Human species display complex intraspecies population structure and unparalleled behavioral and cultural diversity. In order to elucidate human population history and pattern of evolutionary change of socio-cultural and ecological traits, the first composite phylogenetic tree of 574 human populations (ethno-linguistic groups) was created on the basis of 129 recently published phylogenetic hypotheses based on genomic, genetic and linguistic data, utilizing supertree method matrix representation with parsimony. Subsequently, 56 selected socio-cultural and ecological characters based on ethnographic cross-cultural data were optimized on topology of obtained supertrees in order to reconstruct patterns of evolutionary change and states present in ancestral populations. The results are discussed in the light of recent studies of human phylogeography and cultural phylogenetic studies.

O mecanismo de divisão mais comum entre procariotos é a divisão binária, na qual a célula- mãe reparte seu genoma e conteúdo citoplasmático de forma igual entre duas células filhas. Esse processo é mediado por um complexo protéico especializado, chamado divisoma, composto por cerca de 20 proteínas, que promovem a constrição da parede celular e membrana citoplasmática, formando o septo de divisão. O complexo é organizado em torno do anel Z, uma estrutura em anel composta pela proteína FtsZ, um homólogo de tubulina presente na maioria dos procariotos e em algumas organelas de eucariotos. Partindo de um levantamento detalhado da distribuição dos genes do divisoma em genomas completos de procariotos, aplicamos métodos de máxima verossimilhança para inferência de estados ancestrais e reconstruímos o conteúdo gênico do divisoma no ultimo ancestral comum das bactérias atuais. Estendendo essas análises com a aplicação de métodos filogenéticos, inferimos os eventos responsáveis pelas variações de composição deste complexo, observadas entre os diferentes grupos de bactérias. Nossos resultados mostram que o último ancestral comum de todas as bactérias já possuía a maior parte dos componentes conhecidos do divisoma, sugerindo a existência de uma parede de peptideoglicano e a presença de um aparato molecular tão ou mais complexo que o observado nas linhagens atuais, incluindo a presença de componentes considerados acessórios e de distribuição relativamente restrita, como as proteínas envolvidas na localização do anel Z (sistema Min) e alguns efetores positivos da polimerização de FtsZ. Observamos também que a evolução do complexo não foi muito afetada por eventos de transferência lateral, mas apresenta vários exemplos de perda de genes, em especial em linhagens com genoma reduzido, o que sugere a redundância de vários componentes já presentes no ancestral e a freqüente redução da complexidade, pelo menos dos componentes centrais do divisoma. Episódios de expansão de famílias de componentes do divisoma em linhagens específicas e os mecanismos evolutivos responsáveis pela incorporação de tais variações são discutidos. A caracterização da história evolutiva detalhada do divisoma, aqui apresentada, poderá servir como ponto de partida para novas análises evolutivas e como base para elaboração de experimentos funcionais. / The most common cell division mechanism among prokaryotes is binary fission, where a mother cell partitions its cytoplasm and genome equally among two daughter cells. This process is mediated by a specialized protein complex, known as the divisome, composed of around 20 proteíns, that promotes constriction of the cell wall and cytoplasmic membrane, thus forming the division septa. The complex is organized around the Z-ring, a ring-shaped struture composed by FtsZ, a tubulin homolog present in most prokaryotes and some eukaryotic organelles. After a detailed revision of the distribution of divisome genes among completely sequenced prokaryotic genomes, we applied maximum likelihood methods for the inference of ancestral states and reconstructed the gene content of the divisome in the last common ancestor of all extant bacteria. We then performed phylogeneticanalysis of all cell division genes and inferred the series of events responsible for the observed variations of the complex´s composition among bactérial lineages and their common ancestor. Our results show that the last common ancestor of all bacteria already possessed most of the known divisome components, thus suggesting the existence of a peptidoglycan cell wall and the presence of a molecular apparatus, perhaps more complex than those found in extant bacteria, including the presence of some accessory components with a somewhat restricted distribution, like the proteíns involved in the localization of the Z-ring (Min sistem) and some positive effectors os FtsZ polimerization. We also observed that the complex´s evolution was almost never the subject of horizontasl gene transfer events, but shows several examples of gene loss, specially in lineages displaying clear signs of genome reduction, thus suggesting the redundancy of several components in the ancestral divisome and a certain degree complexity reduction, at least for core components of the divisome. Lineage specific expansion of divisome component and the evolutionary mechanisms behind such processes are discussed. This characterization of the detailed evolutionary history of the divisome might serve as a starting point for new evolutionary analysis and as a basis for the design of functional experiments.

