Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2001. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 226-234). Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O principal enfoque desta pesquisa direcionou-se no sentido de isolar uma substÃncia com forte poder convulsivante, presente nas secreÃÃes obtidas das glÃndulas parotÃides do sapo Bufo paracnemis, Lutz, determinar sua estrutura quÃmica e realizar estudos farmacolÃgicos centrais deste composto. AtravÃs de processos de fracionamento, utilizando o sistema de cromatografia lÃquida de alta eficiÃncia (HPLC), acoplado a uma coluna preparativa C-18 de fase reversa (shim-pack prep. ODS 2,5 x 30 cm), obtivemos essa substÃncia pura em grandes quantidades. Sua estrutura quÃmica foi elucidada atravÃs da tÃcnica de RessonÃncia MagnÃtica Nuclear. Trata-se de um esterÃide cardiotÃnico, um BufadienolÃdeo, contendo um anel esterÃide clÃssico, acoplado a um grupo lactÃnico, denominado Marinobufogenina (14beta -15beta - epoxi - 3beta - 5beta-dihidroxi - 20, 22 - bufadienolÃdeo). Nossos resultados, baseados em anÃlise comportamental e eletrogrÃfica, mostraram efeitos centrais induzidos pela administraÃÃo sistÃmica de Marinobufogenina em ratos e em camundongos. Os animais apresentaram severos efeitos neutÃxicos, tais como movimentos circulares, automatismos gustatÃrios, taquipnÃia, clonias de cabeÃa e de patas, tremores, convulsÃes tÃnico-clÃnicas generalizadas, status epilepticus e morte. A DL50 de Marinobufogenina foi de 10,5 Â1,5 mg/kg para camundongos e de 25,0  2,0 mg/kg para ratos, ambos por via intraperitoneal. A administraÃÃo de Marinobufogenina tambÃm foi efetiva atravÃs de outras vias (subcutÃnea, oral, endovenosa, intramuscular). A forte atividade convulsivante dessa substÃncia à dose-dependente e doses de 5,0 mg/kg para camundongos e de 20,0 mg/kg para ratos , ambos por via intraperitoneal, jà evidenciam alteraÃÃes comportamentais que evoluem para convulsÃes tÃnico-clÃnicas generalizadas, acompanhadas do registro eletroencefalogrÃfico que apresenta descargas epilÃpticas no cÃrtex e hipocampo. Marinobufogenina induziu o aparecimento de crises convulsivas culminando em status epilepticus que persistiu por mais de uma hora. Observou-se uma reduÃÃo das convulsÃes em aproximadamente 80% dos animais tratados com Diazepam (10,0 e 12,5 mg/kg, i.p.), enquanto no registro eletroencefalogrÃfico as crises epilÃpticas permaneceram em alguns dos animais submetidos a esse tratamento. O Fenobarbital (50 mg/kg, i.p.) nÃo bloqueou as crises comportamentais induzidas por Marinobufogenina . A FenitoÃna foi capaz de reverter as convulsÃes tÃnico-clÃnicas generalizadas em todos os animais do grupo, sugerindo uma aÃÃo atravÃs de envolvimento na alteraÃÃo de cÃtions monovalentes. Estudos bioquÃmicos e eletrofisiolÃgicos mais aprofundados deverÃo ser realizados para confirmar essa hipÃtese. Nossos resultados sugerem que a Marinobufogenina pode constituir-se numa ferramenta farmacolÃgica para o desenvolvimento de um modelo experimental de epilepsia, uma vez que preencheu requisitos importantes, tais como : i) demonstrou a presenÃa de atividade epileptiforme nos registros eletroencefalogrÃficos; ii) as crises convulsivas foram bloqueadas por anticonvulsivantes como o Diazepam e FenitoÃna, requisito essencial para a avaliaÃÃo do efeito de novas drogas a serem utilizadas no tratamento da epilepsia. / The main focus of this research was the isolation of a substance with a strong convulsant action from the secretions of the toad Bufo paracnemis, Lutz, parotid glands, determination of its chemical structure and its behavioral and electrographic effects on central nervous system. This substance was purified in large amounts using a reverse-phase high-performance liquid chromatography (HPLC), with a C-18 preparative column (shim-pack prep. ODS 2,5 x 30 cm). Its chemical structure was elucidated using high resolution Nuclear Magnetic Resonance analysis, allowing its identification as a steroid of the bufodienolide type, already known in the literature as Marinobufagin (14beta-15beta-epoxy-3beta,5beta-dihidroxy-20,22-bufadienolide). Our results based on behavioral and electrographic analysis showed central effects induced by systemic administration of Marinobufagin in rats and mice. The animals presented severe neurotoxic effects as circle-like movements, tachypnea, mild tremor of the head , a whole body tremor , myoclonic movements of the fore or hindlimbs, tonic-clonic seizures and death. Marinobufagin DL50 was 10.5  l.5 mg/kg for mice and 25.0  2.0 mg/kg for rats, both through intraperitoneal injection. This strong convulsant activity is dose-dependent and 5.0 mg/kg doses for mice and 20.0 mg/kg for rats, both intraperitoneal (IP), already showed behavioral changes that evolved to generalized tonic-clonic seizures. Marinobufagin induced seizures that ended up in status epilepticus that lasted more than an hour. Seizures decreased in almost 80% of the animals treated with Diazepan (10.0 and 12.5 mg/kg, IP) even though some of these animals continued to show seizures in the electrographic recordings. Phenobarbital didnât block seizures induced by Marinobufagin. Phenitoin was able to block generalized tonic-clonic seizures in all animals of the group, suggesting an action involving changes in monovalent cations. Our results suggest that Marinobufagin could represent a pharmacological tool for the development of an epilepsy experimental model, since it had fulfilled the following requirements: i) showed epileptiform activity in electrographic recordings; ii) seizures were blocked by anticonvulsant drugs such as Diazepan and Phenitoin, an essential requirement for the evaluation of the effects of new drugs to be used in epilepsy treatment.

Anfíbios possuem uma grande diversidade de toxinas na pele que os defendem contra predadores e patógenos. Essas substâncias podem ser produzidas endogenamente ou sequestrados da dieta composta por artrópodes. Independentemente da origem, os compostos químicos podem variar muito entre espécies, entre populações da mesma espécie e até mesmo entre indivíduos de uma mesma população. Diferenças entre espécies e entre diferentes populações podem ser explicadas por diferenças na capacidade de produção ou sequestro de toxinas, por pressões ecológicas diferentes e por presença de artrópodes que contém alcaloides no ambiente. As variações entre indivíduos de uma mesma população são comuns, porém a causa ainda não foi totalmente compreendida. A nossa hipótese é que parte dessas variações ocorrem pela diferença de idade entre indivíduos da mesma população. A diversidade de toxinas presente na pele de um indivíduo representa o balanço entre o tempo de vida, a produção e/ou sequestro dos compostos e a liberação dos mesmos para proteção. Para testar a nossa hipótese, nós escolhemos a espécie Melanophryniscus moreirae, um anuro da família Bufonidae, endêmico da Serra da Mantiqueira, Brasil. Esta espécie faz parte do único gênero desta família capaz de sequestrar alcaloides lipofílicos da dieta, e existem estudos que detectaram compostos biossintetizados. As análises através de cromatografia a gás acoplada a um espectrômetro de massas resultaram em grandes quantidades de alcaloides e de bufotenina, uma amina biogênica, com grande variância entre os indivíduos. A determinação da estrutura etária da população foi feita através de osteocronologia. Determinando a idade de cada indivíduo, foi possível identificar diferenças na idade de maturidade entre os sexos, e supor uma explicação para o dimorfismo sexual encontrado. Testamos a nossa hipótese aplicando três regressões múltiplas com idade, sexo e massa da pela como variáveis explicativas, e número de alcaloides, quantidade de alcaloides e quantidade de bufotenina como as variáveis resposta de cada regressão. O número de alcaloides foi explicado pela idade, demonstrando que quanto mais velho é o animal, mais ele se alimentou, e maior é a probabilidade de ter se alimentado de diferentes fontes de alcaloides. Nosso estudo explica uma parte da variação de toxinas em anuros, porém, mais estudo será necessário para compreender esse sistema complexo de defesa química. / Amphibians have a great diversity of toxins in their skin to defend them against predators and pathogens. These compounds can be either produced or sequestrated from an arthropod diet. Independently of origin, these chemical compounds vary in composition between different species, between populations of the same species and even individuals of the same species. Differences between species and populations could be explained by differences in production or sequestration capacity, ecological pressures and alkaloid-containing arthropods availability. Variations among individuals of the same population are common, but the cause of this