O método da análise de flutuações destendenciadas (Detrended Fluctuation Analysis - DFA), proposto por Peng et al. (1994), é um exemplo de metodologia recente, sendo utilizada em um crescente número de aplicações, para identificar longa dependência em séries temporais. Como não existe uma regra específica para a escolha dos números de regressores no método de DFA, apresentamos aqui uma escolha ótima assintótica. Para um ruído Gaussiano fracionário, provamos que o estimador bHDFA tem distribuição Gaussiana exata e assintótica. O parâmetro mais importante para ser estimado em dados com caudas pesadas é a sua taxa de decaimento α que determina a probabilidade de ocorrência dos valores extremos da distribuição subjacente. Propomos, neste trabalho, um novo estimador para o parâmetro α, baseado na função característica empírica e no procedimento de encolhimento de wavelets. Estamos interessados em analisar a longa dependência em sequência de DNA utilizando a metodologia de mudança de regimes, proposta por Liu (2000). Nesta metodologia, se a duração dos regimes de uma série temporal tem uma distribuição de caudas pesadas com parâmetro α ∈ (1, 2), então a série temporal apresenta a característica de longa dependência. Além disso, aplicando-se qualquer transformação linear que preserva a propriedade de variância finita na série temporal, igualmente preservará a propriedade de longa dependência. Por fim, estudamos as distribuições de distâncias das regiões codantes e não codantes em sequências de DNA. Concluímos que todas as técnicas apresentadas neste trabalho, para analisar longa dependência em série temporais, envolvendo conceitos de análise de flutuações destendenciadas, distribuições com caudas pesadas e encolhimento de wavelets, mostram a existência de longa dependência em todas sequências de DNA aqui estudadas. / The method of detrended fluctuation analysis (DFA), proposed by Peng et al. (1994), is useful in revealing the extent of long-range dependence in time series. Since there is not a specific rule for the choice of the numbers of regressors in DFA method, we present here an asymptotic optimal choice. For a fractional Gaussian noise, we prove the exact and the asymptotic Gaussian distributions for the bHDFA estimator. The most important parameter to estimate in a heavy-tailed data is the tail rate of decay α which determines the probability of occurrence of extreme values of the underlying distribution. Here we propose a novel estimator for α based on the empirical characteristic function and on the principal of wavelet shrinkage. Here we are interested in analyzing the long-range dependence in several DNA sequences, under the heavy-tail regime switching mechanism, proposed by Liu (2000). In this mechanism, if the duration of the regimes of a given time series has a heavy tail distribution with index parameter α ∈ (1, 2), then there is long-range dependence in this time series, and any functional transformation of the original time series preserving the property of finite variance, also preserves the property of long-range dependence. We also study the length distribution of coding and noncoding regions in DNA sequences. We conclude that all techniques presented in this paper to analyze longrange dependence in time series, involving concepts of detrended fluctuation analysis, heavy tail distributions and wavelet shrinkage, show the existence of long-range dependence in all DNA sequences studied here.

As abelhas da tribo Meliponini (abelhas sem ferrão) estão amplamente distribuídas pelas regiões tropicais do planeta, tendo um importante papel na polinização, sendo o gênero Melipona o que contém o maior número de espécies. A espécie Melipona marginata é uma das menores e mais ancestrais do grupo, e a exemplo de outras espécies nidifica em ocos de árvore. M. marginata, assim como outras espécies do gênero Melipona, vêm sofrendo com a destruição do seu ambiente natural, pelo desmatamento, sendo, aparentemente mais exigente que outras espécies quanto ao tamanho do fragmento florestal para se manter, devido a isso é encontrada apenas em fragmentos maiores, mais antigos e menos perturbados. Tendo em vista a perda de hábitat e o pouco conhecimento da biologia dessa espécie, este trabalho pretende analisar populações de M. marginata, através da técnica PCR+RFLP do DNA mitocondrial e marcadores microssatélites, visando contribuir para entendimento da estrutura populacional de M. marginata. Foram analisados 54 ninhos, provenientes dos estados de MG, SP, PR, SC e RS. Oito regiões do DNA mitocondrial foram amplificadas, e posteriormente digeridas com 12 enzimas de restrição. Foram detectados 14 haplótipos, sendo apenas um compartilhado. A população de SP apresentou o maior número de haplótipos. Os testes estatísticos demonstraram que as populações estão estruturadas e isoladas, não havendo fluxo gênico entre as populações. Já nas análises dos microssatélites foram analisados 4 locos, apresentando alta variabilidade genética, onde também foi verificado que as populações se encontram estruturadas. Os resultados obtidos podem ser explicados principalmente pela redução da área de floresta, mas, podem se dever a eventos antigos em conseqüência de mudanças climáticas ocorridas durante as últimas glaciações. / The tribe Meliponini (stingless bees) is present in all tropical regions of the world and has an important role in pollination. The genus Melipona has the highest number of species in the tribe. The specie Melipona marginata is considered the most ancestral within the genus, and like other species builds the nests in hollow of trees. Unfortunately several bee species have suffered with the devastation of their natural environment. M. marginata seems to be very dependent on the size of the forest fragment, being found only in the biggest, oldest and consequently more preserved ones. In view of the habitat loss and few biological knowledge about this specie, this research intended to analyse M. marginata populations molecularly, through mitochondrial DNA PCR-RFLP and microsatellite data., Fifty four colonies were analyzed, from MG, SP, PR, SC and RS states. Eight mitochondrial DNA regions were amplified and screened with 12 restriction enzymes. Fourteen haplotypes were verified and among them just one was shared. SP population showed the highest number of haplotypes. Statistic tests showed that the 5 populations were genetic structured and isolated, therefore not presenting gene flow. The 4 microsatellites loci analyzed showed high genetic variability. The statistics analysis indicated that the 5 populations are structure and isolated. These results can be explained mainly because the decrease of forest leading to population isolation, however we can not discard the hypothesis that this current scenario is a consequence of climatic changes occurred during the last glaciations.

Resumo não disponível

Os lagartos do gênero Liolaemus WIEGMANN, 1834 pertencem à família Liolaemidae FROST et al., 2001. O gênero Liolaemus, com cerca de 200 espécies, inclui lagartos de moderado tamanho, principalmente lagartos pequenos, restritos à região austral da América do Sul. As regiões de ocorrência de Liolaemus incluem extensas áreas de areia eólica: as praias arenosas do Chile, Argentina, Uruguai e o sul do Brasil, assim como areias planas e sistemas de dunas dispersos por todo o interior da Argentina e Chile. No Brasil, o gênero é representado por três espécies: Liolaemus lutzae MERTENS, 1938; Liolaemus occipitalis BOULENGER, 1885 e Liolaemus arambarensis VERRASTRO et al., 2003. A espécie alvo deste estudo é Liolaemus occipitalis, que ocorre ao longo de todo o litoral do Rio Grande do Sul e litoral sul de Santa Catarina (até a ilha de Florianópolis). O objetivo do presente trabalho é apresentar um estudo filogeográfico e de diversidade morfológica desta espécie, com o intuito de aprofundar os conhecimentos sobre L. occipitalis e acerca da problemática de sua conservação, empregando uma análise molecular baseada em DNA mitocondrial, além de análises merística e morfométrica. Com esta finalidade, foram coletados exemplares de L. occipitalis (n = 78) em dez populações ao longo do gradiente geográfico da espécie. Os resultados demostraram que alguns caracteres merísticos e morfométricos apresentaram uma certa tendência de diferenciação entre populações do centro e do norte da distribuição geográfica da espécie; também um padrão mais abrangente de diferenciação entre populações do norte e do sul foi levemente indicado por alguns destes caracteres. Outros caracteres, porém, demonstraram-se variáveis de um modo geral não indicando nenhum padrão geográfico de diferenciação; e outros, ainda, apresentaram-se invariáveis ou com variabilidade não-significativa entre as populações analisadas. As análises moleculares indicaram uma estruturação entre as populações de L. occipitalis de Santa Catarina, o que não ocorreu nas populações do Rio Grande do Sul. Além disso, indicaram como provável centro de origem e dispersão da espécie a região do centro e/ou do sul de sua distribuição no Estado do Rio Grande do Sul. Verificou-se, também, a existência de fluxo gênico livre entre as populações estudadas, e a neutralidade das mutações apresentadas pelas seqüências analisadas.