Vertebrates show dramatic interspecific variation in the size of their brains. The complexity of brains is considered to be the key factor of evolutionary success in Vertebrates, and therefore an evolutionary trend towards increasing brain size and coplexity is assumed. Large and complex brains evolved independently in birds and mammals. Birds have brains that are comparable in their relative size to the brains of mammals. However, in stark contrast to mammals, there is no general trend towards increase of brain size in birds. Relatively large brains have evolved independently in many avian lineages. Highly encephalised orders are parrots (Psittaciformes), woodpeckers and relatives (Piciformes), hornbills, hoopoe and wood hoopoes (Bucerotiformes), owls (Strigiformes), storks (Ciconiiformes) and several families of songbirds (Passeriformes), mainly bowerbirds (Ptilorhynchidae) and corvids (Corvidae). Otherhighlyencephalizedgroupsarenon-parasiticcuckoos(genusCentropus,Phaenicophaeus and Coua) and family Diomeidea and genus Pelecanus belonging to the clade water birds. Less encephalized groups include the basal lineages such as paleognaths and fowl (Galloanserae), and also pigeons (Columbiformes) and swifts, treeswifts and hummingbirds (Apodiformes). We suggest that this mosaic evolution is result of...

O mecanismo de divisão mais comum entre procariotos é a divisão binária, na qual a célula- mãe reparte seu genoma e conteúdo citoplasmático de forma igual entre duas células filhas. Esse processo é mediado por um complexo protéico especializado, chamado divisoma, composto por cerca de 20 proteínas, que promovem a constrição da parede celular e membrana citoplasmática, formando o septo de divisão. O complexo é organizado em torno do anel Z, uma estrutura em anel composta pela proteína FtsZ, um homólogo de tubulina presente na maioria dos procariotos e em algumas organelas de eucariotos. Partindo de um levantamento detalhado da distribuição dos genes do divisoma em genomas completos de procariotos, aplicamos métodos de máxima verossimilhança para inferência de estados ancestrais e reconstruímos o conteúdo gênico do divisoma no ultimo ancestral comum das bactérias atuais. Estendendo essas análises com a aplicação de métodos filogenéticos, inferimos os eventos responsáveis pelas variações de composição deste complexo, observadas entre os diferentes grupos de bactérias. Nossos resultados mostram que o último ancestral comum de todas as bactérias já possuía a maior parte dos componentes conhecidos do divisoma, sugerindo a existência de uma parede de peptideoglicano e a presença de um aparato molecular tão ou mais complexo que o observado nas linhagens atuais, incluindo a presença de componentes considerados acessórios e de distribuição relativamente restrita, como as proteínas envolvidas na localização do anel Z (sistema Min) e alguns efetores positivos da polimerização de FtsZ. Observamos também que a evolução do complexo não foi muito afetada por eventos de transferência lateral, mas apresenta vários exemplos de perda de genes, em especial em linhagens com genoma reduzido, o que sugere a redundância de vários componentes já presentes no ancestral e a freqüente redução da complexidade, pelo menos dos componentes centrais do divisoma. Episódios de expansão de famílias de componentes do divisoma em linhagens específicas e os mecanismos evolutivos responsáveis pela incorporação de tais variações são discutidos. A caracterização da história evolutiva detalhada do divisoma, aqui apresentada, poderá servir como ponto de partida para novas análises evolutivas e como base para elaboração de experimentos funcionais. / The most common cell division mechanism among prokaryotes is binary fission, where a mother cell partitions its cytoplasm and genome equally among two daughter cells. This process is mediated by a specialized protein complex, known as the divisome, composed of around 20 proteíns, that promotes constriction of the cell wall and cytoplasmic membrane, thus forming the division septa. The complex is organized around the Z-ring, a ring-shaped struture composed by FtsZ, a tubulin homolog present in most prokaryotes and some eukaryotic organelles. After a detailed revision of the distribution of divisome genes among completely sequenced prokaryotic genomes, we applied maximum likelihood methods for the inference of ancestral states and reconstructed the gene content of the divisome in the last common ancestor of all extant bacteria. We then performed phylogeneticanalysis