos biomas brasileiros à ocorrência do lobo-guará (Chrysocyon brachyurus) e efeitos da composição da paisagem em sua ecologia espacial, atividade e movimentação

O lobo-guará é uma espécie de ampla distribuição na América do Sul, tendo no Brasil sua maior área de ocorrência. No entanto, as modificações das áreas naturais principalmente destinadas à agropecuária tornam a espécie vulnerável à extinção. A investigação objetivou conhecer em larga escala a área de distribuição potencial gerada por atributos ambientais favoráveis e áreas adequadas à sua ocorrência nos biomas brasileiros e investigar como a espécie responde à estrutura da paisagem, avaliando os efeitos de ambientes modificados pelo homem na sua ecologia espacial, nos padrões de atividade e na movimentação. Modelos de distribuição de espécie foram gerados pelo Maxent, utilizando uma base de pontos de localização de presença a partir de 2000 para o Cerrado (Ce), Pantanal (Pa), Mata Atlântica (MA) e Pampas (Pp) e um conjunto de onze variáveis ambientais não correlacionadas (topográficas, climáticas e paisagísticas). Para análises de ecologia espacial, das atividades e de movimentação, utilizou-se localizações de telemetria (GPS) de animais habitantes de áreas protegidas (AP), e indivíduos em paisagens modificados (AM). Análises de áreas de vida (AV) foram realizadas utilizando o estimador AKDE e associadas com classificação da paisagem local. Os modelos de distribuição do lobo-guará apresentaram uma área de distribuição potencial de 78% do total dos biomas. Apesar de possuírem grandes proporções de áreas adequadas (Ce, 90%; Pa, 93%; MA, 65% e Pp, 6%), somente um pequeno percentual (4,4% do Ce e 4,7% da MA) possui adequabilidade ambiental acima de 50%. Dos atributos que favorecem sua presença, a altitude (para todos os biomas), a precipitação (Ce e Pa), diferenças de temperatura e uso e cobertura do solo (Ma e Pp) foram os mais importantes. Em nível local, animais apresentaram média de AV de 90Km2 em AP e 41Km2 em AM, uma diferença significativa (p<0,01) com áreas diretamente proporcionais ao percentual de áreas naturais na paisagem. Ainda, apesar dos padrões regulares de atividade não mostrarem grandes mudanças, o período de repouso foi significativamente maior (p<0,01) entre os animais AM (46% do dia) que em animais AP (25% do dia). Lobos-guarás de AP e AM não apresentaram grandes diferenças no deslocamento diário com média geral de 14km caminhados por dia, com comprimentos de passos de 1Km. Diferenças no comprimento de passo foram relacionadas à composição da diversidade de contato de classes da paisagem com a proporção de ambientes naturais no passo (quanto maior as variáveis, maior o passo). Passos menores refletem menor persistência de movimento interferindo no deslocamento diário. Com os resultados desse estudo identificou-se a MA e Pa muito importantes, mas o Ce como bioma mais adequado à espécie. Foram encontrados indícios de que a estrutura de suas AV, o uso da paisagem, as atividades e movimentação são afetados pela paisagem modificada. Isso pode comprometer a viabilidade populacional, interferindo na presença em uma área e refletindo no seu potencial de distribuição. As estratégias de manejo de uso do solo, e a recuperação e conexão de áreas adequadas são urgentes e necessárias para que o lobo-guará permaneça presente e funcional nas paisagens dos biomas brasileiros.

Borboletas no semiárido: sazonalidade e padrões de diversidade de borboletas frugívoras em um ambiente extremo