variation is not very well understood. We hypothesize that part of this variation is explained by differences in age of the individuals. The diversity of toxins in the skin is represents the balance between lifespan, production and/or sequestration of compounds and their use for protection. To test our hypothesis we used the species Melanophryniscus moreirae, a bufonid toad, and endemic from Serra da Mantiqueira, Brazil. This species belongs to the only genus of this family that has the ability to sequester alkaloids from the diet, and other studies had also detected biossynthesized compuonds. The Gas-Chromatography/Mass Spectrometry analysis resulted in high amounts of alkaloids and bufotenine, a biogenic amine, with high variance among individuals. We determined the age structure of this population by skeletochronology. By determining their age, we could find differences in maturation age between the sexes, and assume possible explanations for the size sexual dimorphism. We applied three multiple regression analysis to test our age hypothesis, with age, sex and skin mass as explanatory variables, and number of alkaloids, quantity of alkaloids and quantity of bufotenine as response variable of each regression. Age explained number of alkaloids, showing that the older the animal is, more it ate and the probability of eating from different alkaloid source is higher. Our study explains part of the chemical compound variation, but more study is needed to understand this complex system of chemical defense.

Anfíbios possuem uma grande diversidade de toxinas na pele que os defendem contra predadores e patógenos. Essas substâncias podem ser produzidas endogenamente ou sequestrados da dieta composta por artrópodes. Independentemente da origem, os compostos químicos podem variar muito entre espécies, entre populações da mesma espécie e até mesmo entre indivíduos de uma mesma população. Diferenças entre espécies e entre diferentes populações podem ser explicadas por diferenças na capacidade de produção ou sequestro de toxinas, por pressões ecológicas diferentes e por presença de artrópodes que contém alcaloides no ambiente. As variações entre indivíduos de uma mesma população são comuns, porém a causa ainda não foi totalmente compreendida. A nossa hipótese é que parte dessas variações ocorrem pela diferença de idade entre indivíduos da mesma população. A diversidade de toxinas presente na pele de um indivíduo representa o balanço entre o tempo de vida, a produção e/ou sequestro dos compostos e a liberação dos mesmos para proteção. Para testar a nossa hipótese, nós escolhemos a espécie Melanophryniscus moreirae, um anuro da família Bufonidae, endêmico da Serra da Mantiqueira, Brasil. Esta espécie faz parte do único gênero desta família capaz de sequestrar alcaloides lipofílicos da dieta, e existem estudos que detectaram compostos biossintetizados. As análises através de cromatografia a gás acoplada a um espectrômetro de massas resultaram em grandes quantidades de alcaloides e de bufotenina, uma amina biogênica, com grande variância entre os indivíduos. A determinação da estrutura etária da população foi feita através de osteocronologia. Determinando a idade de cada indivíduo, foi possível identificar diferenças na idade de maturidade entre os sexos, e supor uma explicação para o dimorfismo sexual encontrado. Testamos a nossa hipótese aplicando três regressões múltiplas com idade, sexo e massa da pela como variáveis explicativas, e número de alcaloides, quantidade de alcaloides e quantidade de bufotenina como as variáveis resposta de cada regressão. O número de alcaloides foi explicado pela idade, demonstrando que quanto mais velho é o animal, mais ele se alimentou, e maior é a probabilidade de ter se alimentado de diferentes fontes de alcaloides. Nosso estudo explica uma parte da variação de toxinas em anuros, porém, mais estudo será necessário para compreender esse sistema complexo de defesa química. / Amphibians have a great diversity of toxins in their skin to defend them against predators and pathogens. These compounds can be either produced or sequestrated from an arthropod diet. Independently of origin, these chemical compounds vary in composition between different species, between populations of the same species and even individuals of the same species. Differences between species and populations could be explained by differences in production or