Os Flavivírus são vírus de 40 50 nm de diâmetro, com formas esféricas e RNA de fita simples, com sentido positivo e aproximadamente 11 kb de comprimento. O Vírus da Febre Amarela, protótipo do grupo, é o agente causador da Febre Amarela, uma antiga doença que causou epidemias generalizadas na África, Américas do Norte e do Sul e Europa do século XVII ao início do século XX, e depois ressurgiu nas últimas décadas na África sub- saariana e América do Sul tropical. O presente trabalho busca a reconstrução da transmissão da Febre Amarela na América do Sul, no tempo e espaço, em especial, considerando a provável influência das populações humanas, primatas não humanos e mosquitos, na evolução e distribuição das linhagens genéticas de Febre Amarela, aplicando modelos de inferência Bayesiana para análises filogenéticas e filogeográficas e testando hipóteses de distribuição geográfica com modelagem de nicho ecológico. Os dados dão poucas evidências de que as estratégias de vacinação vigentes tenham efetivamente colaborado para a diminuição da ocorrência de Febre Amarela, indicando possíveis erros na estratégia de vacinação. A partir da análise Coalescente da população viral de Febre Amarela, a população viral apresentou um decréscimo importante iniciado em meados dos anos 90. A análise filogeográfica sugere um padrão geral de transmissibilidade Source-Sink destacando a região amazônica como fonte de diversidade para as outras áreas estudadas, com uma estrutura filogeográfica secundária em ondas. Assim, as introduções do vírus em áreas fora da amazônia tem ocorrência aleatória e podem ser ligadas temporalmente e geograficamente ao norte da America do Sul. Os modelos de distribuição geográfica corroboram esse padrão e indicam uma área possível para circulação da Febre Amarela ampla, englobando diversos ecótonos. Os resultados indicam um possível efeito em longo prazo da vacinação atuando diretamente sobre a evolução e dinâmica filogenética da Febre Amarela e sugere que monitorar a evolução do vírus da Febre Amarela é uma estratégia válida para compreender sua distribuição geográfica e evidenciar mecanismos complexos de transmissão e introdução. Por sua vez, os modelos de Nicho Ecológico mostraram ser ferramentas adequadas para calcular o risco da doença em determinadas áreas, sem sua ocorrência prévia, contribuindo como um modelo preditivos para orgãos de Vigilância prepararem suas estratégias de prevenção e controle no caso de possível introdução de patógenos / The flaviviruses are viruses of 40-50 nm in diameter, with spherical shaped and single-strand RNA with positive sense and approximately 11 kb in length. The Yellow Fever virus is the prototype of the group and the causative agent of Yellow Fever, a disease which caused widespread epidemics in Africa, North America, South America and Europe of the seventeenth century to the early twentieth century. The disease reemerged in recent decades in sub-Saharan Africa and tropical South America. This manuscript aims to reconstruct, in time and space, the transmission of yellow fever in South America, through the applying of a Bayesian inference model, considering the probable influence of human populations, nonhuman primates and mosquitoes on the evolution and distribution of Yellow Fever genetic lineages. Distributional pattern hypothesis will be tested by computational modeling of ecological niche. The data provide little evidence that current vaccination strategies have effectively contributed to reducing the occurrence of Yellow Fever, indicating possible errors in the vaccination strategy. From the analysis of the Yellow Fever population Coalescence, the viral population showed a significant decrease started in the mid-90s. The phylogeographic analysis suggests a general pattern of transmissibility \"Source-Sink\" highlighting the Amazon region as a source of diversity for the other areas studied, with a secondary phylogeographic wave like structure. Thus, the introductions of the virus into areas outside the Amazon has random occurrence and can be linked temporally and geographically to the north of South America The geographical distribution models corroborate this pattern and indicate a broad possible area for Yellow Fever circulation, encompassing many ecotones. The results indicate a possible long-term effect of vaccination acting directly on the evolution and phylogenetic dynamics of Yellow Fever and suggests that monitoring the evolution of the Yellow Fever virus is a valid strategy to understand the geographical distribution and highlight complex transmission mechanisms and spatial movements. In turn Ecological Niche models showed as an appropriate tool to calculate disease risk in certain areas without previous occurrence of the disease, working as a predictive model for Surveillance institutions prepare their strategies for prevention and control in the case of possible pathogen introduction

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 427044 bytes, checksum: 5c1651c701a5ae2b53e04e42782f989e (MD5) Previous issue date: 2007-09-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Infectious bursal disease (IBD) has been the major preoccupation for the poultry industry, especially in the past decade with the emergency of high virulent strains. Mutations in the gene that code the VP2 viral protein of pathogenic strains and the amiss use of attenuate vaccines by few passages have been responsible for the springing of new outbreaks. The purpose of this work was to analyze phylogenetically two different isolates of IBDV in Minas Gerais State by the comparison of the nucleotide sequence of the gene that code VP2 viral capside protein. In order to study the pathogen-host interaction, a subtractive library was constructed from VERO cells infected by IBDV (8 hours post-infection) aiming the identification of differential gene expression during this interaction. For the phylogenic analysis of the isolates, fragments of 251 bp amplified by RT-PCR were cloned and sequenced. The comparison of the sequences revealed that these isolates have 98-100% identity with classical vaccinal IBDV strains indicating that these outbreaks might have been caused by the vaccinal virus. To construct the subtractive library, two cDNA populations were hibridizated: one derived by IBDV infected VERO cells and other by non infected VERO cells. The hibridizated products were amplified for the posterior cloning and evaluation of the differential express products. Understanding of the replication characteristics of the IBDV associated to the study of the virus infection effects in the gene expression of the host cell, shown in this work, will allow the elucidation of the mechanisms involved in the pathogen-host interaction contributing, therefore, for the development of methods more effectives in the control and prevention of the IBDV. / A doença infecciosa bursal (IBD) tem sido, há muitos anos, uma grande preocupação para a indústria avícola, especialmente na década passada devido a emergência de cepas virais hipervirulentas. Mutações no gene responsável pela codificação da proteína viral VP2 de linhagens patogênicas e a má utilização de vacinas atenuadas por poucas passagens têm sido responsáveis pelo aparecimento de novos surtos. A proposta deste trabalho foi analisar filogeneticamente dois diferentes isolados de IBDV de Minas Gerais por meio da comparação da seqüência nucleotídica do gene que codifica a proteína do capsídeo viral VP2. Em razão da necessidade de se estudar melhor a interação patógeno-hospedeiro, objetivou-se ainda a construção de uma biblioteca subtrativa a partir de células VERO infectadas pelo IBDV, 8 horas após a infecção, com a finalidade de identificar genes diferencialmente expressos durante essa interação vírus-célula hospedeira. Para a análise filogenética dos isolados, fragmentos de 251 pb amplificados por RT-PCR foram clonados e seqüenciados. A comparação das seqüências revelou que os isolados possuem identidade de 98-100% com linhagens clássicas vacinais de IBDV, indicando que os surtos analisados podem ter sido causados pelo vírus vacinal. Para a construção da biblioteca subtrativa, duas populações de cDNA foram hibridizadas: uma derivada de células VERO infectadas por IBDV e a outra de células VERO não infectadas. Os produtos hibridizados foram amplificados para posterior clonagem e avaliação dos produtos diferencialmente expressos. O conhecimento das características replicativas do IBDV associado ao estudo das conseqüências da infecção pelo vírus na expressão gênica da célula hospedeira, iniciado neste trabalho, permitirá a elucidação dos mecanismos envolvidos na interação patógeno-hospedeiro, contribuindo assim para o desenvolvimento de métodos mais eficazes no controle e prevenção da IBD.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Estimativas recentes mostram que as taxas atuais de extinção são muito maiores do que o indicado pelo registro fóssil, sendo as principais ameaças resultado da atividade humana. Como a crise da biodiversidade age em todas as escalas e não apresenta fronteiras políticas, a aplicação do arcabouço teórico da biogeografia da conservação e do planejamento sistemático para conservação se torna muito útil para a identificação de áreas com alto valor de conservação que sejam significativas em um contexto global, continental ou regional. Além da dimensão taxonômica, as dimensões funcional e filogenética da biodiversidade são componentes importantes para a conservação, e a sua perda implica não somente em perda de espécies, mas também na perda de funções ecossistêmicas e de trajetórias evolutivas. O objetivo desta tese foi avaliar como o impacto humano atual gerado pelo uso da terra, influencia padrões funcionais (relacionados ao risco de extinção, Capítulo 1) e filogenéticos (Capítulo 2) de distribuição, e como informações filogenéticas e de atributos podem ser utilizadas para informar priorização espacial pra conservação (Capítulo 3). Nos capítulos 1 e 2 encontrei que a influência do uso da terra sobre a biodiversidade não está restrita apenas às escalas mais locais e de paisagem, mas também já é perceptível em escalas geográficas amplas. Além disso, verifiquei que o uso da terra tem impacto não somente na dimensão taxonômica, mas também nas dimensões filogenética e funcional da diversidade de vertebrados nessa escala macrogeográfica. Isso demonstra a necessidade de um planejamento de ocupação e manejo de áreas utilizadas para atividades humana em ampla escala também, pois o impacto humano não se dá mais somente em escalas finas. O uso atual da terra representa uma ameaça real maior para algumas linhagens de anfíbios (Capítulo 1) e de primatas (Capítulo 2), como, por exemplo, Microhylidae e Atelidae, respectivamente. Isso reforça a necessidade de utilizarmos abordagens filogenéticas que identifiquem quais linhagens estão mais suscetíveis aos impactos decorrentes de atividades humanas. Ao tentar maximizar a a conservação das dimensões taxonômica, filogenética e funcional da biodiversidade de mamíferos, a congruência entre as áreas selecionadas como prioritárias foi baixa. A integração dos diferentes componentes da biodiversidade para selecionar áreas mais eficientes para a conservação das espécies ainda é um desafio. O desencontro entre as prioridades de conservação para as diferentes dimensões da biodiversidade ressalta a necessidade o desenvolvimento de abordagens mais integrativas para a conservação da biodiversidade. / Recent estimates show that current exticntion rates are much higher than the indicated by fossil records. The causes of this elevated rate are mostly result of human activities. The biodiversity crisis affects all scales and presents no political boundaries, the application of the theoretical and analytical framework of Conservation Biogeography and Systematic Conservation Planning becomes very useful to identify meaningful areas with high conservation value locally and globally. In addition to taxonomic diversity, functional and phylogenetic dimensions of biodiversity are also important components to preserve, and their loss implies not only on species number, but also loss of ecosystem services and evolutionary history. The aim of the thesis was to evaluate how impacts of human land use influences functional (related to extinction risk, Chapter 1) and phylogenetic (Chapter 2) distribution patterns, and how phylogenetic and trait information could be used to inform spatial conservation prioritization (Chapter 3). In the chapter 1 and 2 I found that the influence of land use on the biodiversity is not constrained to local and landscape scales, but has an effect at broad-scales too. Besides, I verified that land use impacts on phylogenetic and functional dimensions on macrogeographical scales. These results show a need of creating a broad scale planning for ocupation and management of areas intended to human activities. Current land use is a major threat to some lineages of amphibians (Chapter 1) and primates (Chapter 2), as for example Microhylidae and Atelidae respectively. That reinforces the need of phylogenetics approaches that identify which lineages are more exposed to human activities. We found low congruence between priority areas for maximize the conservation of taxonomic, functional and phylogenetics dimensions of biodiversity. The integration of the differnt componentes of diversity to conservation still is a chalenge. The mismatch of the conservation priorities across the different dimension highlights the necessity of an integrative approach to biodiversity conservation.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2018-07-26T17:56:37Z No. of bitstreams: 2 Tese - Jesús Nazareno Pinto Ledezma - 2017.pdf: 8871426 bytes, checksum: 451cfc37da75487787cfc68ca57f9d82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-27T15:03:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Jesús Nazareno Pinto Ledezma - 2017.pdf: 8871426 bytes, checksum: 451cfc37da75487787cfc68ca57f9d82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T15:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Jesús Nazareno Pinto Ledezma - 2017.pdf: 8871426 bytes, checksum: 451cfc37da75487787cfc68ca57f9d82 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the major challenges in biology is to understand the processes that originate and maintain of species diversity, and that in turn, determinate the observed patterns of biological diversity at different spatial and temporal scales. Here, we explore the historical processes that generate the species diversity and the assembly of local assemblages of Furnariides, the largest bird continental endemic radiation. In general, we used data of geographic distribution, local assemblages, life history (e.g., habitat preference) and molecular phylogenies. Furnariides diversified mainly during the Tertiary period, period in which South America was an island continent. Also, they are tightly related with the habitat that they occupy, where, the forest habitats represent the ancestral habitat for this clade. The Furnariides species richness pattern follows the same species richness pattern of birds in general, with a higher concentration of species at low latitudes and in forest habitats. Although the concentration of species is higher in these regions, the regions at higher latitudes and of open habitats, present rapid rates of speciation, extinction and colonization, suggesting that these habitats represent an effective arena for diversification in the Neotropics, and that are important for the maintenance of species diversity in forest habitats. Finally, the phylogenetic structure of assemblages of Furnariides, is influenced for the habitat preferences, and that the assembly of local assemblages is determined by the combined effect of historical colonisation and local extinction, as well as, the niche conservatism and environmental filtering. / Um dos principais desafios em biologia é entender os processos que dão origem e mantêm a diversidade de espécies, e que, por sua vez, determinam os padrões observados da diversidade biológica em diferentes escalas espaciais e temporais. Nesta tese, exploramos os processos históricos que geram a diversidade de espécies e a montagem de assembleias locais no infraorder dos Furnariides, a maior radiação continental endêmica de aves. De maneira geral se usaram dados de distribuição das espécies, de assembleias locais, historia de vida (e.g., preferência de habitat) e filogenias moleculares. Se demostra que os Furnariides principalmente diversificaram no período Terciário, período no qual América do Sul foi uma ilha continente. Além disso, estão estreitamente relacionadas com o habitat que elas ocupam, sendo que os habitats de floresta representam o habitat ancestral deste clado. O padrão de riqueza de espécies de Furnariides segue o mesmo padrão de riqueza de aves em geral, com uma maior concentração de espécies em latitudes menores e em habitats de floresta. Embora a concentração de espécies seja maior em estas regiões, as regiões de latitudes maiores e de habitats abertos, apresentaram taxas de especiação, extinção e dispersão mais rápidas, sugerindo que os habitats abertos representam areias efetivas de diversificação no Neotrópico e são importantes para o mantimento da diversidade de espécies em habitats de floresta. Finalmente, a estrutura filogenética das assembleias dos Furnariides e influenciada pela preferência de habitat, além disso, a montagem de assembleias locais depende do efeito combinado das taxas diferencias de colonização e extinção local, assim como a conservação de nicho e da filtragem ambiental.

Escherichia coli patogênica aviária (APEC) é a causa de doenças extra-intestinais em aves, que se manifestam na forma de doenças localizadas ou infecções sistêmicas, gerando grandes perdas econômicas para a indústria aviária. O objetivo desse trabalho foi estudar isolados de APEC do sul do Brasil em relação à resistência a agentes antimicrobianos; a prevalência de fatores associados à virulência; a tipagem filogenética e o perfil filogenético. Na avicultura, os agentes antimicrobianos são muito utilizados na prevenção de infecções e na forma de promotores de crescimento. Foram utilizadas 41 isolados de E. coli obtidos de infecções sistêmicas e 144 isolados de celulite, utilizando o método de difusão com discos. Isolados APEC apresentaram baixos níveis de resistência, com excessão da tetraciclina e das sulfonamidas; e para isolados de colissepticemia, também foi observado uma resistência aos antimicrobianos que atuam na parede celular (ampicilina, cefalotina, bacitracina e ceftiofur). Vários fatores de virulência têm sido investigados em cepas APEC, os que têm sido mais frequentemente associados com a patogenicidade são as fímbrias de aderência F1 e Tsh (hemaglutinina sensível à temperatura); o sistema sideróforo aerobactina, a proteína iss (increased serum survival), a cápsula K e a produção de colicina V. Foram realizadas reações da polimerase em cadeia multiplex (PCR), testando um total de 33 fatores nos isolados APEC. Os fatores relacionados a adesão, sideróforos e resistência ao soro foram presentes em todas as amostras. Os fatores que apresentaram maior prevalência nas amostras foram, fimC, ompA, crlA e traT. A tipagem filogenética foi realizada através do método descrito por Clermont et al., (2000), que permite separar os isolados em 4 grupos filogenéticos principais (A, B1, B2 e D). Observamos a maior presença de isolados APEC pertencentes ao grupo D, tanto para celulite quanto para colissepticemia. A análise do perfil filogenético foi realizada pelo método ARDRA, que é baseado na variação da região do espaçamento intergênico (ISR) na região 16S-23S do DNA ribossômico. Os resultados foram analisados formando um dendrograma que mostra a proximidade filogenética dos isolados, indicando que não foi possível separar os clones de celulite dos de colissepticemia e não existem clones endêmicos nas regiões analisadas. Os resultados obtidos no presente estudo, fornecem um panorama geral da resistência aos agentes antimicrobianos, prevalência dos fatores de virulência, tipagem filogenética e perfil filogenético encontrados nos isolados de E. coli aviária do sul do Brasil de infecções de colissepticemia e celulite. / extra-intestinal infections in poultry, called colibacilose, and cause great economic losses to the poultry industry. The aim of this work was to examine APEC strains, isolated from avian cellulitis and colisepticemic chickens from South Brazil, for antibiotic resistance, presence of virulence-associated genes (VAGs), phylogenetic typing and phylogenetic analyses. In poultry, antibiotics are routinely used to prevent infection and promote growth. We analyzed the susceptibility to 15 antibiotics in 144 E. coli isolates collected from cellulitis lesions and in 41 isolates from septicemic chickens. APEC isolates have shown low levels of resistance excepting tetracycline and sulphonamides, and colisepticemic isolates were resistant to antibiotics that act in the cell wall, such as ampicilin, cephalotin, ceftiofur and bacitracin. The virulence factors most frequently associated with APEC pathogenicity are the adhesins F1 and Tsh (Temperature sensitive hemagglutinin), the iron acquisition system aerobactin, the protein Iss (increased serum survival), K1 capsule and production of colicin V. To investigate the presence of VAGs in the isolates, we performed multiplex polymerase chain reactions to test 33 virulence factors. Virulence factors related to adhesion, iron acquisition and serum resistance were present in almost all strains. The factors fimC, ompA, crlA and traT were the most frequent in APEC isolates. The phylogenetic typing were done using the Clermont et al. (2000) method, which classifies E. coli strains into four main phylogenetic groups (A, B1, B2, and D). Our phylogenetic typing has shown that cellulitis and colisseptisemic isolates were more related to group D. Amplified ribossomal restriction analysis (ARDRA) was performed in colissepticemic and celullitis isolates from broiler chickens from Southern Brasil. The similarity among isolates were observed with a dendrogram based on the band pattern. Our results have shown that clones of celullitis and colissepticemic isolates could not be distinguished and there is no endemic clones in regions observed analised. The results of the present work give us a panorama of the susceptibility to antibiotics, virulence factors, phylogenetic typing and phylogenetic analyses currently found in APEC isolates from severe lesions of cellulites and colibacillosis in south Brazil. Besides that, these analyses could be helpful for monitoring and preventing outbreakes of colibacilosis. Controling the first stages of the disease and detecting more prevalent clones in this region may reduce the incidence of the disease.

Estimativas recentes mostram que as taxas atuais de extinção são muito maiores do que o indicado pelo registro fóssil, sendo as principais ameaças resultado da atividade humana. Como a crise da biodiversidade age em todas as escalas e não apresenta fronteiras políticas, a aplicação do arcabouço teórico da biogeografia da conservação e do planejamento sistemático para conservação se torna muito útil para a identificação de áreas com alto valor de conservação que sejam significativas em um contexto global, continental ou regional. Além da dimensão taxonômica, as dimensões funcional e filogenética da biodiversidade são componentes importantes para a conservação, e a sua perda implica não somente em perda de espécies, mas também na perda de funções ecossistêmicas e de trajetórias evolutivas. O objetivo desta tese foi avaliar como o impacto humano atual gerado pelo uso da terra, influencia padrões funcionais (relacionados ao risco de extinção, Capítulo 1) e filogenéticos (Capítulo 2) de distribuição, e como informações filogenéticas e de atributos podem ser utilizadas para informar priorização espacial pra conservação (Capítulo 3). Nos capítulos 1 e 2 encontrei que a influência do uso da terra sobre a biodiversidade não está restrita apenas às escalas mais locais e de paisagem, mas também já é perceptível em escalas geográficas amplas. Além disso, verifiquei que o uso da terra tem impacto não somente na dimensão taxonômica, mas também nas dimensões filogenética e funcional da diversidade de vertebrados nessa escala macrogeográfica. Isso demonstra a necessidade de um planejamento de ocupação e manejo de áreas utilizadas para atividades humana em ampla escala também, pois o impacto humano não se dá mais somente em escalas finas. O uso atual da terra representa uma ameaça real maior para algumas linhagens de anfíbios (Capítulo 1) e de primatas (Capítulo 2), como, por exemplo, Microhylidae e Atelidae, respectivamente. Isso reforça a necessidade de utilizarmos abordagens filogenéticas que identifiquem quais linhagens estão mais suscetíveis aos impactos decorrentes de atividades humanas. Ao tentar maximizar a a conservação das dimensões taxonômica, filogenética e funcional da biodiversidade de mamíferos, a congruência entre as áreas selecionadas como prioritárias foi baixa. A integração dos diferentes componentes da biodiversidade para selecionar áreas mais eficientes para a conservação das espécies ainda é um desafio. O desencontro entre as prioridades de conservação para as diferentes dimensões da biodiversidade ressalta a necessidade o desenvolvimento de abordagens mais integrativas para a conservação da biodiversidade. / Recent estimates show that current exticntion rates are much higher than the indicated by fossil records. The causes of this elevated rate are mostly result of human activities. The biodiversity crisis affects all scales and presents no political boundaries, the application of the theoretical and analytical framework of Conservation Biogeography and Systematic Conservation Planning becomes very useful to identify meaningful areas with high conservation value locally and globally. In addition to taxonomic diversity, functional and phylogenetic dimensions of biodiversity are also important components to preserve, and their loss implies not only on species number, but also loss of ecosystem services and evolutionary history. The aim of the thesis was to evaluate how impacts of human land use influences functional (related to extinction risk, Chapter 1) and phylogenetic (Chapter 2) distribution patterns, and how phylogenetic and trait information could be used to inform spatial conservation prioritization (Chapter 3). In the chapter 1 and 2 I found that the influence of land use on the biodiversity is not constrained to local and landscape scales, but has an effect at broad-scales too. Besides, I verified that land use impacts on phylogenetic and functional dimensions on macrogeographical scales. These results show a need of creating a broad scale planning for ocupation and management of areas intended to human activities. Current land use is a major threat to some lineages of amphibians (Chapter 1) and primates (Chapter 2), as for example Microhylidae and Atelidae respectively. That reinforces the need of phylogenetics approaches that identify which lineages are more exposed to human activities. We found low congruence between priority areas for maximize the conservation of taxonomic, functional and phylogenetics dimensions of biodiversity. The integration of the differnt componentes of diversity to conservation still is a chalenge. The mismatch of the conservation priorities across the different dimension highlights the necessity of an integrative approach to biodiversity conservation.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-15T10:47:06Z No. of bitstreams: 1 julianaalvesresende.pdf: 4187528 bytes, checksum: 3a29cc184829c26eb33ffecc869ae841 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T12:21:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 julianaalvesresende.pdf: 4187528 bytes, checksum: 3a29cc184829c26eb33ffecc869ae841 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T12:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 julianaalvesresende.pdf: 4187528 bytes, checksum: 3a29cc184829c26eb33ffecc869ae841 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Digestão anaeróbia é uma alternativa sustentável para utilização de dejetos animais como insumo energético. Neste contexto, a dinâmica da comunidade microbiana, inativação de patógenos ou mesmo disseminação de genes de resistência durante o processo de biodigestão se torna relevante. Este trabalho avaliou a diversidade taxonômica (domínios Bacteria e Archaea) e a persistência de grupos bacterianos de relevância e resistência a drogas antimicrobianas, em dois biodigestores contínuos de escala piloto operados a temperatura ambiente em duas estações, verão e inverno. O substrato era composto de fezes bovinas frescas diluídas com água de lavagem dos pisos (sólidos totais de 2 a 3%). Amostras do biogás foram coletadas para determinação dos teores de metano. Para análises físico-químicas dos afluentes (carregamento inicial) e efluentes, alíquotas foram coletadas ao longo de 60 dias de fermentação para análises de sólidos totais, voláteis e pH. Análises das comunidades microbianas foram realizadas por PCR quantitativo (qPCR), PCR-single strand conformation polymorphism (SSCP) e análise metagenômica. A densidade de diferentes grupos bacterianos foi realizada por contagem direta. Linhagens bacterianas foram identificadas bioquimicamente utilizando kits comerciais. A susceptibilidade a drogas foi determinada por diluição em ágar. Quantificação de genes que codificam resistência aos macrolídeos (ermB), aminoglicosídeos (aphA2) e beta-lactâmicos (blaTEM-1) foram observadas por qPCR. A taxonomia de bactérias clinicamente relevantes foi ainda avaliada, por similaridade, a partir de um banco de dados criado com 30 sequências de DNA codificadoras para o 16S rRNA de bactérias potencialmente patogênicas. Independente da estação, o processo de biodigestão apresentou desempenho semelhante, com taxas de rendimento médio e teores de metano, 59,2% no verão e 53,7% no inverno. A dinâmica e os valores médios do número de cópias do gene V3 Bacteria e Archaea também foram semelhantes. Ocorreram alterações na composição (filo e famílias) das comunidades microbianas entre as estações e estas mudanças não influenciaram na produção de metano. Provavelmente, ocorreu uma redundância de grupos capazes de realizar funções similares. Foram verificadas reduções significativas de grupos bacterianos de relevância clínico-microbiológica viáveis em ambas as estações. Apesar disso, bactérias multirresistentes foram detectadas tanto nos afluentes como nos efluentes. Cocos Gram-positivos (CGP), o grupo mais prevalente, foi resistente à penicilina e levofloxacino, enquanto resistência à ampicilina, ampicilina-sulbactam e cloranfenicol foi observado com maior frequência entre os bacilos Gram-negativos da família Enterobacteriaceae (ENT) e não fermentadores (BGN NF). Enterococcus spp. foram os CGP isolados com maior frequência e entre os BGN, Escherichia coli foi o mais abundante. Houve redução no número de cópias de todos os genes de resistência (ermB, aphA2 e blaTEM-1) durante o processo de biodigestão, porém mantidos níveis preocupantes nos efluentes. Taxonomia bacteriana avaliada por similaridade das sequências mostrou Clostridium spp., Acinetobacter e Strenotrophomonas como as bactérias mais identificadas. Apesar dos dados apresentados nesse estudo endossarem a digestão anaeróbia como solução importante para reciclagem e produção de energia, levanta preocupações sobre riscos de caráter sanitários durante o processo. Além disso, discussões a respeito do uso de antimicrobianos na pecuária leiteira são necessárias. / Anaerobic digestion is a sustainable alternative to using animal waste as an energy source. In this context, the dynamics of the microbial community, inactivation of pathogens or even spread of resistance genes during the process of digestion becomes relevant. This study evaluated the taxonomic diversity (Bacteria and Archaea domains) and the persistence of bacterial groups of relevance and resistance to antimicrobial drugs, analyzing two continuous pilot scale digesters operated at ambient temperature in two seasons, summer and winter. The substrate was composed fresh cow dung diluted with water for washing floors (total solids 2 to 3%). Biogas samples were collected to determine the levels of methane. For physico-chemical analysis of influent (initial load) and effluent, aliquots were collected during 60 days of fermentation for analyzes of total volatile solids and pH. Analyzes of microbial communities were performed by quantitative PCR (qPCR), PCR-single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis and metagenomics. The density of different bacterial groups was performed by direct counting. Bacterial strains were identified biochemically using commercial kits. The drug susceptibility was determined by the agar dilution method. Quantification of genes encoding resistance to macrolides (ermB), aminoglycosides (aphA2) and beta-lactams (blaTEM-1) were observed by qPCR. The taxonomy of clinically relevant bacteria was further evaluated by similarity from a database created with 30 DNA sequences coding for 16S rRNA of potentially pathogenic bacteria. Independent of season, the process of digestion showed similar performance, with rates average yield and percent methane, 59.2% in summer and 53.7% in winter. The dynamics and the average values of the number of copies of the gene V3 Bacteria and Archaea were also similar. Changes occurred in the composition (phylum and families) of the microbial communities between seasons and these changes did not influence the production of methane. Probably occurred a redundancy group able to perform similar functions. Significant reductions of bacterial groups of clinical and microbiological relevance viable in both seasons were observed. Despite this, multiresistant bacteria were detected in both the affluents and effluents. Gram-positive cocci (GPC), the most prevalent group was resistant to penicillin and levofloxacin, while ampicillin, ampicillin-sulbactam, chloramphenicol was observed more frequently among Gram-negative rods of the Enterobacteriaceae family (ENT) and not fermenters (NF GNR). Enterococcus spp. were most frequently GPC isolated and among the GNR, Escherichia coli was the most abundant. There was reduction in the number of copies of all the resistance genes (ermB, aphA2 and blaTEM-1) during the process of digestion, however, the effluent still showing concerning levels. Bacterial taxonomy evaluated by similarity of the sequences showed Clostridium spp., Acinetobacter and Strenotrophomonas were the bacteria more identified. In spite the data presented in this study showed anaerobic digestion as an important solution to recycling and energy production, raises concerns about health risks of character during the process. In addition, discussions regarding the use of antimicrobials in dairy farming are needed.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T15:35:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio Martins Labecca - 2015.pdf: 2107333 bytes, checksum: cf5e7e0ac514e7f834e6ed7aab735b5d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T15:37:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio Martins Labecca - 2015.pdf: 2107333 bytes, checksum: cf5e7e0ac514e7f834e6ed7aab735b5d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T15:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio Martins Labecca - 2015.pdf: 2107333 bytes, checksum: cf5e7e0ac514e7f834e6ed7aab735b5d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The increasing demand for timber and pulpwood has triggered an increase in areas of tree monocultures. The effects of native vegetation conversion in such monocultures have been extensively debated, but the consequences of this land use change to functionality and evolutionary history conservation have been little studied. Here, we evaluated how the avifauna responds to nature ecosystem conversion in tree monocultures by quantifying changes in local diversity (alpha diversity) and in assemblage composition (beta diversity), in their functional and phylogenetic components. We compiled forty paired bird lists in native vegetation areas and in comparable tree monoculture areas. Changes in alpha diversity were quantified by paired tests of observed values in native vegetation and in tree monocultures, and changes in assemblages composition through additive partitioning of beta diversity in nestedness and turnover components. We observed that tree monocultures are impoverished in number of species, supporting lower functional richness and less functionally similar assemblages. This demonstrates that environmental filter selecting and limiting similarity processes concurrently modify functional structure of bird assemblages, resulting in loss of functional complementarity and redundancy. Species in tree monocultures are also evolutionary younger and less related to each other. We showed that bird assemblages in tree monoculture are composed largely by functionally and phylogenetic different species from that assemblages in native vegetation. Body size, diet and foraging traits were the major functional traits in predicting the absence of the species in tree monocultures. Alson, we show that annual average temperature, annual average pluviosity and stage of understory development in tree monocultures are important predictors of diversity loss in these type of monoculture. / A crescente demanda por madeira e celulose tem desencadeado um aumento das áreas de monocultura florestal. Os efeitos da conversão de áreas de vegetação nativa nesse tipo de monocultura, por sua vez, vêm sendo extensamente debatidos. As consequências dessa mudança no uso do solo para a funcionalidade e conservação da história evolutiva foram até agora pouco estudadas. Neste estudo, nós avaliamos como a avifauna responde a conversão de ecossistemas naturais em monoculturas florestais, quantificando mudanças na diversidade local (diversidade alfa) e na composição dessas assembleias (diversidade beta) em seus componentes funcional e filogenético. Para isto, compilamos quarenta listas pareadas de aves em áreas de vegetação nativa e em áreas comparáveis de monocultura florestal. As mudanças na diversidade alfa foram testadas por testes pareados dos valores observados em vegetação nativa e em monoculturas florestais, e as mudanças na composição das assembleias através da partição aditiva da diversidade beta nos componentes de aninhamento e substituição. Observamos que as áreas de monocultura florestal são empobrecidas no número de espécies, suportam menor riqueza funcional e são menos similares funcionalmente. Isto demonstra que os processos de filtro ambiental e de similaridade limitante modificam a estrutura funcional das assembleias de aves de forma concomitante, resultando em perda de complementaridade e também de redundância funcional. As espécies presentes em áreas de monocultura são também evolutivamente mais jovens e menos aparentadas entre si. Mostramos que as assembleias de monoculturas florestais são compostas em grande parte por espécies funcionalmente e filogeneticamente diferentes daquela avifauna em vegetação nativa. Tamanho corpóreo, dieta e estratégias de forrageamento se mostraram as características funcionais importantes na predição da ausência das espécies em monoculturas florestais. Ainda, mostramos que temperatura e pluviosidade média anual, e o estádio de desenvolvimento do sub-bosque são importantes preditores da perda de diversidade nesse tipo de monocultura.