Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Panulirus argus (Latreille, 1804) é uma das principais espécies de lagosta no Atlântico, sendo um dos maiores recursos pesqueiros do Atlântico Ocidental, onde apresenta um alto valor comercial. A forte explotação da espécie resulta em uma grande pressão sobre suas populações. Recentemente, foi descoberto que sob o binômio P. argus estão contidas duas espécies crípticas que ocorrem em alopatria, uma na região do Caribe e outra na costa brasileira. Esta tese tem como objetivo estudar como se estruturam geneticamente as populações dessas duas espécies, com o propósito de fornecer mais informações para a determinação de estoques e um correto manejo das espécies, e analisar os processos históricos evolutivos que moldaram suas histórias demográficas. Para tal, foram estudados dois marcadores mitocondriais (região controle e o gene da Citocromo Oxidase I) e loci de microssatélites de indivíduos de 7 regiões do Caribe (Florida, Bahamas, Turks e Caicos, Porto Rico, Cuba, Colômbia e Venezuela) e 11 estados do Brasil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo). Dentro de cada espécie foram observadas duas linhagens mitocondriais diferentes, que co-ocorriam, de maneira homogênea, ao longo de suas distribuições. Hipotetiso que essas linhagens foram formadas a partir de um evento de vicariância com contato secundário ou como consequência de um efeito gargalo seguido de expansão. As duas linhagens são evidentes nas sequências da região controle mitocondrial, mas no gene da COI foram evidentes apenas em P. cf. argus do Caribe. As linhagens do Brasil se separaram há aproximadamente 233 - 288 mil anos e cada uma sofreu expansão em tempos diferentes, a primeira se expandiu há 100 mil anos e a segunda linhagem há 50 mil anos. As linhagens do Caribe se separaram cerca de 1 milhão de anos atrás e possuem o mesmo tempo de expansão, 50 mil anos. Os microssatélites não revelaram subdivisão populacional para nenhuma das duas espécies, porém os marcadores, juntos, sugeriram um fluxo gênico diferenciado entre localidades expostas a diferentes correntes marítimas. Considerando que essas lagostas são intensamente explotadas, é importante ser cuidadoso no momento de definir estoques pesqueiros. Para a espécie do Brasil, dois estoques pesqueiros foram sugeridos, o primeiro do Pará à Bahia e o segundo do sul da Bahia a São Paulo. Para a espécie do Caribe, foi mantida e reforçada a hipótese de quatro estoques sugerida pela FAO (Norte, Sul, Centro-Norte e Centro-Sul). / Panulirus argus (Latreille, 1804) is one of the main lobster species in the Atlantic, and one of the largest fisheries in the western Atlantic, with a high commercial value. The heavy exploitation of the species results in much pressure on its populations. Recently, it was discovered that under the name P. argus there are two cryptic species that occur in allopatry, one in the Caribbean and the other on the coast of Brazil. This thesis studies the population genetic structure of those two species with the purpose of providing more information to delimitate stocks for fisheries management, and for understanding the historical processes that have shaped their evolutionary demographic histories. For this, we analysed two mitochondrial markers (control region and the Cytochrome Oxidase I gene) and microsatellite markers of individuals from 7 localities in the Caribbean (Florida, Bahamas, Turks and Caicos, Puerto Rico, Cuba, Colombia, and Venezuela) and 11 States of Brazil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, and São Paulo). Within each species two different mitochondrial lineages were observed. They occurred throughout their distributions, and it is hypothesized that they were formed from a vicariance event with secondary contact or are the result of a genetic bottleneck followed by expansion. The lineages of P. cf. argus from Brazil were only observed in the mitochondrial control region and were separated approximately 233-288 thousand years ago, and each lineage underwent expansion at different times: the first expanded 100,000 years ago and the second 50,000 years ago. The lineages of the Caribbean species were found for the two mitochondrial markers. They were separated about 1 million years ago and have had the same expansion time, 50,000 years. Microsatellites revealed no population subdivision for either species, but the molecular markers together suggest a differential gene flow between localities exposed to different currents. Since these lobsters are heavily exploited, it is important to be conservative when defining their fishing stocks. For the species from Brazil, two fishing stocks are suggested, the first from Pará to Bahia States and the second from Southern Bahia to São Paulo State. For the species of the Caribbean, our data give support to the four stocks suggested by FAO (North, South, North Central and South Central).

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5210.pdf: 2118261 bytes, checksum: 34186074c7b33cbccbdeb2e52494a041 (MD5) Previous issue date: 2013-03-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / The cattle egret (Bubulcus ibis [Ardeidae]) was first reported in the New World in the late nineteenth century and has been found scattered throughout the Americas since the 1950s. The aim of the present study was to analyze the distribution of genetic diversity in African and Brazilian populations of the cattle egret to understand the process of colonization of the non-native area in the Brazil. Genetic variation in the mitochondrial DNA (mtDNA) Control Region (CR) (n = 412 African and 177 Brazilian individuals), in ATPase 6 and 8 genes (n = 108 African and 49 Brazilian individuals) and in the intron 5 of the nuclear transforming growth factor beta-2 gene (n = 96 African and 50 Brazilian individuals) were evaluated. Genetic diversity across regions of Africa was similar, except for the lesser diversity found in South Africa. Neutrality tests, mismatch distributions and Bayesian skyline plots revealed demographic expansion in the overall African population, dated by the latter method as 15000 years before the present, occurred after the last glacial maximum. The findings were discussed hypothesizing that past climatic events have shaped the current distribution of genetic diversity. AMOVA and pairwise Fst tests revealed a lack of differentiation among nearly all African populations. The few cases of differentiation involved the South African and/or Nigerian populations. Brazilian populations exhibited no genetic structure or effective size deviations over time. Mitochondrial and nuclear DNA genetic variability demonstrated similar levels of genetic variation between the Brazilian and African populations, suggesting multiple introduction events. Based on historical and genetic data (differentiation levels and shared haplotypes), we propose a likely migration route between both continents departing from West Africa, passing through oceanic islands and archipelagos, such as Cape Verde, and finally arriving in the Americas on the northern and/or southern coast of Brazil. / Bubulcus ibis (garça-vaqueira) é um ardeídeo cuja presença na América do Sul foi reportada pela primeira vez no final do século XIX e já na década de 1950 encontravase espalhada por todo o continente. O presente estudo teve por objetivo analisar a distribuição da diversidade genética nas populações africanas e brasileiras de B. ibis visando compreender os processos que modelaram os padrões de colonização da área não-nativa no Brasil. Foi estudada a variação genética da região controladora (RC) do DNA mitocondrial (DNAmit) (N = 412 africanas e 177 brasileiras) e dos genes ATPases 6 e 8 do DNA mitocondrial (N = 108 africanas e 49 brasileiras) e do íntron 5 do gene nuclear Transforming growth factor beta-2 (TGFB2) (N = 96 africanas e 50 brasileiras). Níveis de diversidade genética encontrados foram semelhantes entre as regiões africanas, exceto pela menor diversidade encontrada na África do Sul. Os testes de neutralidade, as curvas de mismatch distribution e o Bayesian Skyline Plot evidenciaram uma expansão demográfica na população total africana, datada por essa última metodologia em 15 mil anos atrás, ocorrida após o último máximo glacial. Esses resultados foram discutidos supondo que eventos climáticos dessa época produziram os padrões encontrados no presente da distribuição da diversidade genética. Os testes de AMOVA e os FST par a par mostraram ausência de diferenciação entre quase todas as populações africanas e quando achada, envolveram as populações da África do Sul e/ou da Nigéria. As populações brasileiras não se diferenciaram geneticamente, nem apresentaram desvios do tamanho efetivo ao longo do tempo. A variabilidade genética avaliada pelos genes do DNAmit e do DNA nuclear foram semelhantes nas populações brasileiras e africanas, sugerindo a ocorrência de múltiplos eventos de introdução. Uma provável rota de migração entre os dois continentes foi suposta nesse estudo baseando-se nos registros históricos e nos dados genéticos (graus de diferenciação e compartilhamento de haplótipos): aves partiriam da costa oeste da África, passando por ilhas oceânicas e/ou arquipélagos como Cabo Verde e chegariam ao continente sul americano pelo norte e/ou sul do litoral brasileiro.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3186.pdf: 3703923 bytes, checksum: d87900ff0307615395d72a84051c1051 (MD5) Previous issue date: 2010-06-18 / Salminus brasiliensis is a migratory fish which is distributed in all parts of the rio de la Plata Basin. The Dourado is called the king of the river . It´s one of the most sought after fish by amateur and/or professional fishermen. However, in some regions it is considered to be a vulnerable species. Recent reports have shown the existence of some populations of migratory fish that are genetically structured in the same basin. Considering that the evaluation of variability and genetic structure in natural populations is of great importance for conservation of this species, this study has the objective of examining this question in the populations of S. brasilienses in the region of the Pantanal in Mato Grosso by verifying the existence or not of the genetic structure by means of markers of mitochondrial DNA. Later a phylogeographic approach was carried out to investigate the aspect of genetic evolution of this group of fish, its distribution in all the basin and its relation with the history of the formation of the basins- the relation between the Pantanal, the Parana and Uruguay Rivers Basins. The results shown high genetic diversity and absence of genetic structure, suggesting gene flow between populations of north and south of the Pantanal, probably facilitated by the migratory ability of the species and by the structural characteristics of the region. The presence of shared rare haplotypes evidences this pattern even though exclusive variants occur in each river studied. In relation to the phylogeographic aspects of the group in the limits of the basin of the Rio de la Plata, an old historical contact was verified between the sub-basin of the Parana and Upper Paraguay Rivers, probably occurring at the moment of the formation of the Pantanal. However, analyses has disclosed a current genetic distance between the populations of Dourado in these two areas. Genetic structure was only observed in the Parana River Basin. The Uruguay River Basin and the Pantanal demonstrate genetic similarity. However, it is important to continue evaluation and monitoring of genetic diversity of the natural populations of Dourado to confirm if with other molecular markers if the same pattern will occur as the on in the Pantanal and in the other regions that have been analyzed. / Salminus brasiliensis é um peixe migrador distribuído em toda bacia do Prata. Denominado rei do rio , o dourado está entre os mais almejados na pesca esportiva e/ou profissional. Porém, em algumas regiões está sendo considerada uma espécie vulnerável. Relatos recentes demonstraram a existência de algumas populações de peixes migradores geneticamente estruturadas dentro de uma mesma bacia. Considerando que a avaliação da variabilidade e estrutura genética em populações naturais é de grande importância para conservação dessa espécie, este estudo objetivou primeiramente abordar esta questão em populações de S. brasilienses na região do Pantanal Mato-grossense, verificando a existência de estruturação ou não nessa região, por meio de marcadores de DNA mitocondrial. Depois foi realizada uma abordagem filogeográfica para discutir aspectos referentes à genética evolutiva desse grupo de peixes, sua distribuição por toda bacia e sua relação com a história de formação das bacias; uma relação entre o pantanal e a bacia do Paraná e do Uruguai. Os resultados mostraram alta diversidade genética e ausência de estruturação, sugerindo fluxo gênico entre populações das localidades norte e sul do Pantanal, provavelmente facilitada pela habilidade migratória da espécie e pelas características ecológicas da região. A presença de haplótipos raros compartilhados evidencia esse padrão, embora variantes exclusivos ocorram em cada rio estudado. Quanto aos aspectos filogeográficos do grupo nas limitações da bacia do rio da Prata, foi verificado um contato histórico antigo entre a sub-bacia do Paraná e o Alto Paraguai, provavelmente ocorrido no momento da formação do Pantanal. No entanto, análises revelaram um distanciamento genético atual entre as populações de dourado nessas duas áreas. Estruturação genética só foi observada para o Paraná, sendo que Uruguai e Pantanal demonstraram similaridade genética. Entretanto, é importante continuar a avaliação e o monitoramento da diversidade genética das populações naturais do dourado para confirmar se com outros marcadores moleculares ocorrerá o mesmo padrão ora encontrado no Pantanal e nas demais regiões analisadas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1282746 bytes, checksum: d5f8ba3af7eb078bf78d9451deb025b3 (MD5) Previous issue date: 2008-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Melipona quadrifasciata, regionally known as mandaçaia , presents two distinct subspecies: M. quadrifasciata anthidioides and M. quadrifasciata quadrifasciata. They differ in the yellow tergal stripes, which are continuous in M. q. quadrifasciata and discontinuous in M. q. anthidioides. The correlation between geographic distribution and metasomal coloration was investigated and characterized the restriction sites in the mtDNA of both morphotypes of M. quadrifasciata, as determined by the tergal stripes patterns. Specimens from 198 localities were examined, and the variation observed in the pattern of tergal stripes was grouped into four distinct classes. The distribution pattern of M. quadrifasciata found in the present work agrees with the previously reported pattern for this species, i.e., M. q. quadrifasciata, a form characterized by continuous tergal stripes, inhabits the southern portion of the distribution, from Rio Grande do Sul to southern São Paulo, including Misiones, in Argentina, and southeastern Paraguay to the west, whereas M. q. anthidioides, a form with interrupted stripes, occurs from northeastern São Paulo to the northern portion of Diamantina Plateau, in Bahia, and westwards to the western tip of Minas Gerais and central portion of the Goiás State. The data of RFLP showed two restriction patterns, one present in M. q. quadrifasciata, and another in M. q. anthidioides and in populations with continuous tergal stripes from northern Minas Gerais and northeastern Bahia and Sergipe. The phylogeography was evaluated across its range of M. quadrifasciata populations. Using 852 bp of mtDNA COI gene of 145 individuals from 56 locates of RS RS, SC, PR, SP, RJ, MG, ES, BA and SE states in Brazil. Fifty haplotypes were identified 50 with a nucleotide diversity (π) of 0,0055 and a haplotypic diversity (Hd) of 0,957. The phylogenetic analysis showed the presence of two clades: the south clade comprising the subspecies M. q. quadrifasciata, and the north clade formed by the subspecies M. q. anthidioides and the populations with continuous tergal stripes from northern Minas Gerais and northeastern Bahia and Sergipe. AMOVA showed a percentage of variation between the clades of 68,56% and a ΦST 0,905. The barrier of gene flow, estimated with SAMOVA, was located close to Ribeira do Iguape River Valley in the south of the State of São Paulo. The unimodal mismatch distribution suggested bottleneck events affecting both clades. Coalescence analysis estimated time of divergence estimated between 490.000 and 390.000 years B.P. Other species of Melipona of the Atlantic forest, M. bicolor and M. marginata, also present subspecies that display morphological differences along north-south ranges that match the distribution of M. q. quadrifasciata and M. q. anthidioides. Concordant phylogeographyc patterns have been reported for other animal groups, as birds (Xiphorhynchus fuscus) and serpents (Bothrops jararaca). / A abelha Melipona quadrifasciata, conhecida popularmente como mandaçaia, apresenta duas subespécies: M. q. anthidioides e M. q. quadrifasciata. A principal diferença entre as subespécies são as faixas tergais amarelas, que são contínuas em M. q. quadrifasciata e descontínuas em M. q. anthidioides. A correlação entre a distribuição geográfica e a coloração metassomal e os sítios de restrição do DNA mitocondrial foi caracterizado de ambos morfotipos de M. quadrifasciata, como determinado pelos padrões de faixas tergais. Foram examinados exemplares provenientes de um total de 198 localidades no Brasil, e com base na variação observada os exemplares foram distribuidos em quatro classes. A distribuição geográfica de M. quadrifasciata observada mostra M. q. quadrifasciata, uma forma com faixas tergais contínuas, ocupando a porção sul da distribuição, do Rio Grande do Sul até a metade sul de São Paulo, indo a oeste até a província de Misiones, na Argentina e porção sudeste do Paraguai. A forma com faixas interrompidas, M. q. anthidioides, distribui-se da metade nordeste de São Paulo até o extremo norte da região da Chapada Diamantina, na Bahia, estendendo-se a oeste pelo Triângulo Mineiro e região central do estado de Goiás. Dois padrões RFLP foram identificados, sendo um presente em M. q. quadrifasciata, e o outro em M. q. anthidioides e nas populações com padrão de faixas tergais continuo do norte de Minas Gerais e Sergipe e nordeste da Bahia. Avaliou-se também o padrão filogeográfico das populações de M. quadrifasciata ao longo de sua área de distribuição. Para análise filogeográfica foram utilizados 852 pb referentes a parte do gene COI do mtDNA de 145 indivíduos de M. quadrifasciata provenientes de 56 localidades dos estados do RS, SC, PR, SP, RJ, MG, ES, BA e SE. Foram identificados 50 haplótipos, com uma diversidade nucleotídica (π) de 0,0055 e uma diversidade haplotípica (Hd) de 0,957. Foi evidenciado, na inferência filogenética e na rede de haplótipos, a presença de dois clados: o clado sul compreendendo à subespécie M. q. quadrifasciata, e o clado norte formado pela subespécie M. q. anthidioides e as populações de faixa tergal contínua do norte de Minas Gerais e do Sergipe e nordeste da Bahia. A AMOVA mostrou um percentual de variação entre os clados de 68,56% e um ΦST de 0,905. A barreira de fluxo gênico, estimada pela SAMOVA, foi localizada próxima ao Vale do Ribeira do Iguape no sul do estado de São Paulo, concordando também com a separação dos clados. A mismatch distribution evidenciou gargalos populacionais em ambos clados por meio de distribuição unimodal. O tempo de divergência estimado pela análise de coalescência foi entre 490.000 e 390.000 anos A.P. Outras espécies de abelhas, M. bicolor e M. marginata, exibem diferenciação morfológica que recebe o status de subespécies, apresentando zona de separação entre as subespécies concordante com M. quadrifasciata. Padrões filogeográficos com vicariância semelhante foram reportados para pássaros (Xiphorhynchus fuscus) e serpentes (Bothrops jararaca).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Panulirus argus (Latreille, 1804) é uma das principais espécies de lagosta no Atlântico, sendo um dos maiores recursos pesqueiros do Atlântico Ocidental, onde apresenta um alto valor comercial. A forte explotação da espécie resulta em uma grande pressão sobre suas populações. Recentemente, foi descoberto que sob o binômio P. argus estão contidas duas espécies crípticas que ocorrem em alopatria, uma na região do Caribe e outra na costa brasileira. Esta tese tem como objetivo estudar como se estruturam geneticamente as populações dessas duas espécies, com o propósito de fornecer mais informações para a determinação de estoques e um correto manejo das espécies, e analisar os processos históricos evolutivos que moldaram suas histórias demográficas. Para tal, foram estudados dois marcadores mitocondriais (região controle e o gene da Citocromo Oxidase I) e loci de microssatélites de indivíduos de 7 regiões do Caribe (Florida, Bahamas, Turks e Caicos, Porto Rico, Cuba, Colômbia e Venezuela) e 11 estados do Brasil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro e São Paulo). Dentro de cada espécie foram observadas duas linhagens mitocondriais diferentes, que co-ocorriam, de maneira homogênea, ao longo de suas distribuições. Hipotetiso que essas linhagens foram formadas a partir de um evento de vicariância com contato secundário ou como consequência de um efeito gargalo seguido de expansão. As duas linhagens são evidentes nas sequências da região controle mitocondrial, mas no gene da COI foram evidentes apenas em P. cf. argus do Caribe. As linhagens do Brasil se separaram há aproximadamente 233 - 288 mil anos e cada uma sofreu expansão em tempos diferentes, a primeira se expandiu há 100 mil anos e a segunda linhagem há 50 mil anos. As linhagens do Caribe se separaram cerca de 1 milhão de anos atrás e possuem o mesmo tempo de expansão, 50 mil anos. Os microssatélites não revelaram subdivisão populacional para nenhuma das duas espécies, porém os marcadores, juntos, sugeriram um fluxo gênico diferenciado entre localidades expostas a diferentes correntes marítimas. Considerando que essas lagostas são intensamente explotadas, é importante ser cuidadoso no momento de definir estoques pesqueiros. Para a espécie do Brasil, dois estoques pesqueiros foram sugeridos, o primeiro do Pará à Bahia e o segundo do sul da Bahia a São Paulo. Para a espécie do Caribe, foi mantida e reforçada a hipótese de quatro estoques sugerida pela FAO (Norte, Sul, Centro-Norte e Centro-Sul). / Panulirus argus (Latreille, 1804) is one of the main lobster species in the Atlantic, and one of the largest fisheries in the western Atlantic, with a high commercial value. The heavy exploitation of the species results in much pressure on its populations. Recently, it was discovered that under the name P. argus there are two cryptic species that occur in allopatry, one in the Caribbean and the other on the coast of Brazil. This thesis studies the population genetic structure of those two species with the purpose of providing more information to delimitate stocks for fisheries management, and for understanding the historical processes that have shaped their evolutionary demographic histories. For this, we analysed two mitochondrial markers (control region and the Cytochrome Oxidase I gene) and microsatellite markers of individuals from 7 localities in the Caribbean (Florida, Bahamas, Turks and Caicos, Puerto Rico, Cuba, Colombia, and Venezuela) and 11 States of Brazil (Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Pernambuco, Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, and São Paulo). Within each species two different mitochondrial lineages were observed. They occurred throughout their distributions, and it is hypothesized that they were formed from a vicariance event with secondary contact or are the result of a genetic bottleneck followed by expansion. The lineages of P. cf. argus from Brazil were only observed in the mitochondrial control region and were separated approximately 233-288 thousand years ago, and each lineage underwent expansion at different times: the first expanded 100,000 years ago and the second 50,000 years ago. The lineages of the Caribbean species were found for the two mitochondrial markers. They were separated about 1 million years ago and have had the same expansion time, 50,000 years. Microsatellites revealed no population subdivision for either species, but the molecular markers together suggest a differential gene flow between localities exposed to different currents. Since these lobsters are heavily exploited, it is important to be conservative when defining their fishing stocks. For the species from Brazil, two fishing stocks are suggested, the first from Pará to Bahia States and the second from Southern Bahia to São Paulo State. For the species of the Caribbean, our data give support to the four stocks suggested by FAO (North, South, North Central and South Central).

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As in the past, future changes inclimate can modify the landscape causing changes in the geographical distribution of species. In addition, predicted global warming may lead to a decline in genetic diversity as well as lead to extinction due to species' low ability to adapt to drastic and quick changes. In this thesis two regions of mitochondrial DNA (Cytb and 12S) and one nuclear (RAG-1) were used together with coalescing simulations, and ecological niche modelling to access the evolutionary history of a Scinax squalirostris (Lutz, 1925), a species associated to the South American grasslands. In the first chapter, we sought to understand how Neogene and Quaternary geological or climatic events, respectively, may have shaped the current disjunct distribution and the genetic diversity pattern of S. squalirostris. The populations of S. squalirostris were found to have high genetic diversity, with no sign of current gene flow, a high genetic differentiation, and a stable demographic history over time with scattered origin in southern Brazil. Coalescence events date from Pliocene-Pleistocene, with haplotype sharing among geographically distant populations, which indicates incomplete lineage sorting. The paleodistribution models suggests that S. squalirostris lineages were widely distributed during the last glacial maximum (LGM) but afterwards contracting and changing their area of occurrence. These results indicate that the current geographic distribution and genetic diversity of S. squalirostris is due to the contraction of an area widely distributed in the past, generated by the dynamics of retraction of grasslands in warmer periods due to the loss of areas suitable for their occurrence. In the second chapter, we tested the hypothesis that the current populations of S. squalirostris could represent distinct lineages with candidate species not previously described, due to the current disjunct distribution. Using molecular and morphometric data the formation of two groups was rescued. One of them consists in a candidate species to be described, which is a lineage restricted to the Central-West region of Brazil. The other one comprises of populations from the South and Southeast Brazil, Paraguay, Uruguay and Argentina. In the third chapter, ecological niche modelling, molecular techniques and simulations of genetic groups were used to verify how future climate changes could alter the genetic diversity and distribution of S. squalirostris. Through two climatic scenarios with different temperature changes to 2100 (scenario 4.5 RCP increases 1.8 ° C and stabilizes, and scenario 8.5 increases 3.7 ° C and continues to increase), ecological niche modelling analysis indicated a decrease of suitable areas in the Central-West and Southeast regions, with a displacement towards the South of Brazil entering the central region of Argentina towards more anthropized areas. Most of the Central West and Northern Southeast populations may be extinct due to the absence of climatic suitable areas for their occurrence and low genetic diversity. In addition, it was observed that Protections Areas (PAs) currently harbors a large part of the genetic diversity of S. squalirostris. Thus, PAs in areas that will be ideal for the occurrence of S. squalirostris will be able to maintain their high levels of genetic diversity, but with losses of genetic diversity in the Midwest and Southeast regions. This work indicates that future climate changes will negatively affect this species, since the appropriate areas for its occurrence will be reduced and displaced. The loss and changes in genetic clusters may lead to a possible loss of the evolutionary potential of S. squalirostris populations in responding to future climate changes, which could result in the extinction of some populations. / Diferentes eventos, como geológicos do Neógeno e climáticos do Quaternário, tiveram um papel importante com alterações da paisagem e do clima na América do Sul, influenciando diretamente a história evolutiva dos organismos da região nos últimos milhões de anos. Essas mudanças levaram à alternância entre períodos quentes e úmidos com frios e secos, e essa alternância iniciou a dinâmica de retração e expansão de paisagens abertas e florestais. Espécies associadas a essesambientes evoluíram seguindo essa dinâmica, levando a alteração na conformação genética, diferenciação de linhagens e até a especiação. Assim como no passado, mudanças climáticas futuras podem alterar a paisagem causando mudanças na distribuição geográfica das espécies. Além disso, o aquecimento global previsto pode levar a diminuição da diversidade genética e ocasionar a extinção devido à baixa capacidade das espécies de se adaptarem as mudanças drásticas tão rapidamente. Nesta tese utilizou-se duas regiões do DNA mitocondrial (Cytb e 12S) e uma nuclear (RAG-1) juntamente com simulações coalescentes, e de Modelagem de Nicho Ecológico para acessar a história evolutiva de uma espécie de perereca Scinax squalirostris (Lutz, 1925) associada aos Campos (grasslands) Sul-Americanos. No primeiro capítulo buscou-se entender como eventos geológicos do Neógeno e climáticos do Quaternário podem ter moldado a atual distribuição disjunta e o padrão de diversidade genética de S. squalirostris. Encontrou-se que as populações de S. squalirostris possuem alta diversidade genética, com nenhum sinal de fluxo gênico atual, uma alta diferenciação genética e história demográfica estável ao longo do tempo com origem de dispersão no Sul do Brasil. Eventos de coalescência dataram do Plioceno- Pleistoceno, com compartilhamento de haplótipos entre as populações geograficamente distantes, indicando um arranjo incompleto de linhagens. A modelagem de paleodistribuição sugere que as linhagens de S. squalirostris tinham uma ocorrência de ampla distribuição no último máximo glacial (LGM) com contração e mudança de área no período pós-LGM. Tais resultados indicam que a atual distribuição geográfica e diversidade genética de S. squalirostris é devido a contração de uma área amplamente distribuída no passado, gerada pela dinâmica de retração de grasslands nos períodos mais quentes devido à perda de áreas adequadas para sua ocorrência. No segundo capítulo testou-se a hipótese de que as populações atuais de S. squalirostris poderiam representar linhagens distintas, com potencial (is) espécie(s) candidata(s) não descrita(s), devido a atual distribuição disjunta. Com a utilização de dados moleculares e dados morfométricos resgatou-se a formação de dois grupos, sendo um destes com uma espécie a ser descrita, um grupo restrito a região Centro-Oeste do Brasil, e outro grupo abrangendo populações do Sul e Sudeste do Brasil, Paraguai, Uruguai e Argentina. No terceiro capítulo utilizou-se a modelagem de nicho ecológico, juntamente com as análises moleculares e as simulações de agrupamentos genéticos para verificar o quanto as mudanças climáticas futuras poderão alterar a diversidade genética e a distribuição de S. squalirostris. Através de dois cenários climáticos com diferentes alterações na temperatura para 2100 (cenário 4.5 RCP aumenta 1.8oC e estabiliza, e o cenário 8.5 aumenta 3.7°C e continua aumentando), a análise de modelagem de nicho indicou uma diminuição de áreas adequadas na região Centro-Oeste e Sudeste, com um deslocamento em direção ao Sul do Brasil adentrando até a região central da Argentina em direção a áreas mais antropizadas. A maioria das populações do Centro-Oeste e norte da região Sudeste poderão ser extintas devido à ausência de áreas climáticas adequadas para a sua ocorrência e sua baixa diversidade genética. Além disso, foi observado que as Unidades de Conservação (UCs) detêm, atualmente, grande parte da diversidade genética de S. squalirostris. Com as mudanças climáticas previstas, as UCs em áreas que serão ideais para a ocorrência de S. squalirostris conseguirão manter altos níveis de diversidade genética, porém com perdas de diversidade na região Centro-Oeste e Sudeste. Este trabalho indica que as mudanças climáticas futuras afetarão negativamente essa espécie, pois as áreas adequadas para sua ocorrência serão reduzidas e deslocadas. A perda e as alterações nos agrupamentos genéticos, podem levar a uma possível perda do potencial evolutivo das populações de S. squalirostris em responder às mudanças climáticas futuras, o que poderia resultar na extinção de algumas populações.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-12-09T16:11:54Z No. of bitstreams: 2 Tese - Rodrigo de Mello - 2014.pdf: 3401133 bytes, checksum: c4dce4e1d5f7934dbb6f49fb174f42c6 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-12-10T06:26:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Rodrigo de Mello - 2014.pdf: 3401133 bytes, checksum: c4dce4e1d5f7934dbb6f49fb174f42c6 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-10T06:26:56Z (GMT). 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Although recent studies indicate that the biome harbours a rich, complex and characteristic reptilian fauna, patterns of species distribution and genetic structure remain poorly understood for the Cerrado herpetofauna. The lizard Tropidurus oreadicus has an interesting ecological history related to the open vegetation formations, occuring in open areas of Cerrado and in savanna enclaves in Amazonia rainforest. In order to investigate its evolutionary history, we used a robust geographical and genetic sampling, a multilocus dataset and palaeodistribution modelling based on the projection of current distribution into past environments (6 and 21ky BP) using 11 methods for SDMs and five coupled atmosphere–ocean global circulation models (AOGCMs). Our results provide new insights on the genetic and spatial structure of the species revealing six major mtDNA lineages and divergence dates with both deep (Tertiary) and shallow (Quaternary) patterns of diversification for the species tree. The spatial analysis for paleodistribution modelling showed little retractions in Mid-Holocene and the refugia map suggests a broad stable area for the species. The relative influences of Neogene geomorphological events and Quaternary climatic changes as causal mechanisms on the species diversification are discussed. Lastly, we present some inferences about potential future changes in the species geographical distribution, aiming to contribute with the recent conservation discussions on how to preserve Brazilian biodiversity in public policies of conservation / A biogeografia histórica está atualmente revigorada devido à revolução da genética molecular na sistemática filogenética e genética populacional, além das novas abordagens para se testar hipóteses biogeográficas. Além disso, novas ferramentas para gerar modelos paleoclimáticos e de nicho ecológico estão mudando a direção dos estudos filogeográficos, tornando-os mais integrados. O bioma Cerrado cobre cerca de 2 milhões de km² do Brasil Central, representando cerca de 23% da superfície terrestre do país. Embora novos estudos recentes indiquem que o bioma abriga uma fauna de répteis rica, complexa e diversificada, os padrões de distribuição e estrutura genéticas permanecem pouco conhecidos para a herpetofauna do Cerrado. O lagarto Tropidurus oreadicus tem uma histórica ecológica interessante relacionada às formações vegetacionais abertas, ocorrendo em áreas abertas do Cerrado e em enclaves de savana na floresta Amazônica. A fim de investigar sua história evolutiva, nós utilizamos uma amostragem genética e geográfica robusta, um conjunto de dados multi-lócos e modelagem de paleodistribuição baseada na projeção da distribuição atual para ambientes pretéritos (6 e 21 mil anos atrás) usando 11 métodos de modelagem de distribuição de espécie e cinco modelos acoplados de circulação atmosfera-oceânica. Nossos resultados fornecem novos vislumbres sobre a estrutura genética e espacial da espécie, revelando seis grandes linhagens mitocondriais e tempos de divergências com padrões tanto antigos (Terciário) quanto mais recentes (Quaternário) para a árvore de espécie. As análises espaciais para modelagem de paleodistribuição mostram pequenas retrações durante o Holoceno Médio, e o mapa de refúgios sugere uma ampla área de estabilidade para a espécie durante as flutuações climáticas. As importâncias relativas de eventos geomorfológicos do Neógeno e das mudanças climáticas do Quaternário como mecanismos causais da diversificação da espécie são discutidas. Por fim, inferências sobre potenciais mudanças futuras na distribuição geográfica da espécie são apresentadas, visando contribuir com as recentes discussões conservacionistas para a preservação da biodiversidade brasileira em politicas públicas de conservação.

The rapid pace of conversion of natural areas to agronomic systems is a matter of great concern, and the consequences for conservation and pest management are not yet fully understood. We examined mitochondrial (COI and Cytb) and nuclear (ITS1) gene regions of 21 Euschistus heros populations to investigate the genetic diversity, genetic structure, and the demographic history of this emerging pest of soybean crops in South America. Two deep divergent lineages that separated in the Pliocene (4.5 My) have been found over a wide area. The northern lineage is older, more diverse, and prevalent in the Amazon and Caatinga, while the southern lineage is younger, less diverse, and prevalent in the Atlantic Forest and Chaco biomes. The secondary contact is occurring mainly in the Cerrado, an important agriculture frontier. Euschistus heros populations are expanding in size and range, but are strongly affected by environment variables. Historical changes during the Plio-Pleistocene created significant genetic differentiation between E. heros populations, which differentiated further in several biomes. The present populations are expanding at different rates, mixing highly diverse populations with less-diverse populations in regions of intensive farming. This, individuals adapted to different environmental conditions and to large monocultures might currently be combining into a panmictic and hard-to-control pest population. / O ritmo acelerado da conversão de áreas naturais em sistemas agronômicos é motivo de grande preocupação e as consequências para conservação e manejo de pragas ainda não são totalmente compreendidas. Examinamos regiões de genes mitocondriais (COI e Cytb) e nucleares (ITS1) de 21 populações de Euschistus heros para investigar a diversidade genética, a estrutura genética e a história demográfica dessa praga emergente de soja na América do Sul. Duas linhagens profundamente divergentes que se separaram no Plioceno (4.5 My) foram encontradas amplamente distribuidas na América do Sul. A linhagem norte é mais antiga, mais diversificada e predomina na Amazônia e Caatinga, enquanto a linhagem sul é mais jovem, menos diversificada e prevalente nos biomas da Mata Atlântica e Chaco. O contato secundário está ocorrendo principalmente no Cerrado, uma importante fronteira agrícola. As populações de E. heros estão se expandindo em tamanho e área, mas são fortemente afetadas pelas variáveis ambientais. As mudanças históricas durante o Plio-Pleistoceno criaram significativa diferenciação genética entre as populações de E. heros, que se encontram estruturadas nos biomas. As populações atuais estão se expandindo em diferentes taxas, misturando populações altamente diversas com populações menos diversas em regiões de agricultura intensiva. Assim, indivíduos adaptados a diferentes condições ambientais e grandes monoculturas podem combinar-se em uma população de pragas panmítica e difícil de controlar.

Neste trabalho buscou-se contribuir para a compreensão da história biogeográfica das florestas da Região Neotropical e, em particular, da Floresta Atlântica a partir de estudos de diversificação inter e intra-específica de grupos de aves. Para investigar a história biogeográfica das florestas da região neotropical foram sequenciados genes mitocondriais (citb, ND2 e ND3) e nucleares (Fib7) de 102 amostras das seis espécies que compõem o gênero Sclerurus, S. mexicanus, S. rufigularis, S. guatemalensis, S. caudacutus, S. albigularis e S. scansor. Por outro lado, para o estudo de diversificação intra Floresta Atlântica, foram utilizadas seqüências dos mesmos marcadores de 86 indiíduos de S. scansor e de 57 de A. leucophthalmus. As análises que envolveram o gênero Sclerurus indicam que as seis espécies que o compõem são reciprocamente monofiléticas e que a diversificação do grupo se deu nos últimos 10 Ma. A origem dos padrões associados às áreas de endemismo do neotrópico, por outro lado, tiveram suas origens durante o Plioceno Superior e Pleistoceno. A congruência verificada na distribuição das linhagens associada à incongruência das relações entre linhagens indicam que histórias evolutivas distintas podem ter dado origem a padrões de distribuição de linhagens similares. Verifica-se, ainda, que populações associadas a diferentes regiões da Amazônia apresentam histórias demográficas distintas. Os estudos filogeográficos e de demografia histórica realizados com Scleurus scansor e Automolus leucophthalmus evidenciam histórias distintas associadas à Floresta Atlântica. Apesar do tempo de divergência entre essas espécies e as linhagens irmãs associadas à Amazônia serem similares, em S. scansor foi verificada marcante estruturação filogeográfica, enquanto em A. leucophthalmus não foi identificado qualquer sinal de estruturação. A partir destes resultados são analisadas as hipóteses biogeográficas propostas para explicar a origem dos padrões de diversidade biológica no Neotropico e, em particular, na Floresta Atlântica. / This work attempts to contribute to the understanding of biogeographic history of the neotropical forest domains, based on studies of inter and intra-specific diversification of birds. For this I sequenced mitochondrial (citb, Nd2 and ND3) and nuclear (Fib7) genes of 102 samples from all Sclerurus species, S. mexicanus, S. rufigularis, S. guatemalensis, S. caudacutus, S. albigularis and S. scansor. For the study of diversification intra Atlantic Forest, I used sequences of the same genes from 86 specimens of S. scansor and 57 of A. leucophthalmus. The analyses involving Sclerurus indicated that the six species are reciprocally monophyletic and that the diversification of the group took place in the last 10 Ma. The origin of the patterns associated with neotropical areas of endemism, on the other hand, is recent, during the Upper Pliocene and Pleistocene. The geographic congruence in lineage distribution associated with incongruity of the relationship between them indicate that distinct evolutionary histories may have shaped similar geographic patterns. Besides, populations associated with distinct regions of the Amazon exhibit different demographic histories. The phylogeographic and historical demographic studies performed with Scleurus scansor and Automolus leucophthalmus show different histories associated with Atlantic Forest. Despite of the congruence on divergence times between these species and their Amazonian sisters, in S. scansor a deep phylogeographic structure was identified, while in A. leucophthalmus no population was observed. From these results I analyzed the biogeographic hypotheses proposed to explain the origins of biodiversity patterns associated to the Neotroical Region and, in particular, to the Atlantic Forest.

Toxoplasma gondii, protozoaire ubiquitaire chez les mammifères et les oiseaux, est l’agent étiologique de la toxoplasmose, une maladie posant un réel problème de santé publique dans le monde avec environ 200 000 nouveaux cas de toxoplasmose congénitale chaque année. Il a été montré que la sévérité clinique de la toxoplasmose variait en fonction des régions géographiques, avec en particulier l’Amérique du Sud qui paie le plus lourd tribu de cette maladie. Malheureusement, les mécanismes de ces disparités géographiques sont encore peu compris et l’origine géographique ainsi que l'histoire évolutive du pathogène sont encore incertaines. Une collection mondiale de 168 isolats de T. gondii recueillis dans 13 populations de 5 continents a été séquencée pour cinq fragments de gènes (140 single nucleotide polymorphisms à partir de 3153 bp par isolat). La phylogénie basée sur les méthodes de Maximum de vraisemblance avec une estimation de l’âge du plus récent ancêtre commun (TMRCA) et des analyses géostatistiques ont été réalisées afin d’inférer l’origine hypothétique de T. gondii. Nous montrons que les souches actuelles de ce parasite ont vraisemblablement évolué à partir d’un ancêtre Sud-Américain il y a environ 1,5 million d’années et avons reconstruit la propagation mondiale du pathogène qui a suivi. Cette émergence est beaucoup plus récente que l’apparition de la forme ancestrale de T. gondii il y a environ 11 Ma et est postérieure à l’arrivée des félidés dans cette partie du monde. Nous proposons que la lignée ancestrale de T. gondii ait été introduite en Amérique du Sud avec les félidés et que l’évolution de l’infectivité orale des kystes tissulaires à travers le carnivorisme ainsi que la diversification des félidés dans cette région du monde a permis l'apparition d'une nouvelle souche ayant une capacité de transmission beaucoup plus efficace que la lignée ancestrale, ce qui lui a permis de la supplanter et d’avoir une distribution pandémique. / Toxoplasma gondii, a protozoan found ubiquitously in mammals and birds, is the etiologic agent of toxoplasmosis, a disease causing substantial Public Health burden worldwide, including about 200,000 new cases of congenital toxoplasmosis each year. Clinical severity has been shown to vary across geographical regions with South America exhibiting the highest burden. Unfortunately, the drivers of these heterogeneities are still poorly understood, and the geographical origin and historical spread of the pathogen worldwide are currently uncertain. A worldwide sample of 168 T. gondii isolates gathered in 13 populations was sequenced for five fragments of genes (140 single nucleotide polymorphisms from 3,153 bp per isolate). Phylogeny based on Maximum likelihood methods with estimation of the time to the most recent common ancestor (TMRCA) and geostatistical analyses were performed for inferring the putative origin of T. gondii. We show that extant strains of the pathogen likely evolved from a South American ancestor, around 1.5 million years ago, and reconstruct the subsequent spread of the pathogen worldwide. This emergence is much more recent than the appearance of ancestral T. gondii, believed to have taken place about 11 My ago, and follows the arrival of felids in this part of the world. We posit that an ancestral lineage of T. gondii likely arrived in South America with felids and that the evolution of oral infectivity through carnivorism and the radiation of felids in this region enabled a new strain to outcompete the ancestral lineage and undergo a pandemic radiation.