Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-01Bitstream added on 2014-06-13T19:34:30Z : No. of bitstreams: 1 miranda_md_me_botib.pdf: 901779 bytes, checksum: 52d2d0ee3d6e73d8ce221ea0694e2153 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Insetos sociais são conhecidos pela capacidade que possuem de gerar comportamentos coletivos robustos a partir de informações limitadas ao nível de indivíduo, sem que haja um controle central. Esta propriedade de geração de padrões a partir de regras locais é conhecida como auto-organização. As formigas são um exemplo de sucesso ecológico e o único grupo exclusivamente eusocial dentro de Hymenoptera. Devido a sua abundância e diversidade de hábitos alimentares exercem efeitos importantes na maioria dos ecossistemas terrestres. Dentre os vários tipos de interação que ocorrem entre formigas, a limpeza mútua (allogrooming) está entre os principais atos comportamentais, onde membros de determinada espécie executam a limpeza em outros indivíduos pertencente aos seu grupo social. Nesta tese buscamos investigar as redes de interações geradas pelo modelo proposto por Miramontes et al. (1993), o qual simula o comportamento individual de formigas, mais especificamente processos de ativação e inativação gerados por interações locais, as quais levam a sincronização temporal de atividades da colônia. Uma extensão do modelo Miramontes et al. (1993) para duas castas de formigas tecelãs foi construída. Nesse novo modelo foi utilizado dados etológicos de limpeza mútua (allogrooming) obtidos do trabalho de Blonder & Dornhaus (2011), e o ato de ativação e inativação das castas e da colônia, como descrito mo modelo de Miramontes et al. (1993). Os resultados obtidos sugerem que a densidade da colônia está entre 0,20 a 0,50, pois nesse intervalo a colônia tem altos valores de coeficiente de agrupamento e razão sinal-ruído, e baixos valores de caminho médio mínimo e período de sincronização / Social insects are known to have the ability to generate robust collective behavior from the limited information at the individual level, without central control. This property of generating patterns from local rules is known as self-organization. The aims of this study were to characterize the networks of interactions generated by the model proposed by Miramontes et al. (1993), which simulates individual behavior of ants, more specifically the activation and inactivation processes generated by local interactions, which cause the temporal synchronization of activities of the colony. A second model was proposed from the model Miramontes et al. (1993) for two castes of weaver ants, in this model was used ethological data of allogrooming and the act of activation and inactivation of caste and colony. The results show that the density of the colony is between 0.20 to 0.50, the colony as this range has high clustering coefficient values and signal to noise ratio, and low values of average path length and minimum synchronization period. We still have the topology of interactions for the act allogrooming of the colony changes with time, initially the distribution of degrees follows a power law, then a Poisson distribution. The model indicates that the initial network behavior generated by the act allogrooming is the type of scale free

Orientador : Prof. Dr. Rodrigo Machado Feitosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Entomologia). Defesa: Curitiba, 26/02/2016 / Inclui referências : f. 345-350 / Área de concentração : Entomologia / Resumo: O gênero de formigas Pheidole Westwood 1839 é o maior gênero de Myrmicinae contando atualmente com 1003 espécies descritas. Cerca de 630 destas espécies estão presentes no Novo Mundo, com aproximadamente 611 espécies nos Neotrópicos e cerca de 150 no Brasil. Considerado um gênero hiperdiverso, informações sobre a distribuição espacial de Pheidole contribuem para estudos envolvendo diferentes áreas do conhecimento, no entanto, sua diversidade real e os limites taxonômicos são difíceis de serem acessados em grande escala. A revisão proposta por Wilson em 2003 para Pheidole no Novo Mundo pode ser considerada o maior estudo para o gênero em abrangência geográfica, porém, como esperado para gêneros diversos, essa publicação não abrange toda a riqueza do gênero, especialmente levando-se em consideração as espécies presentes na metade sul da região Neotropical. Devido a este déficit de conhecimento, é esperado que diferentes biomas brasileiros apresentem um elevado número de espécies desconhecidas deste gênero, levando em conta as diferentes fitofisionomias do país. Entre as diferentes formações fitogeográficas do Brasil, podemos encontrar no estado do Paraná uma diversidade única de habitats. A presente proposta teve como objetivo realizar um estudo taxonômico das espécies de Pheidole no Paraná, redescrevendo espécies já conhecidas e descrevendo as novas espécies, além de atualizar a sua distribuição para o estado. No total, 1.366 espécimes foram examinados representando 53 