sequestration capacity, ecological pressures and alkaloid-containing arthropods availability. Variations among individuals of the same population are common, but the cause of this variation is not very well understood. We hypothesize that part of this variation is explained by differences in age of the individuals. The diversity of toxins in the skin is represents the balance between lifespan, production and/or sequestration of compounds and their use for protection. To test our hypothesis we used the species Melanophryniscus moreirae, a bufonid toad, and endemic from Serra da Mantiqueira, Brazil. This species belongs to the only genus of this family that has the ability to sequester alkaloids from the diet, and other studies had also detected biossynthesized compuonds. The Gas-Chromatography/Mass Spectrometry analysis resulted in high amounts of alkaloids and bufotenine, a biogenic amine, with high variance among individuals. We determined the age structure of this population by skeletochronology. By determining their age, we could find differences in maturation age between the sexes, and assume possible explanations for the size sexual dimorphism. We applied three multiple regression analysis to test our age hypothesis, with age, sex and skin mass as explanatory variables, and number of alkaloids, quantity of alkaloids and quantity of bufotenine as response variable of each regression. Age explained number of alkaloids, showing that the older the animal is, more it ate and the probability of eating from different alkaloid source is higher. Our study explains part of the chemical compound variation, but more study is needed to understand this complex system of chemical defense.

Magister en Ciencias Biológicas con mención en Zoología

The chytridiomycete Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) is a parasite which has been blamed for amphibian declines across the world. This study was designed to investigate the effects of Bd on natterjack toads (Bufo calamita), following the discovery of Bd populations of this species in the UK. The effect of Bd on natterjack toads was assessed by fieldwork and experiments. Wild adult natterjacks were tagged and repeatedly tested for Bd during 2009-2011. Captive adults and juveniles from infected populations were also tested in response to changes in environmental conditions. Swabs were used to collect Bd DNA from the skin of study animals. Swabbing did not reliably diagnose infection but the quantity of Bd DNA in swabs (Bd score) provided an indication of infection activity. Immersion in water appeared to trigger Bd zoospore emergence from the skin, resulting in an increase in the likelihood of Bd detection and increases in Bd score. Bd dynamics in natterjack populations were also influenced by salinity. Natterjacks in the UK are found mainly in coastal habitat, where ponds are often inundated by high tides. Adults captured in brackish water were less likely to test positive than those caught in fresh water. Bd isolated from coastal natterjacks was killed in vitro by a salinity equivalent to 50% seawater. The isolate grew fastest at low salinities, suggesting that it may have become adapted to brackish conditions. Despite this adaptation, tidal inundation may be sufficient to disinfect ponds and limit Bd transmission. Capture-mark-recapture (CMR) data from adult natterjacks revealed a weak negative correlation between Bd score and survival in the wild. Males had higher Bd scores than females but survival did not differ between sexes and there was no correlation between Bd score and growth. An experiment showed BD could kill natterjacks if infection activity was boosted by wet conditions. However only 6% of wild adults recorded Bd scores in excess of a mortality threshold derived from this experiment. Many adults and juvenile natterjacks can tolerate Bd infection and act as reservoirs of this pathogen. Despite detection of Bd in at least 14 UK natterjack populations by 2011, no mass mortalities of adult natterjacks have been reported and spawning has continued at all sites. Bd does not appear to have a major effect on natterjacks but this situation may not persist and vigilance should be maintained. Bd isolated from natterjack toads in this study belomgs to a global panzootic lineage (GPL) of Bd which Farrer et al (2011) claim has achieved a global distribution as a result of human activities.