The spatial and temporal distribution of the population reflects the adjustment of their biological characteristics to environmental conditions and biotic interactions as adaptive and phylogenetic precursors elements. The habitat’s heterogeneity and alternating seasons tend to cause patterns of activity of organisms and species diversity. However, these seasonal and spatial patterns in butterfly communities in dry environments are not yet clear. We studied a community of frugivorous butterflies in ESEC Seridó, in northeastern Brazil, aiming to characterize the guild in semiarid and check the relative contribution of climate and vegetation variables on its composition, diversity and phenofaunistic. The butterflies were sampled monthly during one year, and the distribution of species was associated with structural characteristics of three vegetation types (eg. richness and abundance of tree and shrub species, canopy cover, herbaceous cover, litter) and climatological data (temperature, rainfall and humidity). We captured 9580 individuals of 16 species of butterflies belonging to four subfamilies (Biblidinae, Charaxinae, Nymphalinae and Satyrinae). The richness, abundance and diversity varied in different scales, especially in time, being higher in the rainy season, while the β-diversity and turnover was higher in the dry. The distribution of species mainly followed the changes in humidity, rainfall and vegetation phenology, with no defined boundaries between habitats. The flight period was shared within subfamilies, which should have distinct response to environmental stimuli, as well as respond to the phenology of host plants and have different reproductive strategies. There is even evidence of physiological and behavioral adaptations as seasonal reproduction and aestivation. So there was environmental control over the distribution and diversity of species, with the key role climate Association and vegetation structure in the community of differentiation in the seasons, and the availability and quality of resources on the variation of species abundance in small scales. These results may support the biomonitoring and conservation preserved areas, particularly in environments under human pressure and extreme environmental conditions such as semi-arid.

Phase transitions and nonlinear phenomena in neuronal network models

Communication and cooperation between billions of neurons underlie the power of the brain. How do complex functions of the brain arise from its cellular constituents? How do groups of neurons self-organize into patterns of activity? These are crucial questions in neuroscience. In order to answer them, it is necessary to have solid theoretical understanding of how single neurons communicate at the microscopic level, and how cooperative activity emerges. In this thesis we aim to understand how complex collective phenomena can arise in a simple model of neuronal networks. We use a model with balanced excitation and inhibition and complex network architecture, and we develop analytical and numerical methods for describing its neuronal dynamics. We study how interaction between neurons generates various collective phenomena, such as spontaneous appearance of network oscillations and seizures, and early warnings of these transitions in neuronal networks. Within our model, we show that phase transitions separate various dynamical regimes, and we investigate the corresponding bifurcations and critical phenomena. It permits us to suggest a qualitative explanation of the Berger effect, and to investigate phenomena such as avalanches, band-pass filter, and stochastic resonance. The role of modular structure in the detection of weak signals is also discussed. Moreover, we find nonlinear excitations that can describe paroxysmal spikes observed in electroencephalograms from epileptic brains. It allows us to propose a method to predict epileptic seizures. Memory and learning are key functions of the brain. There are evidences that these processes result from dynamical changes in the structure of the brain. At the microscopic level, synaptic connections are plastic and are modified according to the dynamics of neurons. Thus, we generalize our cortical model to take into account synaptic plasticity and we show that the repertoire of dynamical regimes becomes richer. In particular, we find mixed-mode oscillations and a chaotic regime in neuronal network dynamics.

Caracterização dos neurônios envolvidos na ventilação pulmonar de Megalobulimus abbreviatus (Gastropoda: Pulmonata)

O uso de moluscos gastrópodes para estudos neurobiológicos é vantajoso porque seu sistema nervoso e comportamentos são intermediários em complexidade quando comparados a outros animais. Os padrões de atividade derivados do sistema nervoso central (SNC) são modulados por informações periféricas provenientes de vários quimio e mecanorreceptores, os quais desempenham funções importantes na manutenção da homeostase interna. Assim, juntos, elementos centrais e periféricos permitem ao animal modular seu comportamento respiratório de acordo com suas demandas metabólicas. O objetivo deste trabalho originou-se da necessidade da compreensão da atividade respiratória do caracol pulmonado terrestre Megalobulimus abbreviatus, da identificação dos neurônios do sistema nervoso central envolvidos no seu controle, bem como da organização da inervação de uma estrutura-chave envolvida no comportamento respiratório deste animal, o pneumóstoma. Realizou-se a identificação dos neurônios do SNC que controlam o pneumóstoma através de marcação retrógrada pelo nervo parietal posterior direito com cloreto de cobalto e biocitina; a descrição da morfologia e da histologia da região do pneumóstoma, assim como a análise da presença de monoaminas (método do ácido glioxílico), atividade acetilcolinesterásica (AChE, técnica de Karnovsky & Roots) e de imunorreatividade a FMRF-amida (imunoistoquímica) nesta região. Também foi realizada a investigação sobre uma provável relação entre o sistema dopaminérgico, serotoninérgico e peptidérgico (FMRF-amida) com os neurônios identificados por marcação retrógrada nos gânglios nervosos centrais, através da comparação entre os neurônios retrogradamente marcados com neurônios imunorreativos à tirosina hidroxilase (TH), serotonina (5-HT) e FMRF-amida. Neurônios retrogradamente marcados foram encontrados nos gânglios pedais, pleural direito, parietal direito e visceral. Encontrou-se na superfície do tegumento do pneumóstoma um epitélio constituído de uma única camada de células cilíndricas, com microvilosidades ou cílios como terminação apical, envolvido por uma camada muscular bem desenvolvida. Foi possível verificar que a organização da inervação na região do pneumóstoma está constituída de uma rede neural para suprir a camada muscular e ramos neurais mais finos que estão mais densamente distribuídos em um plexo na camada epitelial e subepitelial adjacente, onde corpos celulares neuronais foram identificados (catecolaminérgicos ou com atividade AChE). A análise do padrão de inervação do pneumóstoma, juntamente com os dados da comparação entre neurônios retrogradamente marcados e imunorreativos no SNC, permitiu concluir-se que o neuropeptídeo FMRF-amida parece ter uma grande importância na regulação motora da região do pneumóstoma, assim como a 5-HT, que provavelmente possui uma função motora ou modulatória nesta região, enquanto que a participação da dopamina no controle respiratório deve ser principalmente sensorial, responsável pelas informações provindas do tegumento do pneumóstoma.