of all cell division genes and inferred the series of events responsible for the observed variations of the complex´s composition among bactérial lineages and their common ancestor. Our results show that the last common ancestor of all bacteria already possessed most of the known divisome components, thus suggesting the existence of a peptidoglycan cell wall and the presence of a molecular apparatus, perhaps more complex than those found in extant bacteria, including the presence of some accessory components with a somewhat restricted distribution, like the proteíns involved in the localization of the Z-ring (Min sistem) and some positive effectors os FtsZ polimerization. We also observed that the complex´s evolution was almost never the subject of horizontasl gene transfer events, but shows several examples of gene loss, specially in lineages displaying clear signs of genome reduction, thus suggesting the redundancy of several components in the ancestral divisome and a certain degree complexity reduction, at least for core components of the divisome. Lineage specific expansion of divisome component and the evolutionary mechanisms behind such processes are discussed. This characterization of the detailed evolutionary history of the divisome might serve as a starting point for new evolutionary analysis and as a basis for the design of functional experiments.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-06-29T18:08:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-Dissertação-AnaCarolinaSilva.pdf: 6644945 bytes, checksum: 770aa392360d533cc08e873bc7e5ab6d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T18:08:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-Dissertação-AnaCarolinaSilva.pdf: 6644945 bytes, checksum: 770aa392360d533cc08e873bc7e5ab6d (MD5) Previous issue date: 2012 / A evolução do dimorfismo sexual de forma e tamanho do crânio e mandíbula foi estudada em 31 táxons de marsupiais didelfídeos, a fim de compreender melhor o desenvolvimento desse caráter na família. Para elucidar fatores que poderiam estar condicionando esse dimorfismo nos Didelphidae, foi analisada também a evolução de outros dois elementos: alometrias entre tamanho e forma do crânio e da mandíbula; e bionomia das mesmas 31 espécies. Foi realizado um mapeamento de todos estes caracteres, qualitativos e quantitativos, sobre uma filogenia da família, reconstruindo seus estados ancestrais utilizando métodos de parcimônia. Foram feitas também correlações utilizando contrastes independentes dos dados de dimorfismo sexual para auxiliar a esclarecer os padrões evolutivos do dimorfismo sexual. Tais correlações foram significativas, indicando coevolução entre os tipos de dimorfismo em ambas as estruturas estudadas. Não houve tendência unidirecional de surgimento/desaparecimento e aumento/decréscimo do dimorfismo nos Didelphidae. As reconstruções também indicaram coevolução entre os dimorfismos. Poucas espécies são altamente dimórficas e a maioria apresenta dimorfismo sexual de forma. Os resultados de alometrias entre os sexos foram iguais para crânio e mandíbula, mas elas também não apresentam padrão geral em direção à igualdade ou diferenciação das mesmas entre os sexos. Ambos os estados estão uniformemente distribuídos na filogenia. O comportamento das alometrias no crânio e na mandíbula coevoluiu, mas o padrão de alometrias entre os sexos não é conservado dentro de Didelphidae e não coevoluiu com o dimorfismo sexual, indicando que não explica a evolução deste caráter. Outros fatores, não-alométricos, devem condicionar este caráter nessa família. No entanto, apesar de padrões aparecem dentro de alguns clados, não há também evidência de coevolução entre bionomia e dimorfismo sexual nos Didelphidae. Espécies asazonais são poucas e não dimórficas de tamanho, talvez pelo fato de se reproduzirem continuamente e sofrerem menores pressões seletivas. A semelparidade é rara dentro de Didelphidae, surgindo apenas em Monodelphini e seguindo daí caminhos evolutivos distintos. Espécies semélparas exibem maiores tamanhos de ninhada nos Didelphidae por se reproduzirem uma única vez. Acredita-se que a seleção sexual direcione o padrão de dimorfismo sexual onde os machos são maiores que as fêmeas em espécies semélparas de Didelphidae. Portanto, nem alometrias nem bionomia, a princípio, explicam nem condicionam a evolução do dimorfismo sexual nos didelfídeos. A inclusão de uma maior quantidade de dados reprodutivos de marsupiais didelfídeos seria ideal para testar a veracidade da ausência de coevolução entre estratégias bionômicas e dimorfismo sexual. Associar dados ecológicos ou de padrões de distribuição poderiam ajudar a compreender melhor a evolução das estratégias bionômicas e a sua importância sobre a evolução do dimorfismo sexual nos Didelphidae. / The evolution of size and shape sexual dimorphism of the skull and mandible was studied in 31 taxa of didelphid marsupials, in order to better understand the development of this character in the family. And to elucidate factors that could be conditioning this dimorphism in Didelphidae the evolution of two other elements was also analyzed: allometries between size and shape of the skull and mandible and bionomy of the same 31 species. A mapping of all these qualitative and quantitative characters was carried through on a phylogeny of the family, reconstructing its ancestral states using parsimony methods. Correlations using independent contrasts of the sexual dimorphism data had been made also to assist clarifying the evolutionary standards of the sexual dimorphism. Such correlations were significant indicating coevolution among types of dimorphism in both studied structures. There is no unidirectional trend of sprouting/disappearance and increase/decrease of the dimorphism in Didelphidae. The reconstructions had also indicated coevolution among dimorphisms. Few species are highly dimorphics and the majority of them present shape sexual dimorphism. The results of allometries between the sexes had been the same for skull and mandible, but they also did not present a general pattern directing to the equality or differentiation between the sexes. Both states are uniformly distributed in the phylogeny. The results of the allometries in the skull and mandible coevoluted but the results of allometries between the sexes was not manteined in Didelphidae and they did not coevolute with sexual dimorphism indicating that they do not explain the evolution of this character and that other non-allometric factors must condition this character in this family. Although patterns appear inside of some clades there was no evidence of coevolution between bionomy and sexual dimorphism in Didelphidae. There are few aseasonal species and they are non-sized dimorphics perhaps by reproducing continuously and suffering less selective pressures. The semelparity is rare in Didelphidae arising only in Monodelphini and following from there distinct evolutionary ways. Semelparous species display the largest offspring size by reproducing only once. It is known that sexual selection directs the patterns of sexual dimorphism in those species in which males are larger than females in semelparous taxa of Didelphidae. Therefore neither allometries nor bionomy at first explain the evolution of sexual dimorphism in didelphids. The inclusion of a larger amount of reproductive data for didelphid marsupials would be ideal to test the veracity of the absence of coevolution among bionomic strategies and sexual dimorphism. The association of ecological data or distributional patterns could help in better understanding the evolution of the bionomic strategies and its importance on the evolution of the sexual dimorphism in Didelphidae.

According to the prevailing doctrine, brain size has mainly increased throughout the evolution of mammals and reductions in brain size were rare. On the other hand, energetic costs of developing and maintaining big brain are high, so brain size reduction should occur every time when the respective selective pressure is present. Modern phylogenetic methods make it possible to test the presence of evolutionary trend and to infer the ancestral values of the trait in question based on knowledge of phylogeny and trait values for recent species. However, this approach has been rarely applied to study brain evolution so far. In this thesis, I focus on bats (Chiroptera). Bats are a suitable group for demonstrating the importance of brain size reductions. Considering their energetically demanding mode of locomotion, they are likely to have been under selection pressure for brain reduction. Furthermore, there is a large amount of data on body and brain mass of recent species available. Finally, phylogenetic relationships among bats are relatively well resolved. My present study is based on body masses and brain masses of 334 recent bat species (Baron et al., 1996) and on a phylogeny obtained by adjusting existing bat supertree (Jones et al., 2002) according to recent molecular studies. Analysing the data for...