Ctenomys flamarioni, comumente chamado tuco-tuco-das-dunas, é um roedor subterrâneo que habita a primeira linha de dunas costeiras do Estado do Rio Grande do Sul. Devido à pouca informação sobre este roedor e ao fato de ser uma espécie endêmica e ameaçada de extinção (principalmente pela redução e modificações antrópicas a que é submetido o ecossistema costeiro) o principal esforço desta tese foi centralizado na caracterização genética da variabilidade (e em como esta se encontra distribuída) em populações ao longo de toda a área de distribuição da espécie. Para isto foram utilizados dois tipos de marcadores moleculares, loci nucleares (nove loci de microssatélites) e seqüências de DNA mitocondrial (389 pares de bases da região controladora e 665 pares de bases do citocromo-b).Para três das dez populações amostradas foram incorporadas análises demográficas tanto a partir de dados de campo quanto a partir de dados genéticos através da utilização de loci de microssatélites. Para estas populações foram observadas diferenças significativas na proporção de machos e fêmeas (1:2, para os indivíduos adultos) e nas medidas utilizadas como estimativa de dimorfismo sexual (machos com maior peso e comprimento do corpo). Estas evidências sugerem um padrão de poliginia para C. flamarioni. As análises de estrutura genética indicaram forte diferenciação entre as populações, mas não a nível intrapopulacional. As estimativas de dispersão a partir dos dados genéticos utilizando índices de assignement (FST, FIS, mAIc, vAIc) e teste de AMOVA, mostraram diferenças não significativas entre machos e fêmeas, sugerindo dispersão de ambos os sexos. Todavia, a partir de estimativas de FST entre as populações mais próximas, foi inferida uma maior mobilidade dos machos. Quando a dispersão foi comparada entre aspopulações, esta foi significativamente maior para fêmeas, na população que habita a área mais preservada, e com menor densidade de indivíduos, em relação às outras duas. Para o total de populações, ambos os marcadores mostraram baixa variabilidade genética intrapopulacional, embora esta fosse mais crítica para o mtDNA. Para o conjunto de seqüências da região controladora mitocondrial (n = 89) analisadas foram obtidos sete haplótipos, enquanto que para as do citocromo-b (n = 45), cinco. Para os loci de microssatélites foi observado um número baixo de alelos por loci (entre três e oito). A variabilidade genética obtida foi divergente entre as nove populações estudadas, com valores de diversidade alélica que variaram de 1,1 a 3,6 e valores de heterozigosidade média de 0,21 a 0,70.As populações do sul da distribuição apresentaram os menores valores de variabilidade: a maioria dos loci nucleares em estado monomórfico e baixo número de haplotipos para os loci mitocondriais. O baixo polimorfismo obtido para os microssatélites não tem permitido o uso de testes estatísticos para detectar gargalos de garrafa. Todavia, para três das seis populações analisadas foi verificada a existência de reduções recentes do tamanho populacional. Os níveis de diferenciação genética entre populações foram maiores para os loci de microssatélites que para os de mtDNA, sugerindo assim baixo fluxo gênico atual e maior conectividade histórica entre as populações. Através dos testes de AMOVA, para os dois tipos de marcadores genéticos utilizados, foi observada correlação positiva entre a estruturação da variabilidade e a presença de duas das três possíveis barreiras geográficas ao fluxo gênico testadas. Os testes de Mantel evidenciaram um padrão de isolamento pela distância quando todas as populações foram consideradas na análise, mas não a nível regional.As árvores filogenéticas obtidas a partir dos diferentes métodos empregados evidenciaram relações pouco profundas entre os haplótipos, também sugeridas através das análises de Network. Estas últimas indicaram os haplótipos do norte da distribuição como os ancestrais, a partir dos quais teriam se originado os demais. A partir das diferentes abordagens utilizadas para testar a expansão demográfica (mismatch distribution, teste de Tajima, Fu, e modelo de crescimento exponencial), foi evidenciado sinal positivo, embora fraco, de expansão. O baixo poder dos testes empregados pode estar evidenciando, para a espécie, um padrão mais complexo de ocupação de sua atual área de distribuição, no qual flutuações do tamanho populacional, tanto históricas como contemporâneas, teriam um papel fundamental na redução da variabilidade genética. A partir de métodos semi e não-paramétricos foi estimado o tempo de divergência das principais linhagens filogenéticas de C. flamarioni (aproximadamente 90.000 anos) assim como uma taxa de mutação para o citocromo-b (μ = 0,019⁄ sítio ⁄ milhão de anos). Baseado nesta taxa de mutação, o tempo de ocorrência da principal expansão demográfica foi estimado em 60.000 anos. A partir dos resultados obtidos para os marcadores moleculares utilizados, e com o aporte de informação dos polimorfismos cariotípicos e protéicos reportados para a espécie, foi