Orientadores: João Vasconcellos Neto, Miguel Francisco de Souza Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_KelsenFerreira_D.pdf: 2228671 bytes, checksum: 0a1e387d8f6a78f2474f17326ed55b42 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As espécies de plantas disponíveis em uma comunidade, sua estrutura e abundância são elementos cruciais que influenciam nas dinâmicas e interações de populações de insetos herbívoros, uma vez que definem a base de recursos e refletem na interação com outras populações de insetos herbívoros, como predadores e parasitoides. Estudos relacionados às moscas-das-frutas concentram-se em levantamentos de espécies, em especial aquelas consideradas pragas, e abordam principalmente os padrões populacionais. A densidade populacional de tefritídeos e lonqueídeos está intimamente ligada à abundância de plantas hospedeiras e de seus inimigos naturais. Os parasitoides das moscas-das-frutas são micro-himenópteros (Hymenoptera) que atacam e se alimentam das larvas dentro dos frutos. O reconhecimento de padrões de interação das moscas-das-frutas com plantas hospedeiras, em especial nas espécies nativas, e as relações com seus inimigos naturais são importantes para a compreensão da utilização dos recursos disponíveis em uma comunidade e pelo reconhecimento de diferenças na dieta entre as espécies ou populações de uma mesma espécie. O objetivo deste trabalho foi estudar a estrutura da comunidade de moscas-das-frutas e seus parasitoides em diferentes espécies de plantas em uma policultura orgânica entre fragmentos de Mata Atlântica localizada no município de Paraibuna. A utilização de plantas hospedeiras difere entre as espécies de moscas-das-frutas. Apesar de a policultura causar alterações da fisionomia vegetal, foi observado que a estrutura da comunidade de moscas-das-frutas possui características encontradas em comunidades de insetos de florestas tropicais, onde espécies de insetos frugívoros são mais especialistas em família de plantas. A utilização de plantas hospedeiras foi distinta entre as espécies de parasitoides. O fruto foi o fator que mais influenciou o parasitismo das larvas de moscas-das-frutas. As espécies da família Myrtaceae são reservatórios para as espécies de parasitoides da família Braconidae. As interações estabelecidas entre as moscas-das-frutas e as espécies de plantas hospedeiras e entre os parasitoides de moscas e as plantas hospedeiras foram marcadas pela heterogeneidade no número de interações, sendo que um pequeno número de espécies de moscas estabeleceu relações com um grande número de espécies vegetais, enquanto que a maioria delas estabeleceu interações com apenas uma espécie vegetal e vice-versa, apresentando as mesmas propriedades de uma rede de interação aninhada. A interação potencial entre moscas-das-frutas e parasitoides também possuem os padrões de aninhamento. A paisagem natural modificada em policultura apresentou semelhanças com outras comunidades de insetos frugívoros de regiões tropicais / Abstract: The plant species found in a community, their structure and abundance are crucial elements that influence the dynamics and interactions of populations of herbivorous insects since they define the resource base and reflect the interaction with other populations of herbivores, predators and parasitoids. The studies related to fruit flies are concentrated on surveys of species, especially those considered pests, and address the population patterns. Many efforts to understand the patterns of communities of endophagous frugivorous insects and the use of host plants. The population density of tephritids and lonchaeids is closely connected to the abundance of host plants and their natural enemies. The parasitoids of fruit flies are hymenopteran parasitoids that attack and feed on the larvae inside the fruit. The acknowledgment of interaction patterns of fruit flies with host plants, especially the native species, and relationships with their natural enemies are important for understanding the use of available resources in a community and for recognizing the diet differences between species or populations of the same species. The purpose of this work was to study the structure of the community of fruit flies and their parasitoids in different plant species of an organic polyculture between forest fragments located in Paraibuna ¿ SP. The use of host plants was different among species of fruit flies. Although polyculture causes changes in vegetation type, it was observed that the structure of the fruit flies has features found in insect communities in tropical forests, where most species of frugivorous insects are specialists in plant family community. The use of host plants that sheltered the larvae of fruit flies was different among species of parasitoids. The fruit was the factor that most influenced the parasitism of the larvae of fruit flies. The Myrtaceae species are reservoirs to the parasitoid species of braconids. The interactions established between the fruit flies and species of host plants and between parasitoids and host plants that sheltered larvae of fruit flies were marked by heterogeneity in the number of interactions, where a small number of species of flies established relations with a large number of plant species, while most of these interactions established with only one plant species, and vice versa, with the same properties of a nested interaction network. The potential interaction between fruit flies and parasitoids also have patterns of nesting. The modified natural environment in polyculture showed similarities with other communities of frugivorous insects in tropical regions / Doutorado / Biodiversidade Animal / Doutor em Biologia Animal

