A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Esta Tese possui dois enfoques como objetivo geral. Primeiramente, nossos dados contribuem para o conhecimento do padrão de evolução do elemento de transposição micropia dentro do gênero Drosophila, também verificando a atuação desses elementos como fonte de variabilidade genética. Em segundo lugar geramos dados citogenéticos e moleculares inéditos a respeito de espécies do grupo cardini de Drosophila, bastante freqüente nas assembléias de Drosophilidae na região Neotropical e que havia sido muito pouco estudado do ponto de vista genético até então. Com isso, no Capítulo II verificamos a presença e a alta similaridade de sequências deste retroelemento em diferentes populações de D. cardinoides, D. neocardini e D. polymorpha. Ainda, quando comparadas com a sequência presente em uma espécie do grupo repleta, D. hydei, as sequências daquelas três espécies também apresentaram alta similaridade (97%). O grupo repleta e o grupo cardini do gênero Drosophila parecem ter divergido há 45 milhões de anos atrás. Portanto, para explicar os dados obtidos sugerimos a atuação de transmissão horizontal entre as espécies analisadas. Ampliando as análises, no Capítulo III a presença de micropia foi identificada nas demais espécies do grupo cardini com exceção das espécies do grupo que apresentam distribuição geográfica restrita às ilhas caribenhas. As comparações com sequências presentes em outras espécies do grupo repleta, assim como nos 12 genomas de espécies do gênero Drosophila disponíveis em bancos de dados públicos, verificamos que a história evolutiva do elemento micropia provavelmente inclui polimorfismo ancestral e transmissão tanto vertical quanto horizontal com mecanismos de introgressão entre as espécies potencialmente atuando na geração desses padrões. 11 Com a finalidade de estudar a possível atuação deste retroelemento como fonte de variabilidade genética através da geração de inversões nas espécies do grupo cardini, o primeiro passo foi a identificação de potenciais sítios de inserção nos cromossomos politênicos dessas espécies. No Capítulo IV estimamos o número de cópias de micropia no genoma de seis espécies do grupo cardini (D. cardini, D. cardinoides, D. neocardini, D. neomorpha, D. parthenogenetica e D. polymorpha) verificando que varia entre seis e 18 cópias. Ainda, observamos a presença de potenciais cópias em pontos de quebra para inversões cromossômicas em três espécies. No Capítulo IV discutimos o significado desses dados com base nos dados já obtidos para outras espécies. O polimorfismo cromossômico dos cromossomos politênicos e a análise comparada dessas estruturas para as seis espécies do grupo cardini previamente citadas, foi estudado no Capítulo V. Neste capítulo identificamos a presença de uma inversão nas populações estudadas de D. cardini e D. neocardini, duas inversões nas populações de D. cardinoides e D. parthenogenetica e quatro inversões nas populações de D. polymorpha. Das 10 inversões identificadas, sete são descritas pela primeira vez neste capítulo. Nenhuma inversão heterozigota foi encontrada na população de D. neomorpha aqui analisada, portanto apresentando um padrão homocariotípico. Ainda no Capítulo V apresentamos os primeiros fotomapas para as espécies D. cardini e D. parthenogenetica, assim como a reconstrução dos fotomapas das espécies D. cardinoides, D. neocardini e D. polymorpha. Também foi realizada a comparação par a par de cada cromossomo politênico entre todas as espécies com a finalidade de encontrar regiões similares úteis no estabelecimento de relações de parentesco através deste marcador. No Capítulo V esses dados são discutidos baseados no enfoque evolutivo para o grupo cardini. / This Thesis possesses two approaches as mainly objectives. First, our data contribute for the knowledge of the evolutionary pattern of the transposable element micropia in the Drosophila genus, and also to the role of these elements as source of genetic variability. Second, we generate cytogenetic and molecular new data regarding the cardini group species of Drosophila genus; these species are frequent in the Neotropical assemblies of Drosophilidae, and they had been very little studied of the genetic point of view until then. In Chapter II we verify the presence and the high sequence similarity of this retroelement in different populations of D. cardinoides, D. neocardini and D. polymorpha. Furthermore, when these sequences are compared with the sequence present in the genome of a repleta group species, D. hydei, they show also a high similarity (97%) among them. The repleta group and the cardini group of the Drosophila genus seem to have diverged 45 million years ago. Therefore, to explain the obtained data we suggest the action of horizontal transmission events between the species. Extending this analysis, in Chapter III the presence of micropia was identified in other species of the cardini group, with exception of the group species with geographic distribution restricted to the Caribbean islands. The comparisons with sequences present in other species of the repleta group as well as in the 12 Drosophila genomes available in public data bases, we verify that the evolutionary history of the micropia element probably includes ancestral polymorphism, vertical and horizontal transmission with introgression mechanisms among species potentially acting in the generation of this evolutionary pattern. 13 Aiming the analysis of micropia as source of genetic variability through the inversions generation in the cardini group species, the first step was the identification of potential insertion sites in the polytene chromosomes of these species. In Chapter IV we estimate the micropia copies number in the genome of six cardini group species (D. cardini, D. cardinoides, D. neocardini, D. neomorpha, D. parthenogenetica and D. polymorpha) verifying that it varies between six and 18 copies. Furthermore, we observed the presence of copies in the break points of chromosomal inversions for three species. In Chapter IV we argue the meaning of these data on the basis of the data already obtained for other species. The chromosomal polymorphism observed in the polytene chromosomes and the comparative analysis of these structures for the six species of the cardini group previously cited were studied in Chapter V. In this chapter we identified the presence of only one chromosomal inversion in the analyzed populations of D. cardini and D. neocardini, two inversions in the D. cardinoides and D. parthenogenetica populations, and four inversions in the D. polymorpha. From these 10 identified inversions, seven are described for the first time in this chapter. No heterozygous inversion was found in the D. neomorpha population analyzed here, therefore presenting a homokaryotipic pattern. Besides this, in Chapter V we also present the first reference photomaps for Drosophila cardini and D. parthenogenetica, as well as the photomaps reconstruction of D. cardinoides, D. neocardini and D. polymorpha. We also performed a pairwise analysis of the polytene chromosomes between the species aiming to find useful regions for the establishment of evolutionary relationships based in this marker. In Chapter V these data are argued based on evolutionary approaches for the cardini group.

Resumo: A família Drosophilidae teve sua primeira espécie descrita em 1787 quando Fabricius descreveu Musca funebris, que mais tarde foi reclassificada como Drosophila funebris, espécie tipo da família que atualmente é composta por cerca de 4.170 espécies descritas. Os drosofilídeos são popularmente conhecidos como ―mosca da fruta‖, mas além de frutos em decomposição, também podem ser encontrados em flores, guano de morcego, cladódios de cactos, carcaças de insetos e outros animais, fluxos de seiva e material vegetal em decomposição, e em muitos outros recursos. Por estas moscas serem muito abundantes, apresentarem curto ciclo de vida, e serem facilmente coletadas, tornaram-se bons modelos em estudos de genética, e nas décadas mais recentes estão também se tornando bons modelos ecológicos. Embora muito estudadas nos diversos biomas do mundo, poucos estudos foram desenvolvidos nos Campos Sulinos, ambiente que tem sofrido com a degradação em decorrência da agricultura e pecuária no estado do Rio Grande do Sul. Nos últimos anos o bioma Pampa vem recebendo maior atenção do Ministério do Meio Ambiente, com isso espera-se que este seja mais valorizado e receba maior atenção científica, contribuindo para sua conservação. No presente estudo, mostragens sazonais de drosofilídeos foram realizadas em uma área natural, na região do município de Bossoroca (28° 45’024‖S 54° 56’729‖W) entre Abril de 2011 e Abril de 2012, com iscas de banana e recursos naturais encontrados em campo. Nas coletas foram considerados os ambientes de campo aberto, borda e interior das manchas de mata que compõem o Pampa Além do acompanhamento da variação sazonal das populações de Drosophilidae, também foi analisada a variação de medidas de diversidade como, por exemplo, o índice de heterogeneidade de Shannon-Wiener (H’) e o de equitabilidade de Smith-Wilson (Evar),entre campo, borda e interior de mata ao longo das estações. Novas espécies foram propostas para o gênero Rhinoleucophenga: R. pampeana sp. nov., R. missionera sp. nov. e R. pampeana sp. nov. Através de uma ampla revisão da literatura, também foi realizado um levantamento das espécies de Drosophilidae registradas no Bioma Pampa, incluindo toda sua extensão, entre Brasil, Uruguai e Argentina. Como resultado das novas amostragens, Drosophila briegeri Pavan & Breuer, D. fuscolineata Duda, Rhinoleucophenga obesa Loew, R. punctulata Duda, R. subradiata Duda e Zygothrica orbitalis Sturtevant foram pela primeira vez registradas neste bioma, e dentre as mais abundantes estiveram Drosophila simulans Sturtevant, D. willistoni Sturtevant, D. mediopunctata Dobzanhsky & Pavan, D. buzzatii Patterson & Wheeler, D. mercatorum Patterson & Wheeler, D. maculifrons Duda, D. immigrans Sturtevant, D. hydei Sturtevant e Zaprionus indianus Gupta. De uma maneira geral, tanto espécies neotropicais quanto exóticas foram mais concentradas na borda e no interior das manchas de mata, sendo esta tendência influenciada pela variação sazonal. Consequentemente, medidas de diversidade também variaram ao longo das estações entre o campo aberto e o interior das manchas de mata. Logo, a sazonalidade parece ser o principal componente capaz de explicar a variação da diversidade de Drosophilidae no Pampa durante o período amostrado, sendo as manchas de mata fundamentais para a manutenção dessa diversidade. O Pampa brasileiro revelou uma grande riqueza de Drosophilidae, mais do que o dobro dos registros atuais para o Pampa uruguaio e argentino. Apesar disso, os três países apresentam amplas áreas do bioma Pampa ainda totalmente desconhecidas quanto a fauna de Drosophilidae. O conjunto dessas informações ressalta a importância e a necessidade de mais estudos para desvendar a fauna de Drosophilidae no bioma Pampa.

A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Galileo foi identificado em D. buzzatii e classificado como transposon do tipo foldback devido às suas longas IRs (repetições invertidas), que capacitam o elemento a formar uma estrutura secundária que leva a quebras e rearranjos cromossômicos. Evidências indicam que Galileo foi responsável pela geração de três inversões naturais segregantes em populações de D. buzzatii. A descoberta de Galileo em seis das 12 espécies de Drosophila sequenciadas, incluindo a D. willistoni, através de um estudo in silico, foi promissora para a busca de agentes causadores de quebras e rearranjos cromossômicos nesta espécie, que é altamente polimórfica, e em espécies a ela relacionadas. Nesse contexto, o presente estudo foi o primeiro a caracterizar o transposon Galileo em populações naturais de espécies do grupo willistoni de Drosophila. Para a investigação da presença de Galileo foram construídos primers com base na sequência de Galileo encontrada no genoma da linhagem sequenciada (GdH4) de Drosophila willistoni, para amplificar um fragmento do domínio central do elemento, assim como da inferida transposase e de seu domínio THAP. Os fragmentos polimórficos foram clonados e sequenciados para posterior caracterização molecular. O alinhamento das sequências nucleotídicas e de aminoácidos foi obtido no software Muscle com posterior edição no Bio Edit e o programa Gene Doc foi utilizado na tradução das sequências. Foram investigadas as espécies Drosophila willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis e quatro das semiespécies de D. paulistorum (Amazônica, Andino-Brasileira, Interior e Orinocana) do subgrupo willistoni, e D. nebulosa, D. capricorni e D. fumipennis, subgrupo bocainensis, do grupo willistoni, pelas técnicas de PCR e Dot blot. Foi encontrada variabilidade intra e interespecífica no tamanho dos fragmentos amplificados de Galileo, sendo que todas as sequências analisadas são indicativas de cópias defectivas. Foram caracterizadas 22 variantes a partir das sequências obtidas, permitindo a construção de um dendrograma de acordo com a presença ou ausência das variantes no genoma de todas as espécies estudadas por meio do software NTSYSpc 2.1. Os dados resultaram em dois clados bem-definidos: (1) formado pelas quatro semiespécies de D. paulistorum e (2) pelas espécies crípticas D. tropicalis, D. insularis e D. equinoxialis. Drosophila willistoni do subgrupo willistoni, D. sucinea, D. nebulosa e D. capricorni do subgrupo bocainensis, apresentaram variantes exclusivas e, assim, formaram ramos independentes aos dois agrupamentos. Entre todas as espécies crípticas do subgrupo willistoni somente D. willistoni não compartilha qualquer uma das suas quatro variantes. O quadro que emerge de nossos achados é sugestivo de mais de um evento evolutivo, implicando tanto a manutenção por ancestralidade de certas variantes quanto a ocorrência de perdas estocásticas. Além disso, o fenômeno de introgressão, já bem-documentado dentro do subgrupo willistoni, pode ter sido o mecanismo pelo qual tenham sido transferidas sequências de Galileo entre alguns táxons estudados, principalmente entre algumas semiespécies de D. paulistorum. A singularidade de D. willistoni entre as crípticas quanto às diferentes sequências de Galileo em seu genoma, pode ser consequência da presença de elementos quiméricos, uma vez que foi observada a inserção secundária de outros elementos em Galileo de D. buzzatii. Considerando a peculiaridade de Galileo, como gerador de inversões cromossômicas em populações naturais de D. buzzatii, nossos resultados sugerem que Galileo também pode ter desempenhado um papel importante na evolução genômica no grupo willistoni de Drosophila, uma vez que D. willistoni e D. paulistorum apresentam muitos arranjos cromossômicos segregando em suas populações naturais. / Galileo was identified in Drosophila buzzatii and classified as a foldback-like transposon due to its long IRs (inverted repeats), which allow the element to form a secondary structure that leads to breaks and chromosomal rearrangements. Several evidences indicate that Galileo was responsible for the generation of three natural segregating inversions in populations of D. buzzatii. The finding of Galileo in six of the 12 species of Drosophila that were sequenced, including D. willistoni, through an in silico study, is promising for the search of agents that cause chromosomal breaks and rearrangements in this species, that is highly polymorphic, and in related species. Based on this context, this was the first work to characterize the Galileo transposon in natural populations of the willistoni group of Drosophila. To detect the presence of Galileo, we used primers based on the sequence of Galileo found in the genome of the sequenced lineage (GdH4) of Drosophila willistoni, so that a fragment of the central domain of the element is amplified, as well as the putative transposase and its THAP domains. The polymorphic fragments were cloned and sequenced for later molecular characterization. The alignment of the nucleotide sequences and amino acids was obtained in the Muscle software with later edition in the Bio Edit, and the Gene Doc program was used to translate the sequences. We investigated, by PCR and Dot blot, the following species: D. willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis and four semispecies of D. paulistorum (Amazonian, Andean-Brazilian, Interior and Orinocan) of the subgroup willistoni, besides D. nebulosa, D. capricorni and D. fumipennis, subgroup bocainensis, group willistoni. The size variability of the Galileo amplified fragments was intra and interspecific; all the analyzed sequences indicate defective copies. Twenty two variants were identified in the obtained sequences, allowing the construction of a dendrogram based in the presence or absence of the variants in the genomes of all the species studied through the NTSYSpc 2.1 software. The data produced two well-defined clades: (1) formed by the four semispecies of D. paulistorum and (2) by the sibling species D. tropicalis, D. insularis and D. equinoxialis. D. willistoni (subgroup willistoni), D. sucinea, D. nebulosa and D. capricorni (subgroup bocainensis) have exclusive variants of Galileo, forming two independent branches of the two clades. Among all the sibling species of the subgroup willistoni, only D. willistoni does not share any of its four variants. The results of our observations suggest more than one evolutionary event, indicating both the maintenance by ancestrality of some variants and the occurrence of stochastic loss. Besides, the introgression phenomenon, well-documented in the willistoni subgroup, may have been the mechanism through which the Galileo sequences were transferred between some taxons that were studied, specially between some semispecies of D. paulistorum. The uniqueness of D. willistoni among siblings, regarding the different Galileo sequences in its genome, can be a consequence of the presence of quimeric elements, since a secondary insertion of other elements in Galileo of D. buzzatii was observed. Taking into account the Galileo element singularities, as a generator of chromosomal inversions in natural populations of D. buzzati, our findings suggest that Galileo could also have played an important role in the genomic evolution of the Drosophila willistoni group, since D. willistoni and D. paulistorum have many chromosomal rearrangements segregating in their natural populations.

Esta Tese possui dois enfoques como objetivo geral. Primeiramente, nossos dados contribuem para o conhecimento do padrão de evolução do elemento de transposição micropia dentro do gênero Drosophila, também verificando a atuação desses elementos como fonte de variabilidade genética. Em segundo lugar geramos dados citogenéticos e moleculares inéditos a respeito de espécies do grupo cardini de Drosophila, bastante freqüente nas assembléias de Drosophilidae na região Neotropical e que havia sido muito pouco estudado do ponto de vista genético até então. Com isso, no Capítulo II verificamos a presença e a alta similaridade de sequências deste retroelemento em diferentes populações de D. cardinoides, D. neocardini e D. polymorpha. Ainda, quando comparadas com a sequência presente em uma espécie do grupo repleta, D. hydei, as sequências daquelas três espécies também apresentaram alta similaridade (97%). O grupo repleta e o grupo cardini do gênero Drosophila parecem ter divergido há 45 milhões de anos atrás. Portanto, para explicar os dados obtidos sugerimos a atuação de transmissão horizontal entre as espécies analisadas. Ampliando as análises, no Capítulo III a presença de micropia foi identificada nas demais espécies do grupo cardini com exceção das espécies do grupo que apresentam distribuição geográfica restrita às ilhas caribenhas. As comparações com sequências presentes em outras espécies do grupo repleta, assim como nos 12 genomas de espécies do gênero Drosophila disponíveis em bancos de dados públicos, verificamos que a história evolutiva do elemento micropia provavelmente inclui polimorfismo ancestral e transmissão tanto vertical quanto horizontal com mecanismos de introgressão entre as espécies potencialmente atuando na geração desses padrões. 11 Com a finalidade de estudar a possível atuação deste retroelemento como fonte de variabilidade genética através da geração de inversões nas espécies do grupo cardini, o primeiro passo foi a identificação de potenciais sítios de inserção nos cromossomos politênicos dessas espécies. No Capítulo IV estimamos o número de cópias de micropia no genoma de seis espécies do grupo cardini (D. cardini, D. cardinoides, D. neocardini, D. neomorpha, D. parthenogenetica e D. polymorpha) verificando que varia entre seis e 18 cópias. Ainda, observamos a presença de potenciais cópias em pontos de quebra para inversões cromossômicas em três espécies. No Capítulo IV discutimos o significado desses dados com base nos dados já obtidos para outras espécies. O polimorfismo cromossômico dos cromossomos politênicos e a análise comparada dessas estruturas para as seis espécies do grupo cardini previamente citadas, foi estudado no Capítulo V. Neste capítulo identificamos a presença de uma inversão nas populações estudadas de D. cardini e D. neocardini, duas inversões nas populações de D. cardinoides e D. parthenogenetica e quatro inversões nas populações de D. polymorpha. Das 10 inversões identificadas, sete são descritas pela primeira vez neste capítulo. Nenhuma inversão heterozigota foi encontrada na população de D. neomorpha aqui analisada, portanto apresentando um padrão homocariotípico. Ainda no Capítulo V apresentamos os primeiros fotomapas para as espécies D. cardini e D. parthenogenetica, assim como a reconstrução dos fotomapas das espécies D. cardinoides, D. neocardini e D. polymorpha. Também foi realizada a comparação par a par de cada cromossomo politênico entre todas as espécies com a finalidade de encontrar regiões similares úteis no estabelecimento de relações de parentesco através deste marcador. No Capítulo V esses dados são discutidos baseados no enfoque evolutivo para o grupo cardini. / This Thesis possesses two approaches as mainly objectives. First, our data contribute for the knowledge of the evolutionary pattern of the transposable element micropia in the Drosophila genus, and also to the role of these elements as source of genetic variability. Second, we generate cytogenetic and molecular new data regarding the cardini group species of Drosophila genus; these species are frequent in the Neotropical assemblies of Drosophilidae, and they had been very little studied of the genetic point of view until then. In Chapter II we verify the presence and the high sequence similarity of this retroelement in different populations of D. cardinoides, D. neocardini and D. polymorpha. Furthermore, when these sequences are compared with the sequence present in the genome of a repleta group species, D. hydei, they show also a high similarity (97%) among them. The repleta group and the cardini group of the Drosophila genus seem to have diverged 45 million years ago. Therefore, to explain the obtained data we suggest the action of horizontal transmission events between the species. Extending this analysis, in Chapter III the presence of micropia was identified in other species of the cardini group, with exception of the group species with geographic distribution restricted to the Caribbean islands. The comparisons with sequences present in other species of the repleta group as well as in the 12 Drosophila genomes available in public data bases, we verify that the evolutionary history of the micropia element probably includes ancestral polymorphism, vertical and horizontal transmission with introgression mechanisms among species potentially acting in the generation of this evolutionary pattern. 13 Aiming the analysis of micropia as source of genetic variability through the inversions generation in the cardini group species, the first step was the identification of potential insertion sites in the polytene chromosomes of these species. In Chapter IV we estimate the micropia copies number in the genome of six cardini group species (D. cardini, D. cardinoides, D. neocardini, D. neomorpha, D. parthenogenetica and D. polymorpha) verifying that it varies between six and 18 copies. Furthermore, we observed the presence of copies in the break points of chromosomal inversions for three species. In Chapter IV we argue the meaning of these data on the basis of the data already obtained for other species. The chromosomal polymorphism observed in the polytene chromosomes and the comparative analysis of these structures for the six species of the cardini group previously cited were studied in Chapter V. In this chapter we identified the presence of only one chromosomal inversion in the analyzed populations of D. cardini and D. neocardini, two inversions in the D. cardinoides and D. parthenogenetica populations, and four inversions in the D. polymorpha. From these 10 identified inversions, seven are described for the first time in this chapter. No heterozygous inversion was found in the D. neomorpha population analyzed here, therefore presenting a homokaryotipic pattern. Besides this, in Chapter V we also present the first reference photomaps for Drosophila cardini and D. parthenogenetica, as well as the photomaps reconstruction of D. cardinoides, D. neocardini and D. polymorpha. We also performed a pairwise analysis of the polytene chromosomes between the species aiming to find useful regions for the establishment of evolutionary relationships based in this marker. In Chapter V these data are argued based on evolutionary approaches for the cardini group.

Resumo: A família Drosophilidae teve sua primeira espécie descrita em 1787 quando Fabricius descreveu Musca funebris, que mais tarde foi reclassificada como Drosophila funebris, espécie tipo da família que atualmente é composta por cerca de 4.170 espécies descritas. Os drosofilídeos são popularmente conhecidos como ―mosca da fruta‖, mas além de frutos em decomposição, também podem ser encontrados em flores, guano de morcego, cladódios de cactos, carcaças de insetos e outros animais, fluxos de seiva e material vegetal em decomposição, e em muitos outros recursos. Por estas moscas serem muito abundantes, apresentarem curto ciclo de vida, e serem facilmente coletadas, tornaram-se bons modelos em estudos de genética, e nas décadas mais recentes estão também se tornando bons modelos ecológicos. Embora muito estudadas nos diversos biomas do mundo, poucos estudos foram desenvolvidos nos Campos Sulinos, ambiente que tem sofrido com a degradação em decorrência da agricultura e pecuária no estado do Rio Grande do Sul. Nos últimos anos o bioma Pampa vem recebendo maior atenção do Ministério do Meio Ambiente, com isso espera-se que este seja mais valorizado e receba maior atenção científica, contribuindo para sua conservação. No presente estudo, mostragens sazonais de drosofilídeos foram realizadas em uma área natural, na região do município de Bossoroca (28° 45’024‖S 54° 56’729‖W) entre Abril de 2011 e Abril de 2012, com iscas de banana e recursos naturais encontrados em campo. Nas coletas foram considerados os ambientes de campo aberto, borda e interior das manchas de mata que compõem o Pampa Além do acompanhamento da variação sazonal das populações de Drosophilidae, também foi analisada a variação de medidas de diversidade como, por exemplo, o índice de heterogeneidade de Shannon-Wiener (H’) e o de equitabilidade de Smith-Wilson (Evar),entre campo, borda e interior de mata ao longo das estações. Novas espécies foram propostas para o gênero Rhinoleucophenga: R. pampeana sp. nov., R. missionera sp. nov. e R. pampeana sp. nov. Através de uma ampla revisão da literatura, também foi realizado um levantamento das espécies de Drosophilidae registradas no Bioma Pampa, incluindo toda sua extensão, entre Brasil, Uruguai e Argentina. Como resultado das novas amostragens, Drosophila briegeri Pavan & Breuer, D. fuscolineata Duda, Rhinoleucophenga obesa Loew, R. punctulata Duda, R. subradiata Duda e Zygothrica orbitalis Sturtevant foram pela primeira vez registradas neste bioma, e dentre as mais abundantes estiveram Drosophila simulans Sturtevant, D. willistoni Sturtevant, D. mediopunctata Dobzanhsky & Pavan, D. buzzatii Patterson & Wheeler, D. mercatorum Patterson & Wheeler, D. maculifrons Duda, D. immigrans Sturtevant, D. hydei Sturtevant e Zaprionus indianus Gupta. De uma maneira geral, tanto espécies neotropicais quanto exóticas foram mais concentradas na borda e no interior das manchas de mata, sendo esta tendência influenciada pela variação sazonal. Consequentemente, medidas de diversidade também variaram ao longo das estações entre o campo aberto e o interior das manchas de mata. Logo, a sazonalidade parece ser o principal componente capaz de explicar a variação da diversidade de Drosophilidae no Pampa durante o período amostrado, sendo as manchas de mata fundamentais para a manutenção dessa diversidade. O Pampa brasileiro revelou uma grande riqueza de Drosophilidae, mais do que o dobro dos registros atuais para o Pampa uruguaio e argentino. Apesar disso, os três países apresentam amplas áreas do bioma Pampa ainda totalmente desconhecidas quanto a fauna de Drosophilidae. O conjunto dessas informações ressalta a importância e a necessidade de mais estudos para desvendar a fauna de Drosophilidae no bioma Pampa.

A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Galileo foi identificado em D. buzzatii e classificado como transposon do tipo foldback devido às suas longas IRs (repetições invertidas), que capacitam o elemento a formar uma estrutura secundária que leva a quebras e rearranjos cromossômicos. Evidências indicam que Galileo foi responsável pela geração de três inversões naturais segregantes em populações de D. buzzatii. A descoberta de Galileo em seis das 12 espécies de Drosophila sequenciadas, incluindo a D. willistoni, através de um estudo in silico, foi promissora para a busca de agentes causadores de quebras e rearranjos cromossômicos nesta espécie, que é altamente polimórfica, e em espécies a ela relacionadas. Nesse contexto, o presente estudo foi o primeiro a caracterizar o transposon Galileo em populações naturais de espécies do grupo willistoni de Drosophila. Para a investigação da presença de Galileo foram construídos primers com base na sequência de Galileo encontrada no genoma da linhagem sequenciada (GdH4) de Drosophila willistoni, para amplificar um fragmento do domínio central do elemento, assim como da inferida transposase e de seu domínio THAP. Os fragmentos polimórficos foram clonados e sequenciados para posterior caracterização molecular. O alinhamento das sequências nucleotídicas e de aminoácidos foi obtido no software Muscle com posterior edição no Bio Edit e o programa Gene Doc foi utilizado na tradução das sequências. Foram investigadas as espécies Drosophila willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis e quatro das semiespécies de D. paulistorum (Amazônica, Andino-Brasileira, Interior e Orinocana) do subgrupo willistoni, e D. nebulosa, D. capricorni e D. fumipennis, subgrupo bocainensis, do grupo willistoni, pelas técnicas de PCR e Dot blot. Foi encontrada variabilidade intra e interespecífica no tamanho dos fragmentos amplificados de Galileo, sendo que todas as sequências analisadas são indicativas de cópias defectivas. Foram caracterizadas 22 variantes a partir das sequências obtidas, permitindo a construção de um dendrograma de acordo com a presença ou ausência das variantes no genoma de todas as espécies estudadas por meio do software NTSYSpc 2.1. Os dados resultaram em dois clados bem-definidos: (1) formado pelas quatro semiespécies de D. paulistorum e (2) pelas espécies crípticas D. tropicalis, D. insularis e D. equinoxialis. Drosophila willistoni do subgrupo willistoni, D. sucinea, D. nebulosa e D. capricorni do subgrupo bocainensis, apresentaram variantes exclusivas e, assim, formaram ramos independentes aos dois agrupamentos. Entre todas as espécies crípticas do subgrupo willistoni somente D. willistoni não compartilha qualquer uma das suas quatro variantes. O quadro que emerge de nossos achados é sugestivo de mais de um evento evolutivo, implicando tanto a manutenção por ancestralidade de certas variantes quanto a ocorrência de perdas estocásticas. Além disso, o fenômeno de introgressão, já bem-documentado dentro do subgrupo willistoni, pode ter sido o mecanismo pelo qual tenham sido transferidas sequências de Galileo entre alguns táxons estudados, principalmente entre algumas semiespécies de D. paulistorum. A singularidade de D. willistoni entre as crípticas quanto às diferentes sequências de Galileo em seu genoma, pode ser consequência da presença de elementos quiméricos, uma vez que foi observada a inserção secundária de outros elementos em Galileo de D. buzzatii. Considerando a peculiaridade de Galileo, como gerador de inversões cromossômicas em populações naturais de D. buzzatii, nossos resultados sugerem que Galileo também pode ter desempenhado um papel importante na evolução genômica no grupo willistoni de Drosophila, uma vez que D. willistoni e D. paulistorum apresentam muitos arranjos cromossômicos segregando em suas populações naturais. / Galileo was identified in Drosophila buzzatii and classified as a foldback-like transposon due to its long IRs (inverted repeats), which allow the element to form a secondary structure that leads to breaks and chromosomal rearrangements. Several evidences indicate that Galileo was responsible for the generation of three natural segregating inversions in populations of D. buzzatii. The finding of Galileo in six of the 12 species of Drosophila that were sequenced, including D. willistoni, through an in silico study, is promising for the search of agents that cause chromosomal breaks and rearrangements in this species, that is highly polymorphic, and in related species. Based on this context, this was the first work to characterize the Galileo transposon in natural populations of the willistoni group of Drosophila. To detect the presence of Galileo, we used primers based on the sequence of Galileo found in the genome of the sequenced lineage (GdH4) of Drosophila willistoni, so that a fragment of the central domain of the element is amplified, as well as the putative transposase and its THAP domains. The polymorphic fragments were cloned and sequenced for later molecular characterization. The alignment of the nucleotide sequences and amino acids was obtained in the Muscle software with later edition in the Bio Edit, and the Gene Doc program was used to translate the sequences. We investigated, by PCR and Dot blot, the following species: D. willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis and four semispecies of D. paulistorum (Amazonian, Andean-Brazilian, Interior and Orinocan) of the subgroup willistoni, besides D. nebulosa, D. capricorni and D. fumipennis, subgroup bocainensis, group willistoni. The size variability of the Galileo amplified fragments was intra and interspecific; all the analyzed sequences indicate defective copies. Twenty two variants were identified in the obtained sequences, allowing the construction of a dendrogram based in the presence or absence of the variants in the genomes of all the species studied through the NTSYSpc 2.1 software. The data produced two well-defined clades: (1) formed by the four semispecies of D. paulistorum and (2) by the sibling species D. tropicalis, D. insularis and D. equinoxialis. D. willistoni (subgroup willistoni), D. sucinea, D. nebulosa and D. capricorni (subgroup bocainensis) have exclusive variants of Galileo, forming two independent branches of the two clades. Among all the sibling species of the subgroup willistoni, only D. willistoni does not share any of its four variants. The results of our observations suggest more than one evolutionary event, indicating both the maintenance by ancestrality of some variants and the occurrence of stochastic loss. Besides, the introgression phenomenon, well-documented in the willistoni subgroup, may have been the mechanism through which the Galileo sequences were transferred between some taxons that were studied, specially between some semispecies of D. paulistorum. The uniqueness of D. willistoni among siblings, regarding the different Galileo sequences in its genome, can be a consequence of the presence of quimeric elements, since a secondary insertion of other elements in Galileo of D. buzzatii was observed. Taking into account the Galileo element singularities, as a generator of chromosomal inversions in natural populations of D. buzzati, our findings suggest that Galileo could also have played an important role in the genomic evolution of the Drosophila willistoni group, since D. willistoni and D. paulistorum have many chromosomal rearrangements segregating in their natural populations.

Among territorial syrphids, Eumerus tuberculatus (Rond.) males are always less aggressive than Merodon equestris (Fab.) and Eristalis tenax (L.) males. This aggressive gradient is maintained despite the fact that the aggressive intensity of all three species increases with the density of conspecifies, varies with insect age and stage, and ceases if temperatures fall below a certain critical level or if sunlight disappears. Possible reasons for the difference in the inherent level of aggression are discussed. Males of all three species recognized conspecifie females through a combination of visual and behavioural cues. A territorial male approached all other intruders aggressively but attempted to mate with them if, like females, the intruders did not respond to the male's approach. Differences in behaviour patterns among species are tentatively traced to different energy budgets and mating strategies. Within each species, males and females show different temperature thresholds for activity. This finding is discussed in terms of energy requirements and reserves. The final two sections of the thesis deal with the agricultural implications of these results and with possibilities for future studies. / Land and Food Systems, Faculty of / Graduate