proposto: (1) duas Unidades Evolutivamente Significativas (ESUs) para C. flamarioni, a primeira formada pelas populações das regiões I, II e III, e a segunda incluindo as populações pertencentes à região IV; e (2) que cada uma das populações estudadas se constitua em uma unidade de manejo independente. / The tuco-tuco-das-dunas, Ctenomys flamarioni, is a subterranean rodent that inhabits the first line of the coastal dunes in State of Rio Grande do Sul. Due to the lack of information about this endemic rodent, and the threatened situation of the species (mainly as result of the anthropogenic changes over native coastal ecosystem), the effort of this thesis was focalized on the genetic variability characterization, and its distribution, over the total range of the species. With this aim two kinds of molecular markers were used: nine nuclear microsatellites loci and mitochondrial DNA sequences (389 base pairs of the control region and 665 base pairs of the cytochrome-b). In three of the ten populations sampled demographical analyses were done both from field and genetical data. For adult individuals significant differences were observed toward a female-biased sex-ratio (1 male:2 female) and sexual dimorphism (males heavier and larger than females). These evidences support a hypothesis of polygyny in C. flamarioni.Analysis of genetic structure revealed strong differentiation among populations, but no significant structure at the intrapopulation level. Non-significant values were obtained for the tested indexes, from assignment tests (FST, FIS, mAIc, vAIc) as well as from AMOVA, showing no evidence of sex-biased dispersal over populations. Nevertheless, for the nearest populations, non significant pairwise FST for males suggested a slightly male-biased dispersal pattern. In regard to inter-population differences, significant differences were clearer in the dispersal patterns among females with more dispersal for the population at the most preserved habitat than the two others. For all populations both microsatellites and mtDNA datasets showed low withinpopulation genetic variation but, it was more critical for mtDNA. For the mitochondrialcontrol-region set of sequences (n = 89) a total of seven haplotypes were obtained, and for the cytochrome-b dataset (n = 45) five haplotypes. The nine microsatellite loci surveyed were polymorphic with variable number of alleles by locus, ranging from three to seven. The same was observed with the genetic variability: the population mean diversity for varied between 1.1 to 3.6 alleles, and the mean observed heterozygosity across all loci ranged from 0.21 to 0.70. The three populations from the southern region of the range showed the lowest values of diversity: most of nuclear loci in monomorphic state and low number of haplotypes for the mtDNA datasets. The low number of polymorphic loci in these populations precluded the use of statistical test for bottleneck detection. However, for three of the six populations examined, a genetic signature of recent population size reduction was observed. Levels of genetic differentiation among populations were higher for microsatellites than mitochondrial loci, suggesting lower gene flow at the present than in the past. For both kinds of markers, the AMOVA analyses showed a substantial relationship between the genetic variation partitioning and two of the three hypothesized historical barriers to gene flow. Positive correlation between the genetic and geographic distances (isolation-by-distance pattern) was found when the total sampled range was considered but not at regional level. Phylogenetic tree analyses showed a shallow relationship between haplotypes, also suggested by the network approach. The northern haplotypes were suggested as the most ancient. Weak evidences of recent population expansion were obtained from the mismatch distribution, Tajima and Fu’s tests and using an exponential grow model. The lack ofpower of the applied tests may indicate by a complex pattern of the species occupation in its distribution range, in which historical and current reductions in population size possibly had a primary role in the reduction of genetic variability. Further analyses from nonparametric and semiparametric methods estimated a divergence time of haplotypic lineages of 90,000 years ago, in the Late Pleistocene, and a rate of cytochrome-b evolution μ = 1.9% per million years. Using this rate and assuming a stepwise scenario, the major increase in effective population size was estimated as occurring 60,000 years ago. Despite the lack of phylogeographic information to define Evolutionarily Significant Units (ESUs), based on the patterns of variation and divergence from the two kinds of markers and the previous allozyme and karyotype studies we propose, (1) two ESU,the first including north (I) and central (II and III) regions, and the second including all populations at the south of the distribution (IV); and (2) that each of the populations sampled should constitute an independent management unit.