Três tipos de sons de cortejo foram descritos para machos de tefritídeos: de chamada, na ausência de fêmeas; de aproximação, na proximidade de fêmeas; e de pré-cópula, após a monta das fêmeas pelos machos. Nas espécies do gênero Anastrepha em que foram registrados sons de acasalamento, somente dois tipos estão presentes: de chamada e de précópula. As emissões acústicas de acasalamento de algumas espécies foram caracterizadas quanto a parâmetros como duração e freqüência dos sons, incluindo a espécie nominal Anastrepha fraterculus - importante praga da fruticultura nacional. No entanto, até o presente momento, nenhum estudo teve como foco a diferenciação dentro do complexo A. fraterculus, constituído por diversas espécies crípticas - das quais, três caracterizadas para o Brasil: A. sp. 1 aff. fraterculus, A. sp. 2 aff. fraterculus e A. sp. 3 aff. fraterculus. Este trabalho procurou caracterizar o padrão de emissão acústica de chamada de populações do complexo A. fraterculus (duas de A. sp. 1, uma de A. sp 2 e uma de A. sp. 3) e de A. obliqua, em relação à duração de pulso (PD), intervalo entre pulsos (IPI) e freqüência fundamental (FF), comparando com dados disponíveis na literatura para outras espécies. Os parâmetros acústicos de A. sp. 1 de Serra Negra - SP - não se diferenciaram estatisticamente dos parâmetros de A. sp. 2 de São Sebastião - SP. O padrão de emissão de A. sp. 3 de São Sebastião - SP -, difere do de A. sp. 1 de Serra Negra - SP - e de A. sp. 2 de São Sebastião - SP - no parâmetro PD. Os parâmetros acústicos de A. sp. 1 de São Paulo - SP - foram completamente distintos dos parâmetros das demais populações, inclusive dos de A. sp. 1 de Serra Negra - SP. O padrão de emissão acústica A. obliqua de Águas da Prata - SP - também diferencia-se dos das demais espécies/populações, exceto em relação ao PD de A.. sp. 1 de São Paulo - SP. A relação entre picos de distribuição de FF e de harmônicos, bem como a correlação entre parâmetros acústicos e o comprimento das asas sugerem uma relação entre características físicas das asas e os sons emitidos. Porém, outros fatores também devem estar em atuação, uma vez que a relação entre picos e harmônicos não é observada para todas as populações estudadas e a correlação entre tamanho de asa e valores de parâmetros acústicos é baseada em número limitado de espécies. Não há uma relação entre o valores dos parâmetros acústicos e as relações filogenéticas entre as espécies de moscas-das-frutas. Assim, embora os padrões de emissões acústicas permitam diferenciar as espécies entre si, não é possível utilizá-los para agrupar as espécies quanto a afinidades evolutivas. Dentro dos tefritídeos, a evolução dos tipos de emissão acústica do acasalamento provavelmente envolve uma história bastante complexa com várias homoplasias. / Three courtship songs have been described for tephritid males: calling song, when female flies are absent; approach song, near females; and precopulatory song, after male mounting female. For species of Anastrepha in which mating songs were recorded, only two types are present: calling and precopulatory songs. In these cases mating accoustic emissions were characterized regarding parameters such as duration and sound frequency; including for the nominal species Anastrepha fraterculus - a major fruit crop pest in Brazil. However, no study have focused on differences amid A. fraterculus criptic species complex - including the three species that occur in Brazil: A.. sp. 1 aff. fraterculus, A. sp. 2 aff. fraterculus e A. sp. 3 aff. fraterculus. In this work, the acoustic emission patterns for A. sp. 1, A. sp. 2 A. sp. 3, and for A. obliqua population samples were characterized by comparing pulse duration (PD), interpulse interval (IPI) and fundamental frequency (FF), with data available in literature for other tephritid species. The acoustic parameters of A sp. 1 Serra Negra (SP) do not differ statistically from parameters of A. sp. 2 (São Sebastião, SP). The PD parameter of A. sp. 3 (São Sebastião, SP) differs from A. sp. 1 (Serra Negra, SP) and from A. sp. 2 from São Sebastião (SP). The acoustic parameters of A. sp. 1 from São Paulo (SP) were completely different from parameters of other populations, including A. sp. 1 from Serra Negra (SP). The acoustic emission pattern of A. obliqua from Águas da Prata (SP) is also different from other species/populations, except by the PD of A. sp. 1 from São Paulo (SP). The relationship between FF distribution peaks and sound harmonics as well as the correlation between acoustic parameters and wing length, suggest that the emitted sounds are dependent on the wing physical properties. However, other factors might also influence the sound pattern, because the relation between FF peaks and harmonics is not observed for all population samples, and the correlation between wing length and acoustic parameters were evaluated on few species. There is no relation between acoust parameters values and fruit flies phylogeny. Therefore, it is possible to distinguish between species on the basis of sound parameters, but it is not possible to group them by evolutionary affinities. Among the tephritids, mating acoustic emission patterns probably involves a complex evolutionary history with many homoplasies.