Relações entre barreiros e a fauna de vertebrados no nordeste do Pantanal, Brasil

Os barreiros são áreas de depressões, com pouca cobertura vegetal e solos úmidos, visitadas por muitos animais. O consumo de solo (geofagia) nestes locais é reconhecido para várias espécies de vertebrados em diversas regiões do mundo, sugerindo que os barreiros sejam importantes componentes do hábitat desses organismos. Na Amazônia e no Pantanal, estes lugares são muito procurados por populações humanas tradicionais para a caça. Assim, o conhecimento sobre o uso destas áreas pela fauna é importante para o delineamento de estratégias conservacionistas. A intensidade e horários preferenciais de uso de oito barreiros por vertebrados foram avaliados através de armadilhas fotográficas na Reserva Particular do Patrimônio Natural SESC-Pantanal, nordeste do Pantanal brasileiro. As amostragens foram realizadas durante as estações seca e cheia do ano de 2005. Durante 7375 horas de amostragem, foram registradas 24 espécies de mamíferos, 11 de aves e 2 de répteis utilizando os barreiros de alguma forma. Em 14 destas espécies a geofagia foi documentada, sendo a forma de uso predominante. Este comportamento foi registrado para a cutia (Dasyprocta azarae), o bugio-preto (Alouatta caraya), ungulados (Tayassu pecari, Tapirus terrestris, Pecari tajacu, Sus scrofa, Mazama americana e M. gouazoubira), cracídeos (Penelope ochrogaster, Pipile pipile, Crax fasciolata e Ortalis canicolis) e pombas (Leptotila sp. e Claravis pretiosa). Carnívoros, como a onça-parda (Puma concolor) e a jaguatirica (Leopardus pardalis), visitam estas áreas provavelmente devido à grande concentração de presas. O queixada (T. pecari) e a anta (T. terrestris) foram as espécies que mais utilizaram os barreiros. Os horários preferenciais de uso, em geral, são semelhantes aos padrões de atividade conhecidos para as espécies. A composição de espécies e intensidade de uso foram diferentes entre os barreiros avaliados e entre as estações. Barreiros pequenos apresentaram menor riqueza de espécies e índice de uso mais baixo, parâmetros que foram mais altos na seca em comparação à estação cheia. Diversos fatores, relativos aos barreiros e/ou aos organismos envolvidos, podem estar associados a estas variações. Fatores como tamanho dos barreiros, composição química e estrutural do solo, composição e arranjo da paisagem de entorno, relações dos organismos com esta paisagem e relações intra e interespecíficas podem estar atuando isoladamente ou em sinergismo. Uma das espécies mais freqüentes nos barreiros foi a anta (T. terrestris), um ungulado capaz de responder à heterogeneidade de paisagens em um amplo espectro de escalas. Análises foram realizadas com o objetivo de avaliar se os barreiros, unidades de hábitat em uma escala refinada, são importantes elementos na paisagem para a predição da distribuição local dessa espécie na área da RPPN SESC-Pantanal. Correlações entre a intensidade de uso de oito barreiros por T. terrestris e a composição da paisagem de entorno em diferentes escalas foram realizadas. As probabilidades de ocorrência de antas, obtidas através de um modelo de distribuição potencial a partir da composição da paisagem em áreas de diferentes tamanhos centradas nos barreiros, também foram correlacionadas com a intensidade de uso dos barreiros pela espécie. Áreas com composição da paisagem similar apresentaram diferentes intensidades de uso dos barreiros e locais com reduzida probabilidade de ocorrência de antas apresentaram elevada intensidade de uso, indicando que os barreiros são unidades discretas da paisagem relevantes para a geração de modelos de ocorrência potencial de T. terrestris na região. Considerando estes resultados, os barreiros no nordeste do Pantanal podem ser reconhecidos como importantes unidades de hábitat para diversas espécies de vertebrados. Estratégias conservacionistas locais e regionais, como o zoneamento da RPPN SESC-Pantanal e projetos de manejo e sustentabilidade de caça em reservas extrativistas, devem considerar estas informações para uma maior efetividade.

Estudo da topologia de redes de conexão funcional no córtex sensorial primário e hipocampo durante o sono de ondas lentas

Complex network analysis is a powerful tool into research of complex systems like brain networks. This work aims to describe the topological changes in neural functional connectivity networks of neocortex and hippocampus during slow-wave sleep (SWS) in animals submited to a novel experience exposure. Slow-wave sleep is an important sleep stage where occurs reverberations of electrical activities patterns of wakeness, playing a fundamental role in memory consolidation. Although its importance there s a lack of studies that characterize the topological dynamical of functional connectivity networks during that sleep stage. There s no studies that describe the topological modifications that novel exposure leads to this networks. We have observed that several topological properties have been modified after novel exposure and this modification remains for a long time. Major part of this changes in topological properties by novel exposure are related to fault tolerance

Caracterização da frequência de atividades aéreas do golfinho-rotador, Stenella longirostris (Gray, 1828), na Baía dos Golfinhos do Parque Nacional Marinho de Fernando de Noronha

The aerial activities, leaps and slaps with parts of the body in the surface of water, are part of the behavioral repertoire of several species of cetaceans. Among them, the spinner dolphin, Stenella longirostris, shows greater diversity in such behavior. For the spinner dolphins of Fernando de Noronha, the aerial activities are classified as vertical and horizontal, with eight patterns to be noted (tail slap, head slap, motor boating, partial leap, leap, spin, tail over head and tail over head with spin) discriminated between these categories. Such behaviors can be used as a parameter to identify behavioral changes, as well as patterns of daily and seasonal activity. In this manner, this study aimed to characterize the frequency in performance of such activity while the dolphins were within the Dolphin Bay of Fernando de Noronha, and verify possible daily and seasonal hourly fluctuations on such behaviors. The data analyzed in this study was acquired during the period of January 2006 through December 2010, totaling 1431 days of observation from land set point, with 113027 aerial activities registered, daily average of 72,27 (SD=96,10). During 5478h and 54 min of observation the horizontal aerial activity was the most observed and rotation was the most executed pattern. Greater frequency of execution of aerial activity was observed in adults, but for both adults and calves, was observed a predominance of horizontal activities, with spin being the pattern most executed. Positive correlation was observed between the amount of aerial activity performed and the number of animals inside the Bay. Hourly daily fluctuation was observed in the expression of aerial activities by spinner dolphins, and was observed a peak of activity between 8h and 8h59min for the overall frequency relative of aerial activities, as well as for the categories and patterns. Seasonal differences were observed between the rainy and dry season with the greater amount of activity being observed during the rainy season. Nevertheless, the same profile of frequency relative of aerial activity was observed in both seasons with the peak amount being during the same period. When discriminated the aerial activities in categories and patterns, for both seasons, there was a similar pattern of hourly fluctuation; for most of parameters, higher frequency relative of execution of aerial activity remain between 8h and 8h59min

Herpetofauna em uma área de Floresta Atlântica na Ilha Anchieta, município de Ubatuba, sudeste do Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Pampean lizard assemblage from subtropical Brazil: a temporal analysis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Biologia reprodutiva de três espécies de serpentes da Família Viperiade da região neotropical

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

Dados ecológicos da herpetofauna do Parque Estadual da Ilha Anchieta, Ubatuba, São Paulo, Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Alimentação de peixes na plataforma continental externa e talude superior na região sudeste-sul do Brasil

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBRC