Orientador: Ana Maria Lima de Azeredo-Espin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:46:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coronel_PabloFresia_D.pdf: 3741316 bytes, checksum: 4416d19fe30ca45f8d2185db03898903 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A mosca-da-bicheira, Cochliomyia hominivorax, é um ectoparasito obrigatório dos animais de sangue quente endêmico das Américas. As miíases causadas por esta praga geram severos prejuízos econômicos na produção pecuária da América do Sul e da região do Caribe, devido à mortalidade e redução na produtividade dos animais infestados. Nesta tese, abordamos alguns aspectos da distribuição da variação de seqüências do DNA mitocondrial de C. hominivorax em duas escalas geográficas e os eventos históricos que podem explicar os padrões observados. As principais contribuições foram compiladas em três artigos científicos. No primeiro artigo, (artigo 1) investigamos o padrão geral de estruturação geográfica da variabilidade genética em 38 localidades ao longo de toda a distribuição da espécie. As análises das seqüências parciais da região controle (CR) e dos genes COI e COII mitocondriais revelaram que a diversidade genética da espécie está estruturada em quatro grupos regionais principais, denominados Cuba (CG), República Dominicana (DRG), região norte e região sul da Amazônia (NAG e SAG, respectivamente). Foi sugerido que o padrão observado foi principalmente formado por eventos históricos, como a colonização das ilhas do Caribe, vicariância na região Amazônica e expansão das populações desde o último máximo glacial. O segundo artigo (artigo 2) apresenta um teste da hipótese de perturbação-vicariância na região Amazônica, que foi realizado através de simulações de coalescência e modelagem ecológica da espécie. Os resultados indicaram que os ciclos climáticos do Pleistoceno promoveram a expansão, fragmentação e mistura das populações na região Amazônica em diferentes momentos do passado. Detectamos que o primeiro momento de divergência dos grupos de populações analisadas (SAG, NAG e amostras da América Central e do Norte) é mais antigo que o último período glacial e deve ter acontecido no interglacial Yarmouth (~250.000 anos atrás). Porém, a demografia histórica da espécie e as relações filogenéticas das seqüências mitocondriais sugerem um padrão mais complexo, incluindo reticulação, para a evolução e divergência das populações na região Amazônica. No terceiro artigo (artigo 3), apresentamos o primeiro estudo da variabilidade genética de C. hominivorax em escala local, em que se analisaram indivíduos de 25 sítios de coleta distribuídos numa área de 90 km por 60 km próxima às cidades de Quaraí e Artigas, na fronteira entre Brasil e Uruguai. Os resultados sugerem que os indivíduos pertencem a uma única população com alto grau de polimorfismo, indicando que esta é uma população estável capaz de sobreviver às condições adversas do inverno local e que flutua demograficamente de acordo com o clima da região. Porém, há evidências de que estas amostras não estão em equilíbrio e, portanto, a ausência de estruturação baseada nas estimativas tradicionais deve ser interpretada com cuidado. Como esta é uma região importante para a atividade pecuária do Brasil e Uruguai, estes resultados são de interesse para um possível plano de controle na região. No entanto, serão necessárias análises de amostras seriadas ao longo de um ano, assim como de diferentes anos na mesma escala geográfica, para melhor entender o padrão de fluxo gênico na região / Abstract: The New World screwworm fly, Cochliomyia hominivorax, is an obligate ectoparasite of warm blooded vertebrates, endemic of the Americas. Myiasis caused by this pest fly generate great profit looses to the livestock sector in South America and the Caribbean region, due to mortality and productivity reduction of infested animals. In this thesis, we approach some aspects of mitochondrial DNA sequences variation of C. hominivorax in two geographic scales, and the historical events that could explain the observed patterns. The main contributions were compiled in three research articles. In the first (article 1), we investigate the general pattern of genetic variability distribution in 38 localities encompassing the species geographic range. The analysis of partial sequences of the mitochondrial control region (CR), COI and COII genes revealed four main regional groups of genetic diversity, denominated Cuba (CG), Dominican Republic (DRG), north region (NAG) and south region (SAG) of the Amazon basin. Results suggest that current distribution of C. hominivorax genetic diversity was mainly shaped for historical events, i.e. Caribbean islands colonization, vicariance in the Amazon region and population expansion since the last glacial maximum. The second article (article 2) presents a hypotheses test of vicariance-perturbation in the Amazon region, through coalescent simulations and ecological niche modeling of the species. The results indicate that Pleistocene climatic cycles promote expansion, fragmentation and mixture of Amazon region populations during the past. We detected that the divergence among groups of analyzed populations (SAG, NAG and samples from North and Central America) occurred before the last glacial maximum and may have happened during the interglacial Yarmouth (~250.000 years ago). However, the species demographic history and the phylogenetic relationships of the mitochondrial sequences suggest a more complex pattern, including reticulation, for the evolution and divergence of the Amazonian region populations. Finally, in the third article (article 3) we present the first study of the genetic variability of C. hominivorax in a local scale, in which individuals of 25 localities in a 90 km for 60 km area in the proximity of Artigas city and Quaraí city, in the border between Brazil and Uruguay, were analyzed. The results suggest that the individuals are from a unique population, with high level of polymorphism, indicating that this is a stable population which is capable of survive the adverse local winter conditions and demographically fluctuate in accordance to the region climate. However, there are evidences that these samples are not in equilibrium hence the absence of structure interpretation based on traditional estimates must be done carefully. As this is an important region for livestock industry of Brazil and Uruguay, these results are interesting for a possible control program in the region. However, studies of serially collected samples throughout the year and in different years at the same geographic scale will be necessary to better understand the gene flow pattern in the region / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-08-30T10:51:56Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatianne Piza Ferrari Abreu - 2014.pdf: 3603386 bytes, checksum: a40d79ec7974327b452379ba2fc94097 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-09-15T13:17:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatianne Piza Ferrari Abreu - 2014.pdf: 3603386 bytes, checksum: a40d79ec7974327b452379ba2fc94097 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T13:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Tatianne Piza Ferrari Abreu - 2014.pdf: 3603386 bytes, checksum: a40d79ec7974327b452379ba2fc94097 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Micrurus lemniscatus is a South American coral snake species, popularly known as “coral verdadeira”. It is widely distributed in Seasonally Dry Forests (SDF), Gallery Forests and Rainforests. The Tertiary events and the climatic oscillations of the Quaternary affected the distribution of these ecosystems altering, in turn, the distribution of animals associated to these habitats. We hypothesize that the forest expansion and contraction cycles caused by climate fluctuations may have influenced the current distribution and genetic structure of M. lemniscatus. This study aimed to study the evolutionary relationships and patterns of divergence among M. lemniscatus lineages and infer the historical biogeographic events that influenced the distribution and genetic variation. Twenty-nine individuals of M. lemniscatus were sampled from 16 localities in the states of Tocantins, Bahia, Goiás, Alagoas, Mato Grosso, Maranhão, Pará and Amazônia. Three mitochondrial regions (COI, 16S and ND4L) were sequenced, and together generated a fragment of 1595 bp and 23 different haplotypes. The analyses showed a very ancient lineage divergence ~ 4.5 Myr and high genetic differentiation among localities (FST=0.932; p<0.01), suggesting a limited gene flow among geographical regions. The demographic analyzes and neutrality tests indicated that there is no sign of expansion and that populations have constant size (Tajima’s D = 0.521; p = 0.763 and Mismatch distribution = 0.009; p= 0.779). In the analysis of the evolutionary relationship between haplotypes (by median-joining network method), no relationship between lineage and geographical space was found, suggesting incomplete lineage sorting. The results corroborate and give evidence that populations of M. lemniscatus were distributed in a more continuous region in the past, and the current distribution of this species may be the result of the reduction and separation of the geographical scope of their distribution, rather than having itself been an expansion event. This may be the result of cycles expansion of SDF and retraction of the rainforests during the cool and dry phases of the Quaternary. / Micrurus lemniscatus é uma espécie de cobra coral verdadeira sul-americana. Essa espécie possui uma ampla distribuição, ocorrendo em vários tipos de hábitats, incluindo Floresta Estacional Decidual e Semidecidual (FED), Matas de Galeria e Florestas Úmidas. No passado, os eventos do Terciário e as oscilações climáticas no Quaternário provavelmente influenciaram o padrão de distribuição dessas florestas, alterando a distribuição dos organismos associados à esses habitats. Hipotetiza-se que, os ciclos de expansão e retração florestal causados pelas flutuações climáticas podem ter influenciado a atual distribuição e estruturação genética de M. lemniscatus. Este trabalho teve por objetivo avaliar os padrões e relações evolutivas das linhagens genéticas de M. lemniscatus e compreender quais foram os eventos históricos biogeográficos que influenciaram a distribuição e a variação genética atual. Foram utilizados 29 amostras de indivíduos de M. lemniscatus de 16 localidades dos Estados de Tocantins, Bahia, Goiás, Alagoas, Mato Grosso, Maranhão, Pará, e Amazônia. Três regiões mitocondriais (COI, 16S e ND4L) foram sequenciadas, e juntas geraram um fragmento de 1595 pb e 23 diferentes haplótipos. As análises evidenciaram uma divergência bem antiga de linhagens, ~4,5 milhões de anos atrás e uma alta diferenciação genética entre as localidades (FST=0,932; p<0,01), o que sugere um fluxo gênico limitado entre essas regiões. As análises demográficas e testes de neutralidade indicaram que não há sinal de expansão e que as populações possuem tamanho constante (D de Tajima= 0,521; p= 0,763 e Distribuição de Mismatch= 0,009; p= 0,779). Na análise de relação evolutiva entre os haplótipos (pelo método median-joining network), não foi encontrada relação entre as linhagens e o espaço geográfico, sugerindo arranjo incompleto de linhagens. Os resultados corroboram e dão evidências de que as populações de M. lemniscatus eram distribuídas em uma região mais contínua no passado, e a atual distribuição desta espécie pode ser o resultado da redução e separação da abrangência geográfica de sua distribuição, ao invés de ter ocorrido propriamente um evento de expansão. Isso pode ser resultado dos ciclos de expansão das FED e retração das florestas úmidas durante as fases mais frias e secas do Quaternário.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-08-30T17:12:19Z No. of bitstreams: 2 Tese - Jacqueline de Souza Lima - 2015.pdf: 3724963 bytes, checksum: 3dff51d6112fdaaa0cca812853de7c82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-31T13:03:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Jacqueline de Souza Lima - 2015.pdf: 3724963 bytes, checksum: 3dff51d6112fdaaa0cca812853de7c82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T13:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Jacqueline de Souza Lima - 2015.pdf: 3724963 bytes, checksum: 3dff51d6112fdaaa0cca812853de7c82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Eugenia dysenterica is a plant species from Cerrado that is widely distributed throughout the biome. Previous studies showed that natural populations of species have a high genetic structure, suggesting that historical changes in the geographic distribution and habitat fragmentation may have affected its genetic differentiation. In this context, studies of phylogeographic and landscape genetics are needed to understand which factors influence the distribution of genetic diversity of the species. In the first chapter we used the statistical phylogeography integrated to modeling analysis to reconstruct the demographic history and dispersal routes of E. dysenterica lineages and investigated the Quaternary climate change effects on its spatial pattern of genetic diversity. In the second chapter, we evaluated if habitat loss and fragmentation affect genetic diversity and connectivity in the species. Our results suggest that the central region of the Cerrado biome is probably the center of distribution of E. dysenterica and the spatial pattern of its genetic diversity may be the outcome of population stability through periods of the Quaternary. Moreover, also indicate that habitat fragmentation may be related to the increase in differentiation and a decrease of genetic diversity in these populations. / Eugenia dysenterica é uma espécie de planta nativa do Cerrado que apresenta ampla distribuição ao longo do bioma. Estudos anteriores revelam que populações naturais da espécie apresentam alta estruturação genética, sugerindo que mudanças históricas na distribuição geográfica e a fragmentação do habitat podem ter afetado o padrão de diferenciação genética da espécie. Nesse contexto, estudos filogeográficos e de genética da paisagem se fazem necessários para entender os fatores responsáveis pela distribuição da diversidade genética da espécie. No primeiro capítulo foi utilizada a filogeografia estatística integrada às análises de paleomodelagem para acessar a história demográfica da espécie e compreender como as mudanças climáticas do Quaternário influenciaram sua distribuição geográfica e estrutura genética. No segundo capítulo, procura-se responder como a perda de habitat e fragmentação pode influenciar a diversidade genética e conectividade das populações da espécie no Cerrado. Os resultados apresentam evidências de que a origem de dispersão dos haplótipos analisados se deu na região central do bioma e que mudanças ocorridas durante o Pleistoceno, provavelmente, resultaram no padrão de distribuição da diversidade genética observado. Além disso, indicam que a fragmentação do habitat pode estar relacionada com o aumento da diferenciação e diminuição da diversidade genética nas populações estudadas.

Há controvérsia sobre os processos responsáveis pela atual distribuição de Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS) na América do Sul. Este tipo de vegetação compreende uma grande proporção de todas as espécies neotropicais. Entender o que modela a sua distribuição pode fornecer novas perspectivas para a evolução deste bioma e contribuirpara os aspectos de sua conservação. O trabalho avaliou a evolução deste bioma no sul do Brasil, onde as FTSS e as Florestas Tropicais (FT) são amplamente intercaladas. Para isso, foi reconstruídaa história filogeográfica do cacto, Cereus hildmannianus, uma espécie característica e abundante das FTSS. Métodos de datação molecular, estrutura populacional e filogeografia foram realizadas para avaliar os eventos histórico-demográficospor meio de uma amostragem densa que compreendeu 24 populações e cerca de 150 amostrasde, pelo menos, uma dentre as seis regiões genômicas nuclear e cloroplastidiais selecionadas. A partir disso, foi investigado um possível cenário da dinâmica populacional de C. hildmannianus. Os resultados indicam uma separação da espécie em dois grupos principais (ST: 0,788) com eventos de expansão populacional: umem regiões costeiras e o outro no interior do sul do Brasil, concondante com a distribuição dos núcleos das FTSS. O tempo do ancestral comum mais recente de C. hildmannianus, há 2,56 milhões de anos, remete a especiação deste ao período pré-Glacial. Os resultados do padrão de distribuição de C. hildmannianus foram concordantes com as áreas de endemismo para outros táxons das FTSS. Os eventos de dispersão e de vicariância entre as FTSS e as FT podem estar associados às mudanças paleoclimáticas durante os períodos glaciais do Quaternário, promovendo eventos de retração/expansão nestas florestas. A compreensão desses padrões na história biogeográfica de populações naturais podem auxiliar futuros planos de conservação deste bioma, na América do Sul. / There is controversy about the processes responsible for the current distribution of Seasonally Dry Tropical Forests (SDTF) in South America. This vegetation type comprises a large proportion of all Neotropical species. Understanding what shapes your distribution may provide new insights into the evolution of this ecosystem and contribute to aspects of conservation. The study evaluated the evolution of this biome in southern Brazil, where SDTF and Rainforests are widely interspersed. For this, we reconstructed the phylogeographic history of the cactus, Cereus hildmannianus, a kind of characteristic and abundant SDTF. Molecular dating methods, population structure and phylogeography were performed to evaluate the historical and demographic events through a dense sampling which comprised 24 populations and about 150 samples of at least one among the six nuclear and chloroplast genomic regions selected. From this, we investigated a possible scenario of population dynamics of C. hildmannianus. The results indicate a separation of the species into two main groups (ST: 0.788) with events of population expansion: one in coastal regions and the other inside the south of Brazil, concondante with the distribution of the nuclei of SDTF. The time of the most recent common ancestor of C. hildmannianuswere 2.56 million years ago, this speciation refers to the pre-Glacial. The results of the distribution pattern C. hildmannianus were consistent with areas of endemism for other taxa of SDTF. The events of dispersal and vicariance between SDTF and Rainforests may be related to paleoclimatic changes during glacial periods of the Quaternary, promoting events shrinkage /expansion in these forests. Understanding these patterns in the biogeographic history of natural populations may aid future conservation plans this biome in South America.

Drosophila buzzatii é uma espécie cactófila associada a diferentes espécies de cactos e distribuída nos diferentes Domínios fitogeográficos da América do Sul. Baseado na diversidade de inversões cromossômicas e densidade populacional, o Chaco foi considerado por alguns autores como o centro de origem da espécie. Entretanto, trabalhos recentes, utilizando aloenzimas e DNA mitocondrial, apontaram para uma possível origem na Caatinga. Os objetivos deste trabalho foram delinear rotas de dispersão da espécie para explicar sua distribuição atual e possível distribuição durante o último período glacial, na América do Sul. Foram obtidas seqüências de 714 pb da COI do mtDNA de 132 indivíduos em 44 localidades, gerando 36 haplótipos. Foram calculados os índices de diversidade nucleotídica, o teste AMOVA, testes de neutralidade, a Mismatch Distribution, Baesyan Skyline Plot, NCPA e o sentido dos movimentos migratórios (Migrate N) a fim de determinar parte da história evolutiva da espécie. As diversidades nucleotídicas encontradas por Domínio foram de 0,0030 Caatinga; 0,0019 - Mata Atlântica; 0,0020 Cerrado; 0,0011 - Pampas e 0,0004 - Chaco. A AMOVA mostrou que 68,33% da variação é intra-populacional e que uma porção significativa da variação é devido a diferenças inter-regionais (ct = 0,07124 p = 0,00196). Os testes de Neutralidade (D de Tajima = -2,4150, p = 0,0317 e Fs de Fu = -28,6719, p = 0,00001), a forma em estrela da rede e haplótipos, e a Mismatch Distribution confirmam um evento de expansão populacional estimado em aproximadamente 494.257,3 anos atrás, segundo modelo de Rogers e Harpending (1992). Entretanto, a Baesyan Skiline Plot demonstrou que esse movimento de expansão parece ser mais antigo, cerca de 550.000 650.000 anos atrás. A NCPA demonstrou que há fluxo gênico restrito com isolamento por distância, confirmado pelo teste de Mantel e alguma dispersão a longa distância em alguns dos clados analisados. O resultado do programa Migrate N indicou um padrão complexo migratório entre os domínios, porém um padrão norte/sul pôde ser verificado. A estruturação genética pode ser explicada devido à grande área de distribuição da espécie, gerando isolamento por distância e pela presença de barreiras geográficas e climáticas (entre o Cerrado e a Caatinga) e no estado do Rio de Janeiro e Espírito Santo (ao longo da Mata Atlântica) onde há pouco ou nenhum indivíduo da espécie. Os eventos de expansão ocorreram no Quaternário durante o período glacial conhecido como Ilinioian e suas subdivisões. A partir dos resultados deste trabalho foi possível traçar diversas rotas de migração possíveis entre os domínios utilizados, sendo que o movimento mais antigo partiu da Caatinga o que vai contra a hipótese de que o Centro de Origem seja o Chaco. / The fruit-fly Drosophila buzzatii is a cactophilic species in association with cactus species distributed along the Phytogeographic Domains of Caatinga, Cerrado, Atlantic Forest, Pampas and Chaco. Based in the diversity of chromosomal inversion and populational density of the species, the Chaco Domain was considered the Center of Origin of the D. buzzatii. However, recent works, using allozymes and DNAmt, showed a possible origin of the D. buzzatii in the Caatinga. The objectives of this work were trace historical dispersion routes of D. buzzatii, current and ancient areas of distribution in the South America. We obtained DNA sequences in 132 samples in 44 localities with 714 bp length from the COI mtDNA gene, generating 36 haplotypes. The diversity indexes, AMOVA, neutrality tests, Mismatch Distribution, Baesyan Skyline Plot, NCPA and sense of migration movements was calculated, to describe part of the evolutionary history of the species. The nucleotide diversity was 0,0030 - Caatinga, 0,0019 - Mata Atlântica, 0,0020 - Cerrado, 0,0011 - Pampas and 0,0004 - Chaco. The AMOVA results, grouped by Domain showed that 68,33% of the variation is intra-population and a significant portion of the variation is due to inter-regional differences (ct = 0,07124 p = 0,00196). The Neutrality tests (Tajimas D = -2,4150, p = 0,0317 and Fus Fs = -28,6719, p = 0,00001), the star-shape of the haplotype network, and Mismatch Distribution showed population expansion signs, estimated in 494.257,3 ybp, according Rogers and Harpending model (1992). However, the BSP showed that the movement is ancient, estimated in 550.000 650.000 ybp. The NCPA showed restricted gene flow with isolation by distance, confirmed by the Mantel Test and some long distance dispersion. The results of the program Migrate N showed a complex pattern of migration between the domains, but a north/south pattern could be identified. The genetic structure can be explained to the widespread distribution of the species, that could generate isolation by distance and by the presence of geographic and climatic barriers (between Cerrado and Caatinga domains) and in the States of Rio de Janeiro and Espírito Santo (along the Atlantic Forest) when there is none or few individuals of the species D. buzzatii. The expansion movements occurred in the Quaternary Period during glaciations events in the Illinoian and their subdivisions, due to the decrease of the global moisture that generated favorable conditions to the expansion of the dry vegetation and associated species. Based on the results of this work it was possible to delineate many migration routes between the phytogeographic domains, and the more ancient movement started in the Caatinga and this result not support the hypothesis that Chaco was the Center of Origin from D. buzzatii.

O Brasil abrange grande diversidade de espécies da família Orchidaceae, onde o gênero Cattleya se destaca devido a reconhecida importância horticultural e espécies altamente relacionadas de difícil delimitação taxonômica. Anteriormente, Cattleya loddigesii e C. harrisoniana foram reconhecidas como espécies distintas devido à descontinuidade morfológica, fenológica e distribuição geográfica. Entretanto, esses critérios não são suficientes para determinar com clareza a delimitação dessas espécies, uma vez que existem populações com características morfológicas e fenológicas intermediárias consideradas introgredidas. Com o intuito de esclarecer o relacionamento entre C. loddigesii e C. harrisoniana, a relação das populações introgredidas, a estruturação das populações, bem como padrões filogeográficos envolvidos, análises filogeográficas baseadas em sequencias de DNA de cloroplasto (cpDNA) e DNA nuclear ribossomal (ITS) foram utilizadas. No total, foram amostrados 130 indivíduos das duas espécies distribuídos em 17 populações. Os resultados obtidos suportam a distinção entre as plantas, onde a árvore de estimativa de tempo de divergência para ITS separou mais evidentemente em clados distintos as duas espécies, corroborando a alta estruturação encontrada pela AMOVA (&Phi;CT = 0,597), distribuição haplotípica e análises bayesianas. Apesar disso, os resultados para cpDNA não evidenciaram claramente essa distinção. Os resultados obtidos pelo software Migrate também suportam a distinção das espécies e, ainda, sugerem que as populações introgredidas são mais relacionadas com C. loddigesii. Ademais, os dados sugerem que a estruturação populacional encontrada segue o modelo de isolamento por distância, assim como sugeriram as análises de clados aninhados - NCPA e bayesiana. Ademais, os resultados de estruturação para ambas as regiões, e as possíveis incongruências entre os resultados de cpDNA e ITS estão indicando que existe maior número de indivíduos híbridos e introgressão, necessitando de novos estudos para corroborar essas evidências. Uma das possíveis razões pelo amplo compartilhamento de haplótipos, principalmente para cpDNA, pode ter sido devido à conectividade mantida através das populações introgredidas. Além disso, a reprodução alogâmica, a dispersão por abelhas e a dispersão de sementes pelo vento a longas distâncias podem também ter contribuído para a conexão entre elas. Os resultados da reconstrução filogeográfica, bem como o número de migrantes sugerem que as populações se dispersaram em direção ao Norte-Sul em períodos glaciais do Pleistoceno. Além disso, a alta diversidade e a diferenciação das populações do extremo Sul de SP indicam indícios de uma possível zona de refúgio neste local. / Brazil covers a wide range of species of the orchid family, where the Cattleya genus stands out due to a recognized horticultural importance and highly related species difficult taxonomic delimitation. Previously, Cattleya loddigesii and C. harrisoniana were recognized as distinct species due to morphological, phenological and geographical distribution discontinuity. However, these criteria are not sufficient to determine clearly the identification of these species, as there are populations with intermediate morphological and phenological characteristics considered introgressed. In order to clarify the relationship between C. loddigesii and C. harrisoniana, the ratio of introgressed populations, the population structure and the phylogeographic patterns involved, phylogeographic analyses based on chloroplast DNA sequences (cpDNA) and ribosomal nuclear DNA (ITS), were used. Overall, we sampled 130 individuals of the two species distributed into 17 populations. Results support the distinction between plants, where the tree of divergence time estimate for ITS separated the two species more clearly into distinct clades, corroborating the high structure found by AMOVA (&Phi;CT = 0.597), haplotype distribution and Bayesian analyses. Nevertheless, the results for cpDNA did not demonstrated that distinction clearly. The results obtained by the Migrate software also support the species distinction and suggest that the introgressed populations are more closely related to C. loddigesii. Furthermore, the data suggest that the population structure found follows the isolation by distance model, as also suggested in the nested clades - NCPA and Bayesian analyses. Furthermore, the population structure results for both regions, plus possible inconsistencies between the cpDNA and ITS results, may indicate that there is a greater number of hybrid individuals and introgression, requiring new studies to corroborate this evidence. One of the possible reasons for the broad sharing of haplotypes, especially for cpDNA, may have been due to connectivity maintained through introgressed populations. Furthermore, the allogamous reproduction, the dispersal by bees and dispersal of seeds by wind over long distances may also have contributed to the connection between them. The results of phylogeographic reconstruction, as well as the number of migrants suggest that the population is dispersed towards North-South in glacial periods of the Pleistocene. In addition, the high diversity and differentiation of populations of the Southern tip of SP indicate evidence of a possible refuge zone at this area.

Orientador:: Vera Nisaka Solferini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bartoleti_LuizFilipedeMacedo_M.pdf: 981663 bytes, checksum: 9efdfd02f5146e866175388d02da7638 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Processos históricos e contemporâneos moldaram os padrões de variabilidade genética das espécies da Mata Atlântica, um dos biomas mais diversos do mundo. Além disso, a fragmentação recente das florestas brasileiras pode causar sérios efeitos na estruturação genética das populações naturais, intensificando processos como deriva genética e endogamia. Os efeitos da fragmentação dependem principalmente da matriz entre os fragmentos e das características de dispersão da espécie. As aranhas são organismos que possuem modos de vida bastante diversos e as características de dispersão podem também variar bastante. Nephila clavipes é uma aranha que possui ampla distribuição na Mata Atlântica e considera-se que a espécie é capaz de dispersão por balonismo (dispersão aérea). Os objetivos desse trabalho foram estudar os padrões de variabilidade e estruturação genética em populações de fragmentos de Mata Atlântica, usando N. clavipes. Os estudos foram realizados em micro e macro escala, para inferir padrões de fluxo gênico e relacionar os resultados a aspectos ecológicos e comportamentais da espécie. Além disso, buscou-se explorar aspectos da história evolutiva da espécie e sua corrente distribuição em populações. Para isso, foi sequenciado o gene mitocondrial Citocromo Oxidase I de 323 indivíduos coletados em 15 populações de cinco Estados. Foram calculados índices de diversidade genética, além de parâmetros filogeográficos, por meio de análises bayesianas e de máxima verossimilhança. Todas as populações apresentaram polimorfismo sendo que, em geral, as populações de Minas Gerais apresentaram índices de diversidade mais altos. Os valores médios de diversidade ficaram próximos aos encontrados para outras espécies do gênero. Foi encontrada grande estruturação genética, principalmente em distâncias médias e grandes, com FST geral de 0,30178. O FST no Estado de São Paulo (a microescala geográfica) foi de apenas 0,02996, indicando baixa estruturação em baixas distâncias. A distância genética não apresentou claras relações com a distância geográfica (Teste de Mantel, p > 0,05), o que pode ser devido à dispersão por agentes, inclusive antrópicos. A análise dos valores de FST obtidos apenas com as fêmeas indica que os machos podem ter efeito de manutenção do fluxo gênico em baixas distâncias. A rede de haplótipos e as árvores de máxima verossimilhança e bayesiana indicaram a presença de três clados genéticos, não inteiramente concordantes com a distribuição dos grupos geográficos. As estimativas apontam para divergências entre esses clados genéticos datadas do Pleistoceno, assim como reportado em vários outros organismos que habitam a Mata Atlântica. Nossos resultados mostram uma espécie de invertebrado apresentando padrões filogeográficos semelhantes aos encontrados para organismos de outros grupos, o que pode indicar processos em comum na diversificação das espécies da Mata Atlântica / Abstract: Historic and contemporary processes have shaped the patterns of genetic variability of the species from Brazilian Atlantic Rainforest, one of the world's most diverse biomes. Furthermore, the recent fragmentation of Brazilian Rainforests may cause serious effects in genetic structure of natural populations, intensifying processes like genetic drift and endogamy. Fragmentation effects depend mainly on the matrix between the fragments and the species' dispersion characteristics. Spiders are organisms that show different lifestyles, and dispersion characteristics may also vary within the group. Nephila clavipes is a spider that is widely distributed in the Atlantic Rainforest and it is widely accepted that it is capable of ballooning (aerial dispersal). In the present work, we sought to study the patterns of genetic variability and structure in populations from fragments of Atlantic Rainforest, using N. clavipes. The studies have been made in micro and macro scale, looking forward to infer gene flow patterns and relate the results to ecologic and behavioral aspects of the species. Furthermore, we sought to explore aspects of the species' evolutionary history and its current distribution in populations. With those objectives in mind, we sequenced the mitochondrial gene Cytochrome Oxidase I from 323 individuals sampled in 15 populations from five States. We calculated genetic diversity indexes, phylogeographic parameters, and performed bayesian and maximum likelihood analysis. All populations presented polymorphism and, in general, Minas Gerais populations showed higher diversity indexes. Diversity mean values were close to that found in others species from the genera. We found high genetic structure, mainly at medium and great distances, with a FST value of 0,30178. The FST in São Paulo State (the geographic micro scale) was as low as 0,02996, showing low genetic structure at short distances. The genetic distance didn't show clear relationships with the geographic distance (Mantel test, p > 0,05), which may be due to the agent-guide dispersal, including anthropic agents. The analysis of the FST values obtained exclusively from the females indicates that the males may have a gene flow maintenance effect at short distances. The haplotype network and the bayesian and maximum likelihood phylogenetic trees reported the presence of three genetic clades, not entirely in agreement with the geographic groups' distribution. The estimates point to divergences between the genetic clades dated from the Pleistocene, like reported for various other organisms that live in the Atlantic Rainforest. Our results present an invertebrate species showing phylogeographic patterns similar to that found to other groups, which may indicate common processes in the diversification of Atlantic Rainforest species / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Snappers of the genus Lutjanus are small to large predatory fishes occurring in inshore circumtropical and subtropical waters throughout the world. These fishes support fisheries across their distribution range. Within the Western Indian Ocean (WIO), previous studies on Lutjanus kasmira revealed limited spatial genetic differentiation, whereas Lutjanus fulviflamma showed high genetic connectivity. The phylogenetic relationships among WIO snappers are unknown. Previous studies in the Indo-Pacific (IP) did not include any WIO representatives. This study examined (1) the phylogeographic patterns in Lutjanus bohar, L. fulviflamma and L. lutjanus to understand the origins and factors influencing the distribution of diversity in the region, (2) how the physical environment, biological, and ecological factors influence genetic diversity, (3) the placement of WIO snappers in context to those from the IP, as well as the placement of taxa not included previously, (4) extent of differentiation among conspecifics from the two regions, and (5) the relationship of the Caesionidae to the Lutjanidae. Samples were sourced from across the WIO and from peripheral localities, where possible. DNA sequence data were generated from two mitochondrial gene regions (cyt-b and NADH-2) and a nuclear gene region (S7 intron 1). Data were analysed under a phylogeographic framework to examine genetic structure, diversity and differentiation among identified regions for each of the three species. Other sequence data were generated from two mitochondrial gene regions (COII and 16S rDNA) to examine the phylogenetic placement of WIO snappers in context of the IP snappers and the relationship of the Caesionidae to the Lutjanidae. Lutjanus bohar and L. fulviflamma displayed high genetic diversity, but lower diversities were observed for L. lutjanus. Genetic differentiation was observed between Mozambique and Maldives in L. bohar. Lutjanus fulviflamma was differentiated in South Africa, Mozambique, Mauritius and Thailand, while differentiation was observed between Kenya and Tanzania in Lutjanus lutjanus. Overall, low genetic differentiation and high connectivity were observed for each of the three species. This differentiation may result from intrinsic features of the species and extrinsic features of the environment, whereas the connectivity is mainly influenced by the pelagic larval duration. These patterns of differentiation are in accordance with a proposed vicariant biogeographic hypothesis for the origins of regional faunas of the IP. Phylogenies were similar to those published, with additional taxa not altering the previous groupings found. Conspecifics from the two regions clustered together, with varying degrees of differentiation among the WIO and IP, depending on the species. Members of the Caesionidae were nested within Lutjanidae, suggesting that morphological characters separating the two families are taxonomically insignificant. This affirms previous notions that the Caesionidae should be a subfamily within the Lutjanidae. This is the first multi-gene study, examining differentiation in multiple species of snapper over a wide geographic area in the WIO, and the results of this study could have potential implications for fisheries management and conservation.

The general objective of this work is to better understand the mechanisms of diversification of the African flora on the Gulf of Guinea islands. We focused on orchids, one of the three predominant plant families on São Tomé and Príncipe. We selected the genus Tridactyle, wich presents a high level of diversity and of endemism in the archipelago.We first redefined the taxonomical framework, as the genus belongs to a clade in which the taxonomical classification did not correspond to the phylogenetic tree obtained by previous studies. To address these classification problems (paraphyly and polyphyly of nominal genera), we firstly used Sanger sequencing to obtain more molecular markers to better estimate the phylogenetic tree of the Tridactyle-Cyrtorchis clade. We used one nuclear marker, the internal transcribed spacer (ITS), and five chloroplastic markers (matK, rps16, trnC-petN intergenic spacer, trnL-trnF intergenic spacer, ycf1). Then, we combined the phylogenetic information to a morphological survey, including as many specimens as possible for the genera concerned. We recircumscribed the previously paraphyletic genus Tridactyle, as well as three other genera within the Tridactyle-Cyrtorchis clade (Rangaeris, Ypsilopus and Podangis), and we described two genera with our collaborators, Aziza and Planetangis. We also described six species new to science, two from East Africa and four from São Tomé and Príncipe. Indeed, the morphological diversity of the Tridactyle in the Gulf of Guinea islands has been misevaluated, such that wrong names have been attributed to species new to science.Once this taxonomic work was achieved, we have focused on two other studies: a biogeographic analysis of Tridactyle, to understand the origin and mechanisms generating its diversity in São Tomé and Príncipe, and a phylogeographic study to analyse the genetic variation and geographical distribution of Tridactyle tridactylites, distributed on the archipelago as well as on the continent. These studies were based on DNA sequence variation of the chloroplast genome and ribosomal DNA genes and the data were generated through Illumina Next Generation Sequencing (NGS), which allowed us to include herbarium specimens for which the classic Sanger method did not give satisfactory results.Our study showed that all Tridactyle species currently found on São Tomé and Príncipe colonised the archipelago independently, and that the current species diversity on the islands is the result of allopatric divergence between the islands and the continent, following island colonisation.- 20 -The intraspecific study revealed a high genetic diversity for Tridactyle tridactylites individuals present on Príncipe, which is not common on oceanic islands, but could be a signal that the island was a refuge for the species during the climatic changes related to ice ages. An approximate Bayesian computation analysis (ABC) of the geographic distribution of genetic variation in Atlantic Central Africa and West Africa favoured a hypothesis of recolonisation of the continent from the island rather than a colonisation of the island from the continent. It is possible that the dust-like seeds used wind currents moving from the islands to Central and West Africa as a mean of travel.The work presented here stresses the importance of conducting such studies on more orchid genera, but also on the two other main families of São Tomé and Príncipe, Rubiaceae and Euphorbiaceae. We made a first step toward a better understanding of the mechanisms of diversifications on the Gulf of Guinea islands, but only with a larger number of studies on diverse families and genera, we could draw more general conclusions about these mechanisms for the flora of the archipelago.With regard to the limitations of our study, we were not able to include all species of the genus, especially species from the Democratic Republic of Congo or East Africa. Sampling in the African rainforests is currently not uniformly carried out, and could be improved. Another way to increase sampling is to use new NGS sequencing methods to extract DNA from herbaria preserved in European Herbarium institutions, and obtain genetic information from the chloroplast and ribosome as we have done, but potentially from low-copy nuclear genes as well. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

abstract: Accounting for over a third of all emerging and re-emerging infections, viruses represent a major public health threat, which researchers and epidemiologists across the world have been attempting to contain for decades. Recently, genomics-based surveillance of viruses through methods such as virus phylogeography has grown into a popular tool for infectious disease monitoring. When conducting such surveillance studies, researchers need to manually retrieve geographic metadata denoting the location of infected host (LOIH) of viruses from public sequence databases such as GenBank and any publication related to their study. The large volume of semi-structured and unstructured information that must be reviewed for this task, along with the ambiguity of geographic locations, make it especially challenging. Prior work has demonstrated that the majority of GenBank records lack sufficient geographic granularity concerning the LOIH of viruses. As a result, reviewing full-text publications is often necessary for conducting in-depth analysis of virus migration, which can be a very time-consuming process. Moreover, integrating geographic metadata pertaining to the LOIH of viruses from different sources, including different fields in GenBank records as well as full-text publications, and normalizing the integrated metadata to unique identifiers for subsequent analysis, are also challenging tasks, often requiring expert domain knowledge. Therefore, automated information extraction (IE) methods could help significantly accelerate this process, positively impacting public health research. However, very few research studies have attempted the use of IE methods in this domain. This work explores the use of novel knowledge-driven geographic IE heuristics for extracting, integrating, and normalizing the LOIH of viruses based on information available in GenBank and related publications; when evaluated on manually annotated test sets, the methods were found to have a high accuracy and shown to be adequate for addressing this challenging problem. It also presents GeoBoost, a pioneering software system for georeferencing GenBank records, as well as a large-scale database containing over two million virus GenBank records georeferenced using the algorithms introduced here. The methods, database and software developed here could help support diverse public health domains focusing on sequence-informed virus surveillance, thereby enhancing existing platforms for controlling and containing disease outbreaks. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biomedical Informatics 2019