O Brasil abriga a maior riqueza de anuros do mundo (946 espécies). Os anuros são os anfíbios mais conhecidos no mundo, com um total de 5.679 espécies identificadas. Estudos em relação a estrutura das comunidades de parasitos de anuros vem sendo aos poucos estudadas em nosso país. Nesse estudo foram investigadas a composição e a estrutura da comunidade parasitária de seis espécies de anuros (Ischnocnema henselii, Leptodactylus latrans, Rhinella icterica, Physalaemus cuvieri, Scinax fuscovarius e Melanophryniscus simplex). Os anuros (68 espécimes de P. cuvieri; 60 espécimes de L. latrans, R. icterica e S. fuscovarius; 32 espécimes de I. henselii e 30 espécimes de M. simplex) foram coletados manualmente ou com pitfalls na área da Florestal Gateados, no município de Campo Belo do Sul, SC, Brasil. Foram encontradas 31 espécies de helmintos: 10 espécies de digenéticos; uma espécie de monogenético, duas espécies de cestóides, duas espécies de acantocéfalos e 16 espécies de nematóides. Os anuros estudados apresentaram riquezas parasitárias distintas (17 espécies em L. latrans; 12 espécies em R. icterica; oito espécies em P. cuvieri; cinco espécies em M. simplex; quatro espécies em I. henselii e quatro espécies em S. fuscovarius). As espécies com maiores valores de similaridade qualitativa (0,409) e quantitativa (0,581) foram L. latrans e R. icterica. O tamanho dos anuros de I. henselii, L. latrans e R. icterica influenciaram na abundância de parasitos, nos anuros de L. latrans o tamanho também influenciou na prevalência e na riqueza parasitária. Diferente dos anuros de P. cuvieri, S. fuscovarius e M. simplex onde tamanho não influenciou na abundância, na prevalência e na riqueza parasitária. O sexo do hospedeiro influenciou na abundância de cosmocercídeos em I. henselii e na prevalência de cosmocecídeos em L. latrans. Em R. icterica, P. cuvieri e em S. fuscovarius o sexo não influenciou na abundância, na prevalência e na riqueza parasitária dos helmintos. Nesse, estudo apresentamos novas espécies de hospedeiros para determinadas espécies de helmintos, nova localidade (Santa Catarina) para algumas espécies de helmintos e o município de Campo Belo do Sul é registrado como um novo local para as 31 espécies de helmintos.

O conhecimento sobre parâmetros populacionais vitais é uma importante ferramenta para a conservação das espécies, permitindo refinar a avaliação do status de conservação e servindo como base para programas de conservação e manejo. A grande lacuna de conhecimento sobre a ecologia das espécies do gênero Melanophryniscus deve-se, sobretudo, à dificuldade de encontrá-los na natureza quando não estão se reproduzindo. Nesse trabalho, empregamos modelos de marcação e recaptura para estimar sobrevivência, emigração temporária, probabilidade de captura e de recaptura e abundância da única população conhecida do ameaçado sapinho-admirável-de-barriga-vermelha, Melanophryniscus admirabilis. Coletamos os dados em intervalos irregulares entre outubro de 2010 e setembro de 2014. Para a identificação individual, usamos o método de fotoidentificação. A sobrevivência anual e a probabilidade de detecção dos indivíduos foram maiores para machos do que para fêmeas. A variação nas taxas de emigração temporária evidenciou a estação reprodutiva da espécie. A probabilidade de captura foi dependente da pluviosidade acumulada dos últimos sete dias e teve um efeito negativo para temperaturas extremas. A abundância no sítio reprodutivo variou de 14 (na estação não-reprodutiva) à 929 indivíduos (na estação reprodutiva). Nossa estimativa de crescimento populacional discreto demonstra que a população parece estável (λ = 1.04). Nós discutimos a necessidade de proteger a área onde M. admirabilis ocorre, assim como recomendamos que programas de conservação e monitoramento sejam implementados, visando manter condições adequadas para a sobrevivência da espécie.