As moscas-das-frutas são consideras pragas da fruticultura mundial, sendo que a espécie de maior importância econômica na região Neotropical é Anastrepha fraterculus. Sabe-se que na verdade A. fraterculus corresponde a um complexo de espécies crípticas; vários estudos têm se focado na caracterização destas espécies e no desenvolvimento de estratégias de controle populacional. Trabalhos anteriores mostraram que o silenciamento de genes envolvidos na determinação sexual de Anastrepha, como o transformer-2, constitui uma potencial ferramenta que pode ser usada em programas com este propósito, por gerar uma maior proporção de machos, uma vez que a proteína Transformer-2 funcional é necessária para o desenvolvimento do fenótipo feminino. Na ausência desta proteína um embrião XX se desenvolve com o fenótipo masculino (pseudomacho). Esse tipo de abordagem pode ser utilizado para otimizar a produção de moscas em biofábricas. Nesses estudos prévios o dsRNA foi injetado diretamente em ovos, o que constitui uma técnica de execução bastante complexa e que resulta em uma alta mortalidade durante o processo, inviabilizando sua utilização em um contexto aplicado. Aqui nós descrevemos os efeitos do silenciamento gênico de transformer-2 a partir da injeção parental de dsRNA em A. sp.1 affinis fraterculus, com o intuito de verificar se ocorre o silenciamento gênico na progênie. Para isso, fêmeas adultas foram injetadas com transformer-2 dsRNA em seu abdome e cruzadas com machos não tratados. Suas progênies foram coletadas ao longo de cinco semanas e analisadas quanto a (a) proporção sexual, (b) presença de pseudomachos (XX), (c) fertilidade dos machos e (d) morfologia sexual, além de análises de (e) emergência e de (f) assimetria de estruturas dos adultos, que são indicadores relevantes para a aplicação dessa técnica. A análise da proporção sexual mostrou um desvio significativo da proporção esperada de 1?:1? a favor dos machos, sendo o máximo desvio detectado entre as semanas 1 e 3 após a injeção. A análise dos cariótipos revelou a presença de pseudomachos (XX) na progênie. A maioria dos adultos apresentou morfologia das estruturas sexuais normal, exceto um pequeno número de indivíduos, que tinham gônadas assimétricas. Os testes de fertilidade revelaram que todos os machos apresentaram espermatozoides móveis em seus testículos, mas algumas fêmeas, referentes aos cruzamentos estéreis, não tinham espermatozoides em suas espermatecas. As análises de emergência dos adultos e assimetria de asas e mostraram que não há diferenças em relação ao controle, mas há aumento da assimetria de cerdas frontais da cabeça. Esses resultados indicam que alguns indivíduos da progênie de fêmeas injetadas com transformer-2 dsRNA foram afetados pelo silenciamento gênico de transformer-2. Além disso, as análises de morfologia e assimetria sugerem que esse tratamento causa perturbações no desenvolvimento desses organismos. Finalmente, os testes de fertilidade mostraram que alguns machos da progênie são funcionalmente estéreis, por serem incapazes de transferir espermatozoides para as fêmeas, possivelmente os pseudomachos (XX). A produção de uma progênie com maior número de machos a partir da interferência na expressão de um único gene pode ser bastante útil para melhorar o manejo da produção de machos em biofábricas / Fruit flies are worldwide fruticulture pest, and the economic important species in Neotropics is Anastrepha fraterculus. It is known that actually A. fraterculus corresponds to a cryptic species complex; many studies have focused in characterizing those species and development of population control strategies. Previous studies showed that silencing genes involved in sex determination of Anastrepha, such as transformer-2, are potential tools to be used in control programs that require male production in a large scale. The Transformer-2 protein is required to development of female phenotype. In the absence of this protein, an XX embryo develops in male phenotype (pseudomale). In previous studies, dsRNA was injected directly in embryos, which consists in a high complex executing technique with high rates of mortality during this process, difficulting your utility in an applied context. Herein we describe the effects of transformer-2 gene silencing by parental injection of dsRNA in A. sp.1 affinis fraterculus, to verify whether gene silencing occurs in progeny. For that, adult females were injected with transformer-2 dsRNA in its abdomen and crossed to non-treated males. Their progeny were recovered by five weeks and analysed by (a) sex ratio, (b) presence of pseudomales (XX), (c) fertility of males and (d) sexual morphology, besides analysis of (e) emergence and (f) asymmetry of wings and head setae, what consists in indicators of goodness of progeny. Sex ratio analysis showed a significant bias of expected 1:1, in favour of males, significant between weeks 1 and 3. Karyotype analysis revealed presence of pseudomales (XX) in progeny. The most of flies exhibited sexual structures morphology normal, except by a few individuals having asymmetric testes. Fertility tests showed that all males had motile spermatozoids in their testes, but some females, regarding to sterile crosses, had no spermatozoids in their spermathecae. Emergence and wing asymmetry analysis showed that there is no significant differences in relation to control, but there is a significant increase in asymmetry of head setae. The results indicate that the progeny from females treated with transformer-2 dsRNA were affected by transformer-2 gene silencing. Besides, the morphological analysis suggest that the treatment has a low impact in disturbing ontogeny of the progeny comparing to method of injection directly in eggs. Finally, fertility tests showed that some males of progeny are functionally sterile, unable to transfer spermatozoids to females, possibly the pseudomales ones (XX). The production of a male enriched progeny by interference in expression of a single gene could be very useful to improve the management of male production in biofabrics

Understanding the operating principles of the brain functions is the key to building novel computing architectures for mimicking human intelligence. Neural activities at different scales lead to different levels of brain functions. For example, cellular functions, such as sensory transduction, occur in the molecular reactions, and cognitive functions, such as recognition, emerge in neural systems across multiple brain regions. To bridge the gap between neuroscience and artificial computation, we need systematic development of mechanistic models for neural computation across multiple scales. Existing models of neural computation are often independently developed for a specific scale and hence not compatible with others. In this thesis, we investigate the neural computations in the fruit fly brain and devise mechanistic models at different scales in a systematic manner so that models at one scale constitute functional building blocks for the next scale. Our study spans from the molecular and circuit computations in the olfactory system to the system-level computation of the central complex in the fruit fly. First, we study how the two key aspects of odorant, identity and concentration, are encoded by the odorant transduction process at the molecular scale. We mathematically quantify the odorant space and propose a biophysical model of the olfactory sensory neuron (OSN). To validate our modeling approaches, we examine the OSN model with a multitude of odorant waveforms and demonstrate that the model output reproduces the temporal responses of OSNs obtained from in vivo electrophysiology recordings. In addition, we evaluate the model at the OSN population level and quantify the combinatorial complexity of the transformation taking place between the odorant space and the OSNs. The resulting concentration-dependent combinatorial code determines the complexity of the input space driving olfactory processing in the downstream neuropil, the antennal lobe. Second, we investigate the neural information processing in the antennal lobe across the molecule scale and the circuit scale. The antennal lobe encodes the output of the OSN population from a concentration-dependent code into a concentration-independent combinatorial code. To study the transformation of the combinatorial code, we construct a computational model of the antennal lobe that consists of two sub circuits, a predictive coding circuit and an on-off circuit, realized by two distinct local neuron networks, respectively. By examining the entire circuit model with both monomolecular odorant and odorant mixtures, we demonstrate that the predictive coding circuit encodes the odorant identity into concentration invariant code and the on-off circuit encodes the onset and the offset of a unique odorant identity. Third, we investigate the odorant representation inherent in the Kenyon cell activities in the mushroom body. The Kenyon cells encodes the output of the antennal lobe into a high-dimensional, sparse neural code that is immediately used for learning and memory formation. We model the Kenyon cell circuitry as a real-time feedback normalization circuit converting odorant information into a time-dependent hash codes. The resultant real-time hash code represents odorants, pure or mixture alike, in a way conducive to classifications, and suggests an intrinsic partition of the odorant space with similar hash codes. Forth, we study at the system scale the neural coding of the central complex. The central complex is a set of neuropils in the center of the fly brain that integrates multiple sensory information and play an important role in locomotor control. We create an application that enables simultaneous graphical querying and construction of executable model of the central complex neural circuitry. By reconfiguring the circuitry and generating different executable models, we compare the model response of the wild type and mutant fly strains. Finally, we show that the multi-scale study of the fruit fly brain is made possible by the Fruit Fly Brain Observatory (FFBO), an open-source platform to support open, collaborative fruit fly neuroscience research. The software architecture of the FFBO and its key application are highlighted along with several examples.

<p>Animals utilize information about their environments in order to adaptively modify behaviour. Such information may come from individual experience or from social sources, both of which have costs and benefits to the animal. Here I first show benefits of individual learning with respect to foraging performance, a good proxy of fitness, in bumblebees in a naturalistic setting. Second, I show that despite fitness costs associated with learning, fruit flies do not modify their investment in learning ability due to environmental complexity of larval foraging environment. Third, I show that fruit fly larvae utilize social information in their foraging decisions, including social learning, despite increased competition costs. Fourth, I show that adult fruit flies also use the presence of larvae as a source of social information to find suitable food patches. Finally, I show that larvae spontaneously form small foraging aggregations, one benefit of which may be an improved ability to dig and burrow into the surface of the food. I discuss the costs and benefits of both individual and social learning, as well as the potential for insect model systems in future studies of sociality and learning.</p> / Doctor of Philosophy (PhD)

Thesis (DScAgric)--Stellenbosch University, 1956. / Some digitised pages may appear illegible due to the condition of the original hard copy. / ENGLISH ABSTRACT: no abstract available / AFRIKAANSE OPSOMMING: geen opsomming

Visando contribuir para o manejo de moscas-das-frutas em parreirais de uva, inicialmente determinou-se, neste estudo, a concentração limiar dos limonoides azadiractina e 3-tigloilazadiractol (AzaMax®) capaz de inibir completamente a oviposição de Ceratitis capitata em frutos de uva. Em seguida, foram averiguados os estímulos envolvidos na inibição da oviposição da praga pelos referidos limonoides. Posteriormente, avaliou-se a proteção do parreiral de uva pelos limonoides contra C. capitata no polo de produção de Petrolina/PE, Brasil. Finalmente, foi avaliada a atividade biológica residual dos limonoides sobre a praga em parreiral de uva no polo de produção de Petrolina. A concentração limiar para a completa inibição da oviposição de C. capitata se dá com 100 ppm de azadiractina (+ 28,5 ppm de 3-tigloilazadiractol) na superfície de frutos de uva. A inibição da oviposição é drástica a partir de 50 ppm de azadiractina (+ 14,3 ppm de 3-tigloilazadiractol) em situação de chance de escolha do hospedeiro. A seleção hospedeira de C. capitata não é afetada por concentração igual ou inferior a 7,5 ppm de azadiractina (+ 2,14 ppm de 3-tigloilazadiractol) na superfície de frutos de uva. A concentração limiar de 100 ppm de azadiractina (+ 28,5 ppm de 3-tigloilazadiractol) impede que o hospedeiro seja reconhecido pela praga em função dos estímulos que promovem a inquietação (irritação), locomoção e consequente dispersão da praga. Assim, os limonoides (AzaMax®) podem ser qualificados como repelentes com baixa capacidade de difusão. Os limonoides em alta concentração ocasionam mortalidade sobre C. capitata, porém não evitam que os cachos ou frutos de uva sejam injuriados e ou infestados por C. capitata numa condição de baixa população natural ou artificial em campo. As conclusões registradas corroboram a hipótese de que são necessárias mais investigações pormenorizadas para avaliação do efeito de limonoides do nim sobre C. capitata em campo. A perspectiva de controle comportamental de moscas-das-frutas utilizando limonoides do nim foi discutida, com especial referência para C. capitata em parreirais de uva. / Aiming to contribute to the management of fruit flies in the vineyards, this research initially determined the concentration threshold of limonoids azadirachtin and 3-tigloylazadirachtol (AzaMax®) able to completely inhibit oviposition of Ceratitis capitata in grape fruits. Then the stimuli involved in the inhibition of oviposition of C. capitata by these limonoids were investigated. Subsequently, we evaluated the vineyard protection by limonoids against fruit flies in the production pole of Petrolina - PE, Brazil. Finally, we evaluated the residual biological activity of limonoids on C. capitata in vineyard in the production pole of Petrolina. The threshold concentration for complete inhibition of oviposition of C. capitata is 100 ppm of azadirachtin (+ 28.5 ppm of 3-tigloylazadirachtol) on the surface of grape fruits. The inhibition of oviposition is drastic from 50 ppm of azadirachtin (+ 14.3 ppm of 3-tigloylazadirachtol) with free choice of the host. The host selection by C. capitata is not affected by concentration equal to or less than 7.5 ppm of azadirachtin (2.14 ppm of 3-tigloylazadirachtol) on the fruits surface. The threshold concentration of 100 ppm of azadirachtin (+ 28.5 ppm of 3-tigloylazadirachtol) prevents the host to be recognized by C. capitata depending of the stimuli that promote caring (irritation), locomotion and consequent dispersion of insect. Thus, the limonoids (AzaMax®) can be qualified as repellents with low diffusion capacity. The limonoids in high concentration (AzaMax®) cause mortality of C. capitata, but do not prevent the injury and or infestation on grape clusters by C. capitata in a condition of low natural or artificial population in the field. The findings reported support the hypothesis that more detailed assessment for the effect of neem limonoids on C. capitata in field investigations are necessary. The perspective of behavioral control of fruit flies using neem limonoids was discussed, with special reference to C. capitata in vineyards.

Este trabalho foi conduzido na área abrangida pelo campus Luiz de Queiroz/Universidade de São Paulo, no município de Piracicaba, Estado de São Paulo. Teve como objetivos, determinar a composição do gênero Anastrepha Schiner, sua distribuição e a análise quantitativa da população. Além disso, verificou-se a relação da flutuação populacional com variáveis bióticas e abióticas e a associação das espécies de plantas hospedeiras, estabelecidas na área, com as espécies de Anastrepha.Foram examinadas 23.263 fêmeas de Anastrepha coletadas em armadilhas McPhail e 18 espécies pertencentes a 9 grupos infragenéricos foram assinaladas. A distribuição das fêmeas por armadilha foi fortemente agregada, com 5 armadilhas (6%) capturando 50% do total de fêmeas. Apenas A. fraterculus (Wiedemann) e A. obliqua (Macquart) foram dominantes. A. fraterculus foi a espécie mais freqüente, representando 80,2% do total de fêmeas capturadas no campus e a mais constante ocorrendo em 98,04% das amostras. Em ordem decrescente de freqüência, seguiram-se A. obliqua (12,6%), A. pseudoparallela (Loew) (3,1%) e A. bistrigata Bezzi (2,1%). As demais espécies apresentaram freqüência menor que 1%. O valor elevado do índice de Simpson (0,66) e os valores baixos do índice de Shannon (0,7521) e de eqüitatividade (0,459) resultaram da alta freqüência de A. fraterculus. Um aumento no nível populacional das espécies de Anastrepha ocorreu de agosto a novembro com um pico máximo em setembro. A disponibilidade de frutos hospedeiros foi mais determinante na variação do tamanho da população das espécies mais abundantes de Anastrepha que as variáveis climáticas. Um total de 565 amostras de frutos pertencentes a 11 famílias e, pelo menos, 25 espécies botânicas foi coletado em 47 estações de capturas. Foram identificadas 10.290 fêmeas e das 18 espécies de Anastrepha capturadas em armadilhas somente 6 emergiram das amostras de frutos: A. bistrigata Bezzi, A. fraterculus (Wiedemann), A. obliqua (Macquart), A. pseudoparallela (Loew), A. serpentina (Wiedemann) e A. sororcula Zucchi. A. fraterculus foi a espécie que infestou maior diversidade de frutos. Os hospedeiros preferidos de A. obliqua foram as espécies da família Anacardiaceae. A. pseudoparallela e A. serpentina infestaram exclusivamente Passifloraceae e Sapotaceae, respectivamente. Uma nova associação de mosca-das-frutas com planta hospedeira foi constatada: A. fraterculus em Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman (coquinho). Foi reportado o primeiro registro da associação de A. fraterculus em Manilkara zapota L. (sapoti) no Brasil. / This study was conducted in the Luiz de Queiroz campus of the Universidade de São Paulo, in Piracicaba, state of São Paulo. The aim of this study was to determine the number of species in the genus Anastrepha Schiner on campus, their distribution and the quantitative analysis of the population. Moreover, this study correlated populational fluctuations with biotic and abiotic factors as well as the association between host plant species and the Anastrepha species in that area. A total of 23,263 females of Anastrepha collected in MacPhail traps was examined, and 18 species belonging to nine infrageneric groups were registered. The distribution of females per trap was strongly clustered, with 5 traps (6%) capturing 50% of the total of females. Only A. fraterculus (Wiedemann) and A. obliqua (Macquart) were considered dominant species. A. fraterculus was by far the most frequent species, representing 80.2% of the total of females captured on campus, and the most constant, occurring in 98.04% of the analyzed samples. In decreasing order of frequency, A. obliqua (12.6%), A. pseudoparallela (Loew) (3.1%), and A. bistrigata Bezzi (2.1%) comprised the other major species. The remaining species showed frequency lower than 1%. The high value of the Simpson’s index (0.66) as wel as the low values of Shannon’s index (0.7521) and the equitability index (0.459) resulted from the high frequency of A. fraterculus. The populational level of Anastrepha increased from August to November with the highest peak in September. The availability of host fruit, more than climatic parameters determined most of the variation of population size in the most abundant species of Anastrepha. A total of 565 fruit samples representing at least 25 plant species from 11 families was collected in 47 capture sites. 10,290 females were identified. Of the 18 Anastrepha species captured in traps, only 6 also emerged from fruit samples: A. bistrigata Bezzi, A. fraterculus (Wiedemann), A. obliqua (Macquart), A. pseudoparallela (Loew), A. serpentina (Wiedemann) e A. sororcula Zucchi. A. fraterculus infested the greatest diversity of hosts. The preferred hosts of A. obliqua were plant species in the family Anacardiaceae. A. pseudoparallela and A. serpentina infested only species in the families Passifloraceae and Sapotaceae, respectively. A new fruit fly and host plant association was registered: A. fraterculus with Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman (queen palm). The association of A. fraterculus with Manilkara zapota L. (sapodilla) was reported here for the first time in Brazil.

With 9.9 million new dementia cases each year, Alzheimer’s and Parkinson’s disease (AD and PD) are the most prevalent form of neurodegenerative disorder (NDG) affecting the aging population. Despite years of pharmaceutical research, no cure is yet available. Most neuropathological aspects of these diseases are extremely complex but the study of the rare genetic cases allowed to model these diseases in animals and uncover key pathophysiological processes. Transgenic Drosophila NDG models have been used for in vivo studies for many years with a range of relevant phenotypes. The cellular and molecular biology of the Central Nervous System, as well as the mechanisms underlying neurodegeneration, are well conserved between Drosophila and Humans (with a 75% of human disease-related genes having homologs in flies). Most NDG studies are performed in the aging flies. However, there are reports of measurable phenotypes for a variety of AD and PD models in juvenile Drosophila melanogaster (larval stage) with an unexploited considerable potential for drug discovery and screening for this outstanding model. Here I sought to develop a new assay for research into NDGs that focus on the earliest phenotypes. During this Ph.D. project a customized crawling assay apparatus was developed, for the assessment of locomotor ability in humanised larval Drosophila (overexpressing human proteins/peptides linked to AD and PD). A locomotor phenotype was identified in larvae overexpressing different variation of Amyloid-β42, tau and α-Synuclein pan neutrally: these animals crawl on agarose surface at a reduced mean speed when compared to controls. The defect was proven partially rescuable by administration of Tacrine and Methylene Blue, renewing the importance of such models for future applications in drug discovery and screening. The motor impairment supports the hypothesis of a neurotoxic effect of the protein/peptide. Thus, to test this further, the overexpression of the human transgenes was restricted to neurons involved in larval olfaction (olfactory impairment is often the earliest symptom in PD and AD) and odour associated learning tasks (both PD and AD are characterized by severe cognitive dysfunction). Interestingly, larvae overexpressing the Amyloid-β42 ARC peptide in the Olfactory Sensory Neurons showed a subtle navigation defect during chemotaxis (in 1-Hexanol odour gradient) that could possibly be addressed to premature neural habituation to the olfactory stimulus. Furthermore, the overexpression of the peptide in the larval Mushroom Bodies influenced the performances of the animals in associative learning tasks. Lastly, using immunohistochemistry and confocal imaging techniques I showed that the gross morphology of neurons is not altered by the targeted overexpression of the Amyloid-β42 ARC. Even though physiological studies are required to characterize the chemosensory/learning defect shown by the Amyloid-β42 ARC larvae, this Ph.D. work further confirms that the effects of the overexpression of the human transgenes are robust and measurable already at larval stage. These findings may also be relevant to the development of new, fast, and cost-effective compound screening procedures, for applications in early stages of the drug discovery process.

Orientador: Arlindo Leal Boiça Júnior / Coorientador: Jacinto de Luna Batista / Banca: Antônio Baldo Geraldo Martins / Banca: Maria José Araújo Wanderley / Banca: Terezinha Monteiro dos Santos Cividanes / Banca: Juliana Altafin Galli / Resumo: A geração de informações sobre o potencial de táticas alternativas no controle de moscas-das-frutas tem despertado crescente interesse, tanto dos produtores quanto dos pesquisadores. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar os efeitos de variedades de goiaba e de substâncias de origem vegetal sobre parâmetros biológicos de Anastrepha fraterculus (Wied., 1830) (Diptera:Tephritidae) e sobre o parasitóide Diachasmimorpha longicaudata (Ashmead) (Hymenoptera: Braconidae). A pesquisa foi realizada no Laboratório de Resistência de Plantas do Departamento de Fitossanidade da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinária - UNESP. Os frutos de goiaba foram adquiridos da Empresa Val frutas, localizada no município de Vista Alegre do Alto-SP. As moscas-das-frutas e os parasitóides foram oriundos de criação mantida em dieta artificial no Laboratório de Radioentomologia do CENA. Foram realizados 6 bioensaios: 1. Determinação do estágio de maturação dos frutos de goiaba preferidos para oviposição de A. fraterculus 2. Não preferência para oviposição de A. fraterculus por frutos de variedades de goiaba; 3. Efeito de produtos naturais aplicados em frutos de goiaba na oviposição de A. fraterculus; 4. Associação dos efeitos dos frutos de variedades de goiaba e de produtos naturais no parasitismo de D. longicaudata; 5. Teste de antibiose em A. fraterculus criadas em frutos de variedades de goiaba e 6. Efeito da resistência extrínseca de frutos de variedades de goiaba sobre o parasitóide D. longicaudata. Os frutos foram tratados com os seguintes produtos: óleo de nim, óleo essencial de erva-doce, óleo essencial de citronela, e teste padrão com água. Foram realizados testes com e sem chance de escolha. Os resultados foram submetidos à análise de variância (ANOVA), as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (P = 0,05). Fêmeas de A. fraterculus preferem os estádios ... / Abstract: The generation of information about the potential of alternative tactics in the control of fruit flies has attracted a growing interest, both producing and researchers. This research aimed to evaluate the effects of guava cultivars and substances from plant metabolism on biological parameters of Anastrepha fraterculus (Wied., 1830) (Diptera: Tephritidae) and Diachasmimorpha longicaudata (Ashmead) (Hymenoptera: Braconidae). The study was conducted in the Laboratory of Plant Resistance, Department of Plant Protection, Faculty of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine - UNESP. The guava fruits were obtained from Company Val fruits, located in "Vista Alegre do Alto" - SP. The fruit-flies and parasitoids were derived from rearing on artificial diet in the laboratory Radioentomologia - CENA. 6 bioassays were conducted: 1- Determining the maturity stage of guava fruits preferred for egg-laying of A. fraterculus, 2- No preference for egg-laying of A. fraterculus fruits of the guava cultivars, 3- Effect of natural products used in guava fruit on egg-laying of A. fraterculus, 4- Association of the effects of the fruits of guava cultivars and natural products on parasitism of D. longicaudata, 5- Antibiosis test of fruit varieties of guava and on A. fraterculus and 6- Effect of extrinsic resistance of cultivars of guava fruit on the parasitoid D. longicaudata. Fruits were treated with the following products: neem oil, essential oil from fennel and citronella, and controle. Tests with and without choice has been made. The results were subjected to analysis of variance (ANOVA), means were compared by Tukey test (P = 0.05). A. fraterculus female prefer stadiums "semi-ripe" and ripe for egg-laying. The Século XXI cultivar is more susceptible to attack by A. fraterculus. Products which showed the lowest infestation rates were oils of neem and citronella, from the 1.0% concentration. The fruits when ... / Doutor