espécies, das quais 12 são novas para a ciência e Pheidole paranana representa um novo status, além de três novos sinônimos. Esta pesquisa cobriu 16 cidades no Paraná, abrangendo as principais fitofisionomias do estado, com 27 novos registros para o Paraná, dos quais sete passam a representar a área de ocorrência mais ao sul na região Neotropical e o primeiro registro de Pheidole scapulata para o Brasil. Revisamos o status de Pheidole saviozae e a reconhecemos como espécie válida. Diagnoses foram elaboradas para todas as espécies. Adicionalmente, descrevemos pela primeira vez castas antes não conhecidas, incluindo as rainhas de Pheidole sospes e Pheidole sarcina, o macho de P. sospes e operárias menores de Pheidole lucretii e Pheidole paranana. Finalmente, no presente estudo foi possível avaliar a diversidade de Pheidole, sua distribuição e a delimitação de suas espécies no Paraná, contribuindo para uma melhor compreensão sobre este grande gênero de formigas em perspectivas taxonômicas e ecológicas. Palavras-chave: Brasil, distribuição, formiga, hiperdiversidade, morfologia, subtropical, taxonomia. / Abstract: The ant genus Pheidole Westwood 1839 is the largest Myrmicinae genus with 1003 currently described species. About 630 of these species are present in the New World, with nearly 611 species in Neotropics and 150 in Brazil. Considered a hyperdiverse genus, information about the spatial distribution of Pheidole contributes for studies involving different areas of knowledge; however, its real diversity and taxonomic limits are difficult to be accessed in a large scale. The 2003 Wilson's revision on Pheidole in the New World can be considered the most important study for the genus in geographic coverage; however, as expected for such diverse genus, this publication does not cover all the richness of the genus, especially regarding the species occurring in the southern half of the Neotropics. Due to this knowledge deficit, it is expected that the different Brazilian biomes present a high number of undescribed species for this genus, in view of the different phytophysiognomies of the country. Among the different phytogeographic formations in Brazil, we can found in the state of Paraná a unique habitat diversity. The present proposal aims to access the Pheidole species distribution and delimitation in the state of Paraná, Brazil. In total, 1.366 specimens were examined representing 53 species, and of these 12 new species and Pheidole paranana as the new status, and three new combinations. The research covered 16 cities in Paraná, encompassing the main phytophysiognomies in state, with 27 new records for Paraná, seven of which will represent the occurrence of the southern area in the Neotropics, and Pheidole scapulata as a new record for Brazil. We review the status of Pheidole saviozae and recognized it as a valid species. Diagnoses were provided for all species. In addition, we describe for the first time the queens of Pheidole sospes and Pheidole sarcina, the male of P. sospes and the minors of Pheidole lucretii and Pheidole paranana. Finally, in this paper it was possible to characterize the genus diversity, distribution and species delimitation in Paraná, contributing to a better understanding about this large ant genus in taxonomic and ecological perspectives. Key words: Ant, Brazil, distribution, hyperdiversity, morphology, subtropical, taxonomy.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-02. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:32Z : No. of bitstreams: 1 000833663.pdf: 1004331 bytes, checksum: f79c468b071000d842ecb4c0d116e122 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As primeiras pesquisas direcionadas à determinação e a intervenção de compostos químicos nos insetos sociais tiveram início no século XX. Neste período procurou-se compreender a utilidade dos hidrocarbonetos cuticulares (HCs) na sociedade destes organismos. Atualmente os HCs têm demonstrado eficiência no reconhecimento dos indivíduos de uma colônia, na determinação de castas, sexo e odor químico das espécies, bem como na identificação do status social e reprodutivo, que neste último caso, é inicialmente constatado através dos conflitos intracoloniais. Os conflitos podem ser melhor visualizados e entendidos como grafos, por isso análises utilizando redes sociais estão sendo amplamente utilizadas. Com auxílio desta ferramenta verificou-se três índices de linearidade para dominância hierárquica (h, k e t.tri) após quantificação das interações agonísticas de Pachycondyla striata. E, de acordo com os resultados, a espécie em questão apresenta dominância hierárquica linear que, provavelmente, é usada para regular a divisão de trabalho reprodutivo nas colônias. Também observa-se 16 atos comportamentais agonísticos. Após utilizar o método de CG-EM para descrever os HCs de P. striata, é possível relatar que ela apresenta cadeias de C19 a C31. Uma mistura complexa de HCs com perfil químico singular para a espécie, sendo possível a