Submitted by Mendes Eduardo (dasilva@ufba.br) on 2013-08-20T19:45:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Thely.pdf: 105161 bytes, checksum: 63d50db98479d3b704820ef830d312bd (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br) on 2013-08-23T21:38:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Thely.pdf: 105161 bytes, checksum: 63d50db98479d3b704820ef830d312bd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-23T21:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Thely.pdf: 105161 bytes, checksum: 63d50db98479d3b704820ef830d312bd (MD5) / Fapesb / A capacidade das larvas de anfíbios anuros de reduzir o tempo de metamorfose e o tamanho do corpo em resposta a flutuações nas variáveis ambientais dos corpos d’água temporários tem sido registrada em vários estudos realizados em campo e em laboratório. As principais alterações nestes ambientes estão relacionadas a redução do nível da água e o aumento da temperatura. A redução da água é apontada como a principal variável que induz tal resposta. No entanto, poucos trabalhos tentaram dissociar o efeito da redução da água e da temperatura. O objetivo do presente estudo foi analisar simultaneamente o efeito da redução da água e da temperatura sobre o desenvolvimento e crescimento dos girinos de Pleurodema diplolister e Rhinella granulosa, espécies que utilizam ambientes temporários para reprodução. Girinos das duas espécies foram submetidos a quatro tratamentos: (1) volume de água constante 2000 ml (Vc), temperatura constante de 26Cº; (2) volume de água reduzido gradualmente de 2000 ml para 200 ml ou 150 ml (Vr), temperatura constante de 26Cº; (3) Vc, temperatura constante de 30Cº ou 33°C e (4) Vr e temperatura constante como no tratamento (3). Girinos de P. diplolister e R. granulosa responderam a altas temperaturas reduzindo o tempo de desenvolvimento. A redução no volume da água contribuiu para redução do tamanho do corpo das duas espécies. Girino de P. diplolister mantidos a 30°C apresentaram redução no crescimento, ao contrário dos girinos de R. granulosa que apresentaram aumento no crescimento quando submetidos a 30°C. / Salvador, Bahia

O Brasil abriga a maior riqueza de anuros do mundo (946 espécies). Os anuros são os anfíbios mais conhecidos no mundo, com um total de 5.679 espécies identificadas. Estudos em relação a estrutura das comunidades de parasitos de anuros vem sendo aos poucos estudadas em nosso país. Nesse estudo foram investigadas a composição e a estrutura da comunidade parasitária de seis espécies de anuros (Ischnocnema henselii, Leptodactylus latrans, Rhinella icterica, Physalaemus cuvieri, Scinax fuscovarius e Melanophryniscus simplex). Os anuros (68 espécimes de P. cuvieri; 60 espécimes de L. latrans, R. icterica e S. fuscovarius; 32 espécimes de I. henselii e 30 espécimes de M. simplex) foram coletados manualmente ou com pitfalls na área da Florestal Gateados, no município de Campo Belo do Sul, SC, Brasil. Foram encontradas 31 espécies de helmintos: 10 espécies de digenéticos; uma espécie de monogenético, duas espécies de cestóides, duas espécies de acantocéfalos e 16 espécies de nematóides. Os anuros estudados apresentaram riquezas parasitárias distintas (17 espécies em L. latrans; 12 espécies em R. icterica; oito espécies em P. cuvieri; cinco espécies em M. simplex; quatro espécies em I. henselii e quatro espécies em S. fuscovarius). As espécies com maiores valores de similaridade qualitativa (0,409) e quantitativa (0,581) foram L. latrans e R. icterica. O tamanho dos anuros de I. henselii, L. latrans e R. icterica influenciaram na abundância de parasitos, nos anuros de L. latrans o tamanho também influenciou na prevalência e na riqueza parasitária. Diferente dos anuros de P. cuvieri, S. fuscovarius e M. simplex onde tamanho não influenciou na abundância, na prevalência e na riqueza parasitária. O sexo do hospedeiro influenciou na abundância de cosmocercídeos em I. henselii e na prevalência de cosmocecídeos em L. latrans. Em R. icterica, P. cuvieri e em S. fuscovarius o sexo não influenciou na abundância, na prevalência e na riqueza parasitária dos helmintos. Nesse, estudo apresentamos novas espécies de hospedeiros para determinadas espécies de helmintos, nova localidade (Santa Catarina) para algumas espécies de helmintos e o município de Campo Belo do Sul é registrado como um novo local para as 31 espécies de helmintos.