O método da análise de flutuações destendenciadas (Detrended Fluctuation Analysis - DFA), proposto por Peng et al. (1994), é um exemplo de metodologia recente, sendo utilizada em um crescente número de aplicações, para identificar longa dependência em séries temporais. Como não existe uma regra específica para a escolha dos números de regressores no método de DFA, apresentamos aqui uma escolha ótima assintótica. Para um ruído Gaussiano fracionário, provamos que o estimador bHDFA tem distribuição Gaussiana exata e assintótica. O parâmetro mais importante para ser estimado em dados com caudas pesadas é a sua taxa de decaimento α que determina a probabilidade de ocorrência dos valores extremos da distribuição subjacente. Propomos, neste trabalho, um novo estimador para o parâmetro α, baseado na função característica empírica e no procedimento de encolhimento de wavelets. Estamos interessados em analisar a longa dependência em sequência de DNA utilizando a metodologia de mudança de regimes, proposta por Liu (2000). Nesta metodologia, se a duração dos regimes de uma série temporal tem uma distribuição de caudas pesadas com parâmetro α ∈ (1, 2), então a série temporal apresenta a característica de longa dependência. Além disso, aplicando-se qualquer transformação linear que preserva a propriedade de variância finita na série temporal, igualmente preservará a propriedade de longa dependência. Por fim, estudamos as distribuições de distâncias das regiões codantes e não codantes em sequências de DNA. Concluímos que todas as técnicas apresentadas neste trabalho, para analisar longa dependência em série temporais, envolvendo conceitos de análise de flutuações destendenciadas, distribuições com caudas pesadas e encolhimento de wavelets, mostram a existência de longa dependência em todas sequências de DNA aqui estudadas. / The method of detrended fluctuation analysis (DFA), proposed by Peng et al. (1994), is useful in revealing the extent of long-range dependence in time series. Since there is not a specific rule for the choice of the numbers of regressors in DFA method, we present here an asymptotic optimal choice. For a fractional Gaussian noise, we prove the exact and the asymptotic Gaussian distributions for the bHDFA estimator. The most important parameter to estimate in a heavy-tailed data is the tail rate of decay α which determines the probability of occurrence of extreme values of the underlying distribution. Here we propose a novel estimator for α based on the empirical characteristic function and on the principal of wavelet shrinkage. Here we are interested in analyzing the long-range dependence in several DNA sequences, under the heavy-tail regime switching mechanism, proposed by Liu (2000). In this mechanism, if the duration of the regimes of a given time series has a heavy tail distribution with index parameter α ∈ (1, 2), then there is long-range dependence in this time series, and any functional transformation of the original time series preserving the property of finite variance, also preserves the property of long-range dependence. We also study the length distribution of coding and noncoding regions in DNA sequences. We conclude that all techniques presented in this paper to analyze longrange dependence in time series, involving concepts of detrended fluctuation analysis, heavy tail distributions and wavelet shrinkage, show the existence of long-range dependence in all DNA sequences studied here.

Orientador: Edi Lucia Sartorato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:42:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DeMoraes_VanessaCristineSousa_M.pdf: 3761242 bytes, checksum: 82ef24aca3f38d5f5533f00365873b09 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A perda auditiva é a mais comum das deficiências sensoriais da população em geral. A surdez congênita ocorre em cerca de 1 em cada 1000 nascidos vivos, dos quais aproximadamente 50% têm origem hereditária nos países desenvolvidos. A perda auditiva não-sindrômica pode ser causada por mutações em genes nucleares e genes mitocondriais (mtDNA). Mutações no mtDNA foram associadas ao uso de aminoglicosídicos e à surdez não-sindrômica em muitas famílias no mundo todo. No entanto, o background genético do indivíduo influencia a expressão fenotípica destas mutações patogênicas. Dessa forma, foi proposto que os genes nucleares modificadores modulam a manifestação fenotípica da mutação mitocondrial A1555G no gene MTRNR1. Ambos os genes nucleares modificadores TRMU e MTO1 codificam uma proteína mitocondrial altamente conservada, a qual acredita-se estar envolvida na modificação do tRNA. Estudos propuseram que o TRMU humano, assim como o gene nuclear MTO1 poderiam modular a manifestação fenotípica da surdez associada a mutações mitocondriais. O objetivo deste trabalho foi elucidar a contribuição de mutações mitocondriais, de mutações em genes nucleares modificadores e a exposição aos aminoglicosídeos no fenótipo da perda auditiva. Nossos achados sugerem que o background genético dos indivíduos pode desempenhar um papel importante na patogênese da surdez associada à mutação mitocondrial e ao uso de aminoglicosídeos. / Abstract: Hearing loss is the most prevalent sensorial deficit in the general population. Congenital deafness occurs in about 1 in 1000 live births, of which approximately 50% has hereditary cause in development countries. Non-syndromic deafness can be caused by mutations in both nuclear and mitochondrial genes. Mutations in mtDNA have been associated with aminoglycoside-induced and non- yndromic deafness in many families worldwide. However, the nuclear background influences the phenotypic expression of these pathogenic mutations. Indeed, it has been proposed that nuclear modifier genes modulate the phenotypic manifestation of the mitochondrial A1555G mutation in the MTRNR1 gene. The both putative nuclear modifiers genes TRMU and MTO1 encoding a highly conserved mitochondrial related to tRNA modification. It has been hypothesizes that human TRMU and also MTO1 nuclear genes may modulate the phenotypic manifestation of deafnessassociated mitochondrial mutations. The aim of this work was to elucidate the contribution of mitochondrial mutations, nuclear modifier genes mutations and aminoglycoside exposure in the deafness phenotype. Our findings suggest that the genetic background of individuals may play an important role in the pathogenesis of deafness-associated with mitochondrial mutation and aminoglycoside-induced. / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As porções uniparentais do genoma humano, representadas pelo cromossomo Y e pelo DNA mitocondrial (DNAmt), contêm informação genética relacionada às heranças patrilinear e matrilinear, respectivamente. Além da aplicabilidade em genética médica e forense, o DNAmt tem sido utilizado como um importante marcador molecular em estudos sobre evolução para traçar inferências filogenéticas e filogeográficas sobre as populações humanas. A análise de linhagens de DNAmt presentes em diferentes populações mundiais levou à identificação de haplogrupos reunindo diversos haplótipos específicos dos grandes grupos étnicos: africanos, europeus, asiáticos e nativos americanos. A população brasileira é conhecida como uma das mais heterogêneas do mundo, resultado do processo de colonização do país, abrangendo mais de cinco séculos de miscigenação entre povos de diferentes continentes. Este trabalho teve como objetivo estimar a partir da análise do DNA mitocondrial as proporções ancestrais africanas, européias e ameríndias na população do Rio de Janeiro. Para isso foram sequencidas as regiões hipervariáveis HVI e HVII do DNAmt de 109 indivíduos não relacionados geneticamente residentes no Rio de Janeiro. Os haplogrupos foram classificados de acordo com o conjunto de polimorfismos dos haplótipos individuais. Programas estatísticas foram utilizados para a determinação de parâmetros de diversidade genética e comparações populacionais. A diversidade haplotípica foi estimada em 0,9988. Nossos resultados demonstraram na população do Rio de Janeiro percentuais de cerca de 60%, 25% e 15% de ancestralidades maternas africana, ameríndia e européia, respectivamente. Através da análise de distâncias genéticas, evidenciou-se que a população do Rio de Janeiro está mais próxima das populações brasilerias dos estados de São Paulo e Alagoas. Como descrito nos registros históricos, algumas regiões do país tiveram processos de colonização muito específicos que se refletem nas proporções ancestrais maternas e paternas observadas. Em relação ao DNAmt, não se verificou diferença genética significativa entre as populações do Rio de Janeiro e a de Angola, uma população africana. Os resultados obtidos estão em estreita concordância com os registros históricos e outros estudos genéticos acerca da formação da população brasileira / The uniparental portions of the human genome, represented by the Y chromosome and mitochondrial DNA (mtDNA), contain genetic information related to patrilineal and matrilineal inheritance, respectively. Besides the application in medical genetics and forensic, the mtDNA has been used as an important molecular marker in studies of evolution to trace phylogenetic and phylogeographic inferences on human populations. The analysis of mtDNA lineages present in different populations worldwide led to the identification of haplogroups combining several specific haplotypes of the major ethnic groups: Africans, Europeans, Asians and Native Americans. The Brazilian population is known as one of the most heterogeneous in the world, a result of the colonization process of the country, covering more than five centuries of miscegenation between peoples of different continents. This study aimed to estimate from the analysis of mitochondrial DNA, the ancestral proportion of African, European and Amerindian in the Rio de Janeiro population. For that reason, the hypervariable regions HVI and HVII of mtDNA from 109 genetically unrelated individuals residing in Rio de Janeiro were sequenced. The haplogroups were classified according to the set of polymorphism of the individual haplotypes. Statistical programs were used for determination of parameters of genetic diversity and population comparisons. The haplotype diversity was estimated to be 0.9988. Our results showed in the population of Rio de Janeiro percentage of about 60%, 25% and 15% of maternal African ancestry, Amerindian and European, respectively. Through the analysis of genetic distances, it was showed that the population of Rio de Janeiro is closer to Brazilian populations of the states of Sao Paulo and Alagoas. As described in historical records, some regions had very specific processes of colonization that are reflected in the maternal and paternal ancestors proportions observed. Regarding mtDNA, there was no significant genetic difference between the populations of Rio de Janeiro and Angola, an African population. The current results are in close agreement with the historical records and other genetic studies on the formation of the Brazilian population

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As porções uniparentais do genoma humano, representadas pelo cromossomo Y e pelo DNA mitocondrial (DNAmt), contêm informação genética relacionada às heranças patrilinear e matrilinear, respectivamente. Além da aplicabilidade em genética médica e forense, o DNAmt tem sido utilizado como um importante marcador molecular em estudos sobre evolução para traçar inferências filogenéticas e filogeográficas sobre as populações humanas. A análise de linhagens de DNAmt presentes em diferentes populações mundiais levou à identificação de haplogrupos reunindo diversos haplótipos específicos dos grandes grupos étnicos: africanos, europeus, asiáticos e nativos americanos. A população brasileira é conhecida como uma das mais heterogêneas do mundo, resultado do processo de colonização do país, abrangendo mais de cinco séculos de miscigenação entre povos de diferentes continentes. Este trabalho teve como objetivo estimar a partir da análise do DNA mitocondrial as proporções ancestrais africanas, européias e ameríndias na população do Rio de Janeiro. Para isso foram sequencidas as regiões hipervariáveis HVI e HVII do DNAmt de 109 indivíduos não relacionados geneticamente residentes no Rio de Janeiro. Os haplogrupos foram classificados de acordo com o conjunto de polimorfismos dos haplótipos individuais. Programas estatísticas foram utilizados para a determinação de parâmetros de diversidade genética e comparações populacionais. A diversidade haplotípica foi estimada em 0,9988. Nossos resultados demonstraram na população do Rio de Janeiro percentuais de cerca de 60%, 25% e 15% de ancestralidades maternas africana, ameríndia e européia, respectivamente. Através da análise de distâncias genéticas, evidenciou-se que a população do Rio de Janeiro está mais próxima das populações brasilerias dos estados de São Paulo e Alagoas. Como descrito nos registros históricos, algumas regiões do país tiveram processos de colonização muito específicos que se refletem nas proporções ancestrais maternas e paternas observadas. Em relação ao DNAmt, não se verificou diferença genética significativa entre as populações do Rio de Janeiro e a de Angola, uma população africana. Os resultados obtidos estão em estreita concordância com os registros históricos e outros estudos genéticos acerca da formação da população brasileira / The uniparental portions of the human genome, represented by the Y chromosome and mitochondrial DNA (mtDNA), contain genetic information related to patrilineal and matrilineal inheritance, respectively. Besides the application in medical genetics and forensic, the mtDNA has been used as an important molecular marker in studies of evolution to trace phylogenetic and phylogeographic inferences on human populations. The analysis of mtDNA lineages present in different populations worldwide led to the identification of haplogroups combining several specific haplotypes of the major ethnic groups: Africans, Europeans, Asians and Native Americans. The Brazilian population is known as one of the most heterogeneous in the world, a result of the colonization process of the country, covering more than five centuries of miscegenation between peoples of different continents. This study aimed to estimate from the analysis of mitochondrial DNA, the ancestral proportion of African, European and Amerindian in the Rio de Janeiro population. For that reason, the hypervariable regions HVI and HVII of mtDNA from 109 genetically unrelated individuals residing in Rio de Janeiro were sequenced. The haplogroups were classified according to the set of polymorphism of the individual haplotypes. Statistical programs were used for determination of parameters of genetic diversity and population comparisons. The haplotype diversity was estimated to be 0.9988. Our results showed in the population of Rio de Janeiro percentage of about 60%, 25% and 15% of maternal African ancestry, Amerindian and European, respectively. Through the analysis of genetic distances, it was showed that the population of Rio de Janeiro is closer to Brazilian populations of the states of Sao Paulo and Alagoas. As described in historical records, some regions had very specific processes of colonization that are reflected in the maternal and paternal ancestors proportions observed. Regarding mtDNA, there was no significant genetic difference between the populations of Rio de Janeiro and Angola, an African population. The current results are in close agreement with the historical records and other genetic studies on the formation of the Brazilian population

O Brasil é o país mais rico do mundo em espécies de psitacídeos (cerca de 74), sendo 17 delas ameaçadas de extinção. Entre elas está a arara-azul (Anodorhynchus hyacinthinus) que é considerada vulnerável e pode se tornar ameaçada num futuro próximo, em conseqüência do intenso tráfico ilegal e perda do seu habitat. No presente estudo estimamos os níveis de variabilidade e caracterizamos a estrutura genética de populações naturais de A. hyacinthinus. Analisamos 10 locos de microssatélites de 98 indivíduos e seqüências concatenadas de genes mitocondriais (ND5, citocromo-b e ND2; 2123 pb total) de 80 indivíduos. O índice de diversidade genética foi considerado baixo em relação a outras espécies de psitacídeos. Além disso, os índices RST e a análise bayesiana dos dados de microssatélites indicaram moderada estruturação genética entre indivíduos de quatro regiões geográficas (Pantanal norte, Pantanal sul, norte e nordeste), mas os índices de FST indicaram diferenciação somente entre três regiões (norte e nordeste sem diferenciação). A estruturação entre essas três regiões foi congruente com a forte estruturação genética apontada pelos índices de FST e pela rede de haplótipos das seqüências mitocondriais. Baseado nos dados mitocondriais o tempo de divergência entre os grupos genéticos de A. hyacinthinus foi estimado em 16 a 42 mil anos atrás, o que corresponde ao final do Pleistoceno. Ainda, os resultados apontaram para uma população demograficamente estável ao longo do tempo, o que pode indicar que a baixa variabilidade pode ser uma característica da espécie. Entretanto, a rede de haplótipos apresenta forma em estrela com alguns haplótipos de baixa freqüência, o que pode indicar expansão recente, principalmente para região nordeste. Baseado nos dados de estruturação genética populacional, foi possivel indicar a possível origem de indivíduos apreendidos e sem procedência conhecida, o que é importante para realizar ações preventivas de repressão e fiscalização. Adicionalmente, foram analisados sete locos de microssatélites de filhotes amostrados no mesmo ninho (mesma estação reprodutiva, estações reprodutivas consecutivas e estações alternadas) em duas regiões do Pantanal. Os resultados sugerem que a espécie é predominantemente monogâmica estrita, mas há pelo menos 12,5% de paternidade extra-par e 6,5% de parasitismo de ninho. Além disso, foram confirmados dados obtidos em campo de que muitos casais utilizam o mesmo ninho em anos consecutivos e alternados. Finalmente, padronizamos a sexagem molecular de amostras de penas de muda. Concluindo, os resultados genéticos obtidos nesse trabalho trazem informações sobre os processos envolvidos na história evolutiva dessa espécie, além de contribuir com informações sobre o comportamento reprodutivo das araras-azuis proporcionando mais subsídios para elaboração de programas de conservação. / Brazil has the highest number of parrot species in the world (about 74), 17 of them endangered. Among them is the hyacinth macaw (Anodorhynchus hyacinthinus), which is considered vulnerable and could become endangered in the near future, due to the intense illegal traffic and loss of habitat. In this study we estimated levels of variability and characterized the genetic structure of natural populations of hyacinth macaws. We analyzed 10 microsatellite loci from 98 individuals and concatenated sequences of mitochondrial genes (ND5, cytochrome b and ND2, 2,123 bp total) from 80 individuals. The genetic diversity index was low compared to those from other species of parrots. In addition, RST indeces and Bayesian analysis of microsatellite data showed moderate genetic structure among individuals of four regions in Brazil (north Pantanal, south Pantanal, north and northeast), but FST indeces indicate differentiation only between three regions (north and northeast without differentiation). This is in accordance with the strong genetic structure indicated by FST indeces and haplotype network based on mitochondrial sequences. Based on the mitochondrial data, the time of divergence of the genetic groups of hyacinth macaws was estimated to have occurred 16 to 42 thousand years ago, which corresponds to the late Pleistocene. Still, the results suggest that the population has been demographically stable over time, which may indicate that the low variability levels may be a characteristic of the species. However, the haplotype network presents a star shape, which indicate recent expansion, specially in the northeast. Additionally, given the population genetic structure data, it was possible to identify the most probable region of origin of apprehended individuals, this information is important to plan preventive and repressive control. Additionally, we analyzed seven microsatellite loci of chicks sampled in the same nest (same breeding season, alternate breeding seasons and consecutive seasons) in two regions of the Pantanal. The results suggest that the species is predominantly monogamous, but there is at least 12.5% of extra-pair paternity and 6.5% of brood parasitism. Furthermore, the genetic data is congruent with field observations that suggest that many couples return to the same nest in consecutive and alternative breeding seasons. Finally, we standardized for a molecular sexing protocol for molten feathers. In conclusion, the genetic results obtained in this study provide information about the processes involved in the evolutionary history and the reproductive behavior of hyacinth macaws that may help plan conservation actions.