identificação quimiotaxonômica, distinção das populações e dos espécimes / Early research on the importance of chemical compounds in social insect biology began in the twentieth century. In this period, researchers sought to understand the functional role(s) of cuticular hydrocarbons (HCs) in insect societies. Currently, HCs are implicated in the recognition of individuals within a colony, in determination of caste, gender, and species chemical profile, and for identification of social and reproductive status, which in the latter case is initially established through intra-colonial conflicts. Conflicts are conveniently viewed and understood via network visualization (i.e., graphs), and social network analyses are being widely used for this reason. With the help of this tool, we quantified agonistic interactions of Pachycondyla striata and evaluated dominance hierarchy structure using three indices of linearity (h, K and ttri). Our results indicate that this species has a linear dominance hierarchy, likely used to regulate colony division of reproductive labor. We also observed 16 behaviors performed in social conflict interactions. We used the GC-MS method to describe P. striata HCs, and we report the presence of chains on C19 - C31. The presence of a complex mixture of HCs with a chemical profile, unique to this species, highlights the possibility of chemotaxonomic identification, as well as distinction between populations and individuals

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-10Bitstream added on 2014-08-13T18:00:07Z : No. of bitstreams: 1 000766683.pdf: 4124221 bytes, checksum: 7af7a7ee57230ef0df6b15b16d2a7b39 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Formigas Attini constroem ninhos que contêm culturas microbianas, os jardins de fungo, para lidar com o ambiente. O cultivo, conhecido como agricultura, é dividido em três grupos filogenéticos majoritários: um plesiomórfico, nomeado basal, com centenas de indivíduos; outro derivado, com milhares de indivíduos; e um subgrupo da agricultura derivada, conhecido como de corte de folhas, com milhões de indivíduos. A sobrevivência e demografia do ninho dependem da habilidade do jardim de fungo em disponibilizar alimentos na forma de biomassa microbiana e açúcares resultantes da hidrólise dos polissacarídeos presentes no material forrageado. O presente trabalho estudou as características funcionais de 342 jardins de fungo de oito espécies de formigas representantes destes três grupos. Para tanto, os sistemas foram generalizados em compartimentos conectados por vetores de fluxos e abordados de forma holística, segundo estratégia da caixa preta, utilizando técnicas respirométricas, enzimológicas e espectroscópicas para caracterizar a biocinética, atividades enzimáticas, produtos de hidrólise e substrato, respectivamente. As avaliações do substrato indicaram substituição de material de serapilheira recalcitrante nos sistemas basais para menos recalcitrante nos derivados e vegetação fresca, rica em produtos facilmente degradáveis, nos de corte de folhas. Esta alteração foi acompanhada pela transição de um sistema enzimático generalista basal para um sistema potente especializado na degradação de amido e hemiceluloses nos derivados e de corte de folhas. As taxas de acúmulo de xilose e glicose aumentaram dos basais para os derivados, sendo maiores nos de corte de folhas. Somente nestes últimos, o acúmulo de xilose superou o de glicose. A resposta respirométrica da microbiota também mostrou a especialização no consumo de xilose pelos grupos de corte de folhas. Assim, embora a especialização enzimática tenha... / Attine ants build nests containing microbial cultures named fungus gardens to deal with the environment.The cultivation, or agriculture, is divided into three major phylogenetic groups: lower, with hundreds of individuals; higher with thousands of individuals; and the higher subgroup of leafcutters with millions of individuals. The demography of nests and ant survival depend on the ability of the microbiota in providing nutrients to the nest from materials foraged by ants. This work comparatively studied the functional characteristics of 342 fungus gardens from 8 species of ants representing these three major groups. A holistic strategy was applied to deal with these issues. Each system was generalized in compartments connected by vectors of flows and studied according to a black box approach using respirometric, enzymological and spectroscopic techniques to characterize substrates, hydrolysis products, enzymatic activity and biokinetics of each fungus garden. The evaluation of the substrate indicated replacement of high recalcitrant litter materials used in the lower group by less recalcitrant materials in higher group and fresh vegetation rich in easily degradable products in leaf-cutters. This change correlated positively with the exchange of a general enzyme system observed in the lower group to a more powerful and specialized enzyme system directed to the degradation of starch and hemicellulose in higher and leaf-cutters groups. Accumulation rates of xylose exceeded glucose only in leaf-cutters indicating preference for hemicelluloses. The physiological profile of the microbiota follows the modifications related to the product generated, starting from a lower generalist system to a leaf-cutter specialist in xylose. Thus, the physiological consequences of enzyme specialization observed in higher systems appeared only inleaf-cutters. This result is linked to the use of fresh substrate rich in hemicelluloses. The changes were accompanied...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-29Bitstream added on 2014-06-13T19:49:26Z : No. of bitstreams: 1 souza_rf_me_rcla.pdf: 986867 bytes, checksum: 7df8039bc4e9ac93936dfae1fd472b5f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As formigas da espécie Solenopsis invicta são nativas da América do Sul, mas elas foram introduzidas em novos ambientes e passaram a causar sérios danos à agricultura e pecuária bem como causar alguns transtornos ao ser humano. Muitos estudos sobre a biologia reprodutiva de S. invicta foram conduzidos com populações introduzidas; porém, poucos com as populações nativas. As ferramentas moleculares como microssatélties e mtDNA podem auxiliar na investigação sobre a biologia reprodutiva das espécies. Diferentes comportamentos sociais de S. invicta como a monoginia e a poliginia, podem interferir na biologia reprodutiva da espécie, e a utilização das ferramentas moleculares corretas pode evidenciar este comportamento. A expansão das populações nativas, assim como a introdução dessa formiga em outros ambientes, pode ter levado à interação com outros táxons de formigas e com outros tipos de organismos. Essa interação pode ter sido responsável pela aquisição da endobactéria Wolbachia. Ela é uma bactéria intracelular que pode causar distúrbios reprodutivos em seus hospedeiros. Este trabalho analisou 10 ninhos de S. invicta coletados em cinco cidades do Estado de São Paulo com o objetivo de inferir sobre a biologia reprodutiva de S. invicta, utilizando marcadores moleculares microssatélites e mtDNA e também verificar a presença de Wolbachia. A formação de quatro grupos filogeneticamente distintos para mtDNA sugerem linhagens divergentes de haplótipos dentro dos dez ninhos. Essa separação também pode indicar interferências na dispersão natural das fêmeas. A análise dos microssatélites revelou que alguns problemas moleculares podem interferir na investigação sobre a biologia reprodutiva. A análise específica de poliginia indica que todos os ninhos analisados são monogínicos, mas os resultados de microssatélites sugerem que ninhos de S. invicta... / The ants of Solenopsis invicta are native of South America, but they were introduced into new environments and began to cause serious damage to agriculture and livestock and cause some inconvenience to humans. Many studies on the reproductive biology of S. invicta were conducted with introduced populations, but few with the native populations. The molecular tools such as analysis of mtDNA and microsatellites can assist in research on the reproductive biology of the species.Different social behavior of S. invicta as monogyny and polygyny, can interfere in the reproductive biology of the species, and the use of the correct molecular tools may show this behavior.The expansion of the native populations, as well as the introduction of this ant in other environments may have led to the interaction with other taxa of ants and other types of organism. This interaction may have been responsible for the acquisition of endobacteria Wolbachia. This bacteria is intracellular and can cause reproductive disorders in their hosts. This study analyzed 10 nests of S. invicta collected in five cities of São Paulo aiming to infer the reproductive biology of S. invicta, using microsatellite markers and mtDNA and also verify the presence of Wolbachia. The formation of four groups phylogenetically distinct mtDNA suggests divergent lineages of haplotypes inside the ten nests. This separation can also indicate interference with the natural dispersal of females. Analysis of microsatellite revealed that some molecular problems may interfere in the research on the reproductive biology. The specific analysis of polygyny indicates that all nests that were analyzed are monogynous, but results of microsatellite suggest that nests of S. invicta have more than one reproductive queen. The Wolbachia presence analysis revealed two strains, the A from subgroup InvA of the S. invicta and the B strain characteristic of ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Maurício Bacci Júnior / Banca: Klaus Hartmann Hartfelder / Banca: Claudio José Von Zuben / Resumo: As associações de mutualismo afetam a vida de todos os organismos vivos. Um modelo biológico muito útil para estudos sobre o mutualismo são as formigas da tribo Attini, cuja nutrição depende da associação com fungos basidiomicetos. Estes fungos produzem despolimerases que degradam a matéria vegetal, gerando açúcares simples que são essenciais para a sobrevivência das formigas. Estudos bioquímicos sugerem que pode haver vias metabólicas mutualistas, iniciando com passos catalisados por enzimas fúngicas e terminando com passos catalisados por enzimas das formigas. Estudos genômicos indicam que as formigas podem não ser capazes de sintetizar alguns aminoácidos, que seriam supridos pelos fungos. Estudos em microbiologia sugerem que as formigas utilizam antibióticos microbianos para proteção contra eventuais entomopatógenos. Desta forma, caracteriza-se uma dependência nutricional e de metabólitos microbianos pelas formigas. Para avaliar a extensão desta dependência, na presente dissertação de mestrado nós anotamos o transcriptoma da formiga Attini Atta sexdens rubropilosa em busca das vias metabólicas com elementos mais expressos. Foram avaliadas a presença e expressão de genes a partir de dados de transcriptômica de nova... / Abstract: Mutualistic associations affect all living organisms. A useful biological model for studies of mutualism are Attini ants, whose nutrition depends on the association with basidiomycete fungi. These fungi produce depolymerases that act on degrading plant material, producing simple sugars that are essential for the survival of ants. Biochemical studies suggest that may be metabolic pathways, starting with steps catalyzed by fungal enzymes and ending with steps catalyzed by enzymes of the ants. Genomic studies indicate that the ants may not be able to synthesize some amino acids that would be supplied by the fungi, thus characterizing nutritional mutualistic dependence. To assess the extent of this metabolic dependence, in this thesis we aimed to annotate the transcriptome of Attine ant Atta sexdens rubropilosa in search of metabolic pathways. The presence and expression of genes from transcriptomics data of next generation sequencing were evaluated / Mestre

Orientador: André Rodrigues / Banca: Derlene Attili de Angelis / Banca: Maisa Ciampi Guillardi / Abstract: Fungus-growing "attine" ants forage diverse substrates to grow mutualistic fungi for food. In addition to the fungal partner, colonies of these insects harbor a rich microbiome composed of bacteria, filamentous fungi and yeasts. Previous studies investigated ecological aspects of filamentous fungi in gardens of leaf-cutter ants and reported some Trichoderma species; however, no studies systematically addressed the putative association of Trichoderma species with attine ants, especially in non-leafcutter ants. Here, a total of 68 strains of Trichoderma preserved in our collection were analyzed using three molecular markers (ITS, tef1 and rpb2). In addition, 30 out of 68 strains were also morphologically examined. The strains correspond to samples collected from leaf-cutter and non-leafcutter ants in 12 points from four states in Brazil and two points in Texas (USA), comprising the largest sampling carried out so far for Trichoderma in attine ant environment. Our results revealed the richness of Trichoderma in this environment, since we found 19 Trichoderma species, including three new species described in the present work (T. attinis, T. texana and T. longifialidicum). Moreover, we show that all 68 strains grouped within different clades across the Trichoderma phylogeny, which are identical or closely related to strains derived from several other environments, supporting for a transient nature of the genus Trichoderma in attine ant colonies. The discovery of three new species suggests that the dynamic foraging behavior of these insects might be responsible for accumulation of transient fungi into their colonies, which might hold several fungal taxa still unknown for science / Mestre

Orientador: André Rodrigues / Coorientador: Maurício Bacci Junior / Banca: Juliana de Oliveira Augustin / Banca: Fernando Carlos Pagnocca / Resumo: Ninhos de formigas Attini são conhecidos por abrigar uma diversa e complexa microbiota. Esses insetos possuem uma relação de mutualismo com seu fungo simbionte, utilizado como fonte de alimento. Porém, muitos micro-organismos também são encontrados nos ninho dessas formigas. Dentre eles, destacam-se fungos do gênero Escovopsis, considerados parasitas específicos do fungo cultivado por esses insetos. Somente encontrado associado aos ninhos de formigas Attini, Escovopsis coevoluiu com as formigas e seus fungos mutualistas em uma relação tripartida. Apesar dos diversos estudos voltados para entender a variedade genética de Escovopsis realizados na América Central (especialmente Panamá), não há relatos de grandes amostragens do parasita presente na América do Sul. São também escassos trabalhos taxonômicos para esse grupo de fungo; como resultado, após mais de duas décadas da descrição da primeira espécie do gênero, até o presente trabalho, apenas seis espécies foram formalmente descritas. Nesse contexto, estudamos a filogenia e evolução de Escovopsis e separamos nossos resultados em dois capítulos. No primeiro deles, descrevemos uma nova espécie, E. kreiselii, primeira a ser descrita pertencente ao clado das formigas Attini basais. Discutimos também a evolução do fungo, indicando que parece haver correlação entre filogenia e características morfológias, com linhagens menos derivadas apresentando ausência de vesícula (célula que suporta as fiálides, produtoras de conídios). Já no segundo capítulo, exploramos a diversidade filogenética de Escovopsis associados às formigas Attini derivadas, em diferentes países do continente Americano, especialmente o Brasil. Contrariamente ao que foi previamente proposto, nossos resultados sugerem que as formigas Attini derivadas podem compartilhar linhagens de Escovopsis, indicando ausência de co-cladogênese estrita entre formiga-Escovopsis-fungo mutualista. A... / Abstract: Attine ant nests harbor a diverse and complex microbiota. Such insects have a mutualistic relationship with mutualistic fungus, cultured as food source. However, several microorganisms are also present in attine nests. Within this microbiota, fungi in the genus Escovopsis are considered specific parasites of the mutualistic fungus. Escovopsis is only reported associated with attine ant nests. Furthermore, this parasite coevolved with attine ants and their mutualistic fungi in a tripartite relationship (tripartite coevolution model). Although several studies aimed to understand the genetic diversity of Escovopsis in Central America (mostly Panama), no comprehensive reports considering large Escovopsis samples are known from South America. There is also few taxonomic work onr this fungus; as a result, after two decades of the description of the first species, up to the present work, only six Escovopsis species have been formally described. In this study, we investigated the systematics, phylogeny and evolution of Escovopsis and separated our results in two chapters. In the first part, we describe a new species, E. kreiselii, first species belonging to basal attine ants. We also discuss the evolution of Escovopsis, indicating a correlation between phylogeny and morphological characters, where less derived strains shows absence of vesicles (structures supporting spore bearing-cells). In the second chapter, we exploit the phylogenetic diversity of Escovopsis associated with higher-attine ants in different countries of the American continent, especially Brazil. Contrary to previous resports, we show that higher attine ants share Escovopsis infections, indicating no strict co-cladogenesis between ant-cultivar-Escovopsis. The description of a new species and the extensive Escovopsis phylogeny presented here provide a first step towards a better understanding of the evolution and taxonomy of this group of fungi, which has potential for biological ... / Mestre

Orientador: Claudia Pio Ferreira / Banca: Paulo Fernando de Arruda Mancera / Banca: Marcio Roberto Pie / Resumo: Insetos sociais são conhecidos pela capacidade que possuem de gerar comportamentos coletivos robustos a partir de informações limitadas ao nível de indivíduo, sem que haja um controle central. Esta propriedade de geração de padrões a partir de regras locais é conhecida como auto-organização. As formigas são um exemplo de sucesso ecológico e o único grupo exclusivamente eusocial dentro de Hymenoptera. Devido a sua abundância e diversidade de hábitos alimentares exercem efeitos importantes na maioria dos ecossistemas terrestres. Dentre os vários tipos de interação que ocorrem entre formigas, a limpeza mútua (allogrooming) está entre os principais atos comportamentais, onde membros de determinada espécie executam a limpeza em outros indivíduos pertencente aos seu grupo social. Nesta tese buscamos investigar as redes de interações geradas pelo modelo proposto por Miramontes et al. (1993), o qual simula o comportamento individual de formigas, mais especificamente processos de ativação e inativação gerados por interações locais, as quais levam a sincronização temporal de atividades da colônia. Uma extensão do modelo Miramontes et al. (1993) para duas castas de formigas tecelãs foi construída. Nesse novo modelo foi utilizado dados etológicos de limpeza mútua (allogrooming) obtidos do trabalho de Blonder & Dornhaus (2011), e o ato de ativação e inativação das castas e da colônia, como descrito mo modelo de Miramontes et al. (1993). Os resultados obtidos sugerem que a densidade da colônia está entre 0,20 a 0,50, pois nesse intervalo a colônia tem altos valores de coeficiente de agrupamento e razão sinal-ruído, e baixos valores de caminho médio mínimo e período de sincronização / Abstract: Social insects are known to have the ability to generate robust collective behavior from the limited information at the individual level, without central control. This property of generating patterns from local rules is known as self-organization. The aims of this study were to characterize the networks of interactions generated by the model proposed by Miramontes et al. (1993), which simulates individual behavior of ants, more specifically the activation and inactivation processes generated by local interactions, which cause the temporal synchronization of activities of the colony. A second model was proposed from the model Miramontes et al. (1993) for two castes of weaver ants, in this model was used ethological data of allogrooming and the act of activation and inactivation of caste and colony. The results show that the density of the colony is between 0.20 to 0.50, the colony as this range has high clustering coefficient values and signal to noise ratio, and low values of average path length and minimum synchronization period. We still have the topology of interactions for the act allogrooming of the colony changes with time, initially the distribution of degrees follows a power law, then a Poisson distribution. The model indicates that the initial network behavior generated by the act allogrooming is the type of scale free / Mestre

Orientador: Flávio Henrique Caetano / Banca: Mary Anne Heidi Dolder / Banca: Vera Nisaka Solferini / Banca: Fernando José Zara / Banca: Daniela de Oliveira Pinheiro / Resumo: Foram realizados estudos comparados do proventrículo, ventrículo, íleo e túbulos de Malpighi de três espécies pertencentes ao gênero Cephalotes: C. atratus, C. pusillus e C. clypeatus, objetivando buscar relações entre elas, assim como, diferenças histoquímicas e ultra-estruturais tanto da parede como do conteúdo destas porções do trato digestivo, que pudessem ser utilizadas para a melhor compreensão da função intestinal, bem como esclarecer quais e como os recursos alimentares são aproveitados em cada parte do trato digestivo. As características ultra-estruturais do ventrículo de Cephalotes atratus, C. clypeatus e C. pusillus, mostram que o epitélio do ventrículo repousa sobre uma lâmina basal contínua e é formado basicamente por três tipos celulares, sendo estas as células digestivas, as células regenerativas e as goblet cells. Nestas formigas, o retículo endoplasmático rugoso além de atuar na produção de enzimas digestivas também está envolvido na estocagem de íons em vacúolos especializados presentes no ventrículo. Estas concreções são os esferocristais e podem estar contribuindo com a estabilização do pH e permanência das bactérias simbiontes presentes por entre as microvilosidades. Secções realizadas ao longo do íleo revelaram diferenças entre três principais regiões: proximal, mediana e distal. As especializações estruturais presentes no íleo destas três espécies de formigas resultam em implicações especialmente relacionadas com as bactérias simbiontes aí hospedadas. Também foram realizados testes para verificar a diversidade da microbiota intestinal das porções em questão, usando a técnica DGGE. Assim sendo, o perfil molecular dos simbiontes do ventrículo e íleo de Cephalotes atratus, C. clypeatus e C. pusillus foi obtido analisando a região variável V3 do gene 16S do rDNA bacteriano... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study compared the proventriculus midgut, ileum, and Malpighian tubules of three ants of the genus Cephalotes: C. atratus, C. pusillus, and C. clypeatus, by examining histochemical and ultrastructural differences in the wall and the content of these portions that could be used to better understand the intestinal function, as well as clarify which and how food resources are used in each part of the digestive tract. The ultrastructural analysis of the midgut of Cephalotes atratus, C. clypeatus, and C. pusillus reveled that the epithelium of the midgut lays on a basal lamina and is composed basically of three cell types: digestive cells, generative cells, and goblet cells. In these ants, the rough endoplasmic reticulum, in addition to producing digestive enzymes, is involved in ion storage in specialized vacuoles present in the midgut. These concretions are spherocrystals and may contribute to stabilize the pH and to maintain symbiotic bacteria found in between microvilli. Sections along the ileum revealed differences among the three main regions: proximal, medial, and distal. The structural specializations present in the ileum of these three ants have implications especially to the symbiotic bacteria. The DGGE method was also performed to assess the diversity of the intestinal microbiota of the portions of the digestive tract. The molecular profile of the symbionts of the midgut and ileum of Cephalotes atratus, C. clypeatus, and C. pusillus was obtained using the variable region V3 of the bacterial 16S rDNA gene sequence. Two samples of C. atratus, three of C. clypeatus, and six of C. pusillus were analyzed. The results showed similarity indices from 80% to 94% between the samples of symbionts from C. atratus and C. clypeatus, despite being collected in sites geographically distant. The variability of symbionts found in the samples of C. pusillus ranged from 45%... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor