Os eglídeos (Anomura, Aeglidae) são um grupo de crustáceos endêmicos do sul da América do Sul e restritos ao ambiente de água doce. Muitos aspectos da biologia e ecologia desses animais são bem conhecidos, porém, pouco se sabe sobre seu comportamento, principalmente o comportamento agressivo e a atividade em ambiente natural. É sabido que entre os animais, os conflitos são resolvidos por comportamentos agonísticos, termo que abrange uma gama de comportamentos de escape, exibições (“displays”), até um extremo do combate físico. Em um contexto ecológico, informações sobre os movimentos e a atividade dos animais são importantes para uma compreensão das exigências de hábitat, padrões de utilização dos recursos e o potencial de interações interespecíficas. A presente tese teve como objetivos: padronizar uma metodologia para análise do comportamento agressivo de eglídeos em laboratório; descrever o comportamento agressivo de Aegla longirostri; avaliar o comportamento agonístico de espécies provenientes de vertentes do lado Pacífico (espécies basais) e Atlântico (espécies derivadas) da América do Sul; comparar os padrões agressivos de fêmeas de A. longirostri e A. manuinflata, e; examinar os padrões de deslocamento, de atividade diária e de ocupação dos diferentes substratos por A. manuinflata em ambiente natural. Para os estudos sobre comportamento agressivo, os animais coletados foram mantidos em aclimatação por uma semana em aquários individuais, pareados para realização de interações intra-específicas e filmados durante 20 minutos, período que foi subdivido para realização das análises. A parir dos confrontos com A. longirostri foram descritos os atos comportamentais, com 16 atos agressivos, e foi estabelecida uma tabela de intensidade da agressividade, variando de -2 (fuga) a 5 (combate intenso). No estudo comparativo entre quatro espécies de Aegla, foi verificado que todas apresentaram comportamentos semelhantes, porém um indivíduo de Aegla denticulata denticulata, apresentou tanatose. O período de latência foi superior ao tempo investido em todos os encontros agressivos. Aegla longirostri, a espécie mais derivada (da vertente do Atlântico) foi a que apresentou maior intensidade agressiva média e a mais basal (da vertente do Pacífico), A. d. denticulata a menor intensidade. Aegla abtao, A. longirostri e A. manuinflata gastaram significativamente mais tempo lutando, prendendo ou agarrando o oponente do que os demais atos, enquanto A. d. denticulata passou 18,2% do tempo sem deslocamento, e não apresentou confronto intenso. Em todas as espécies foi verificada reversão da dominância. Entre as fêmeas, o comportamento é semelhante àquele observado nos machos das mesmas espécies. O período de latência foi mais longo do que qualquer encontro, e o primeiro foi em média mais longo que os demais. Houve uma baixa freqüência na reversão da dominância, o animal que venceu o primeiro encontro, conseqüentemente teve uma probabilidade maior de ser o vencedor final. Para ambas as espécies, o ato mais freqüente foi o de lutar e/ou prender e agarrar com o quelípodo, seguido pelo uso das antenas. A agressividade das fêmeas pode chegar a altos níveis, por vezes, superando a agressividade observada em machos. Para avaliar o deslocamento e a atividade de A. manuinflata em ambiente natural, machos adultos e em intermuda foram monitorados a cada três horas durante nove dias, através da técnica de rádio-telemetria. Os eglídeos apresentaram um deslocamento significativamente maior à montante e apresentaram maior atividade de deslocamento na fotofase escura; a atividade locomotora não foi constante, sendo verificado que os animais passaram um ou mais dias sem deslocamento. Os indivíduos apresentaram especificidade em relação à ocupação dos diferentes tipos de substrato. Esses estudos trazem informações inéditas relativas ao comportamento agressivo de eglídeos, o qual é semelhante ao observado em outros decápodos com quelípodos bem desenvolvidos, porém, muitas peculiaridades foram observadas. Além disso, os resultados do estudo de rádio-telemetria forneceram mais uma informação importante para estudos de conservação das espécies, demonstrando a importância da manutenção dos ambientes naturais para esses indivíduos. / The aeglids (Anomura, Aeglidae) are endemic crustaceans from south region of South America and restricted to freshwater environments. Although several biological and ecological aspects of these animals has already been studied little is known about their behavior, mainly its aggressive behavior and activity in the natural environment. It is known that among animals, conflicts are resolved through agonistic behavior, an expression of which embraces a range of fleeing behaviors, displays, up to the extreme of physical combat. In an ecological context, information on the movements and activity of animals is important for understanding their requirements of habitat, resource usage patterns and the potential of interspecific interactions. This thesis has the following goals: to standardize a method in order to analyze the aggressive behavior of aeglids in laboratory; to describe the aggressive acts of Aegla longirostri; to evaluate the agonistic behavior of species originated from slopes on the Pacific (basal species) and Atlantic (derived species) sides of South America; to compare aggressive pattern of A. longirostri and A. manuinflata females; and to examine the displacement pattern on daily activity and occupancy of substrates by A. manuinflata in natural environment. For the aggressive behavior studies the animals were kept for one week of acclimation in individual fishbowls, then paired for experiments of intraspecific interactions and videotaped for 20 minutes, period which were subdivided for analyzes. From combats with A. longirostri the behavioral acts were described, 16 were considered aggressive acts, and a table of aggression intensity was established, ranging from -2 (fleeing) to 5 (intense combat). Concerning the comparative study among four species of Aegla it was verified that all of them exhibited similar behaviors, but one individual of Aegla denticulata denticulata displayed thanatosis. The latency period was greater than the time invested in all aggressive encounters. Aegla longirostri, the most derived species (from Atlantic slope), was the species that displayed the highest average aggressive intensity and, the most basal species (from Pacific slope), A. d. denticulata the lowest intensity. Aegla abtao, A. longirostri and A. manuinflata spent significantly more time fighting, holding or catching the opponent than the other acts, while A. d. denticulata spent 18.2% of the time without any displacement and did not exhibit intense combat. Reversal of dominance was observed in all species. Female’s behavior is similar to that observed in conspecific males. The latency period was longest than any other encounter and the first one was in average the longest. There was a low reversal of dominance; the animal which won the first encounter consequently had a higher probability of being the final winner. For both species the most frequent act was fighting and/or holding and catching with the cheliped, following by the use of antennae. Female’s aggressiveness can reach high levels, overcoming sometimes the aggressiveness observed in males. To evaluate the displacement and activity of A. manuinflata in natural environment adult males in intermolt stage were monitored at every three hours during nine days through radio-telemetry technique. The aeglids showed a significantly greater displacement toward upstream and had the highest displacement activity on dark photophase; the locomotor activity was not constant, it was observed that the animals spent one or more days without any displacement. Individuals showed specific occupation of different types of substrate. These studies bring novel information concerning aggressive behavior of aeglids which is similar to the behavior observed in other decapods with developed chelipeds, although several peculiarities were noticed. Besides, the results from the radio-telemetry study provided more important information for conservation studies of species, demonstrating the importance of maintenance of natural environment for these animals.

Os eglídeos (Anomura, Aeglidae) são um grupo de crustáceos endêmicos do sul da América do Sul e restritos ao ambiente de água doce. Muitos aspectos da biologia e ecologia desses animais são bem conhecidos, porém, pouco se sabe sobre seu comportamento, principalmente o comportamento agressivo e a atividade em ambiente natural. É sabido que entre os animais, os conflitos são resolvidos por comportamentos agonísticos, termo que abrange uma gama de comportamentos de escape, exibições (“displays”), até um extremo do combate físico. Em um contexto ecológico, informações sobre os movimentos e a atividade dos animais são importantes para uma compreensão das exigências de hábitat, padrões de utilização dos recursos e o potencial de interações interespecíficas. A presente tese teve como objetivos: padronizar uma metodologia para análise do comportamento agressivo de eglídeos em laboratório; descrever o comportamento agressivo de Aegla longirostri; avaliar o comportamento agonístico de espécies provenientes de vertentes do lado Pacífico (espécies basais) e Atlântico (espécies derivadas) da América do Sul; comparar os padrões agressivos de fêmeas de A. longirostri e A. manuinflata, e; examinar os padrões de deslocamento, de atividade diária e de ocupação dos diferentes substratos por A. manuinflata em ambiente natural. Para os estudos sobre comportamento agressivo, os animais coletados foram mantidos em aclimatação por uma semana em aquários individuais, pareados para realização de interações intra-específicas e filmados durante 20 minutos, período que foi subdivido para realização das análises. A parir dos confrontos com A. longirostri foram descritos os atos comportamentais, com 16 atos agressivos, e foi estabelecida uma tabela de intensidade da agressividade, variando de -2 (fuga) a 5 (combate intenso). No estudo comparativo entre quatro espécies de Aegla, foi verificado que todas apresentaram comportamentos semelhantes, porém um indivíduo de Aegla denticulata denticulata, apresentou tanatose. O período de latência foi superior ao tempo investido em todos os encontros agressivos. Aegla longirostri, a espécie mais derivada (da vertente do Atlântico) foi a que apresentou maior intensidade agressiva média e a mais basal (da vertente do Pacífico), A. d. denticulata a menor intensidade. Aegla abtao, A. longirostri e A. manuinflata gastaram significativamente mais tempo lutando, prendendo ou agarrando o oponente do que os demais atos, enquanto A. d. denticulata passou 18,2% do tempo sem deslocamento, e não apresentou confronto intenso. Em todas as espécies foi verificada reversão da dominância. Entre as fêmeas, o comportamento é semelhante àquele observado nos machos das mesmas espécies. O período de latência foi mais longo do que qualquer encontro, e o primeiro foi em média mais longo que os demais. Houve uma baixa freqüência na reversão da dominância, o animal que venceu o primeiro encontro, conseqüentemente teve uma probabilidade maior de ser o vencedor final. Para ambas as espécies, o ato mais freqüente foi o de lutar e/ou prender e agarrar com o quelípodo, seguido pelo uso das antenas. A agressividade das fêmeas pode chegar a altos níveis, por vezes, superando a agressividade observada em machos. Para avaliar o deslocamento e a atividade de A. manuinflata em ambiente natural, machos adultos e em intermuda foram monitorados a cada três horas durante nove dias, através da técnica de rádio-telemetria. Os eglídeos apresentaram um deslocamento significativamente maior à montante e apresentaram maior atividade de deslocamento na fotofase escura; a atividade locomotora não foi constante, sendo verificado que os animais passaram um ou mais dias sem deslocamento. Os indivíduos apresentaram especificidade em relação à ocupação dos diferentes tipos de substrato. Esses estudos trazem informações inéditas relativas ao comportamento agressivo de eglídeos, o qual é semelhante ao observado em outros decápodos com quelípodos bem desenvolvidos, porém, muitas peculiaridades foram observadas. Além disso, os resultados do estudo de rádio-telemetria forneceram mais uma informação importante para estudos de conservação das espécies, demonstrando a importância da manutenção dos ambientes naturais para esses indivíduos. / The aeglids (Anomura, Aeglidae) are endemic crustaceans from south region of South America and restricted to freshwater environments. Although several biological and ecological aspects of these animals has already been studied little is known about their behavior, mainly its aggressive behavior and activity in the natural environment. It is known that among animals, conflicts are resolved through agonistic behavior, an expression of which embraces a range of fleeing behaviors, displays, up to the extreme of physical combat. In an ecological context, information on the movements and activity of animals is important for understanding their requirements of habitat, resource usage patterns and the potential of interspecific interactions. This thesis has the following goals: to standardize a method in order to analyze the aggressive behavior of aeglids in laboratory; to describe the aggressive acts of Aegla longirostri; to evaluate the agonistic behavior of species originated from slopes on the Pacific (basal species) and Atlantic (derived species) sides of South America; to compare aggressive pattern of A. longirostri and A. manuinflata females; and to examine the displacement pattern on daily activity and occupancy of substrates by A. manuinflata in natural environment. For the aggressive behavior studies the animals were kept for one week of acclimation in individual fishbowls, then paired for experiments of intraspecific interactions and videotaped for 20 minutes, period which were subdivided for analyzes. From combats with A. longirostri the behavioral acts were described, 16 were considered aggressive acts, and a table of aggression intensity was established, ranging from -2 (fleeing) to 5 (intense combat). Concerning the comparative study among four species of Aegla it was verified that all of them exhibited similar behaviors, but one individual of Aegla denticulata denticulata displayed thanatosis. The latency period was greater than the time invested in all aggressive encounters. Aegla longirostri, the most derived species (from Atlantic slope), was the species that displayed the highest average aggressive intensity and, the most basal species (from Pacific slope), A. d. denticulata the lowest intensity. Aegla abtao, A. longirostri and A. manuinflata spent significantly more time fighting, holding or catching the opponent than the other acts, while A. d. denticulata spent 18.2% of the time without any displacement and did not exhibit intense combat. Reversal of dominance was observed in all species. Female’s behavior is similar to that observed in conspecific males. The latency period was longest than any other encounter and the first one was in average the longest. There was a low reversal of dominance; the animal which won the first encounter consequently had a higher probability of being the final winner. For both species the most frequent act was fighting and/or holding and catching with the cheliped, following by the use of antennae. Female’s aggressiveness can reach high levels, overcoming sometimes the aggressiveness observed in males. To evaluate the displacement and activity of A. manuinflata in natural environment adult males in intermolt stage were monitored at every three hours during nine days through radio-telemetry technique. The aeglids showed a significantly greater displacement toward upstream and had the highest displacement activity on dark photophase; the locomotor activity was not constant, it was observed that the animals spent one or more days without any displacement. Individuals showed specific occupation of different types of substrate. These studies bring novel information concerning aggressive behavior of aeglids which is similar to the behavior observed in other decapods with developed chelipeds, although several peculiarities were noticed. Besides, the results from the radio-telemetry study provided more important information for conservation studies of species, demonstrating the importance of maintenance of natural environment for these animals.

Os eglídeos (Anomura, Aeglidae) são um grupo de crustáceos endêmicos do sul da América do Sul e restritos ao ambiente de água doce. Muitos aspectos da biologia e ecologia desses animais são bem conhecidos, porém, pouco se sabe sobre seu comportamento, principalmente o comportamento agressivo e a atividade em ambiente natural. É sabido que entre os animais, os conflitos são resolvidos por comportamentos agonísticos, termo que abrange uma gama de comportamentos de escape, exibições (“displays”), até um extremo do combate físico. Em um contexto ecológico, informações sobre os movimentos e a atividade dos animais são importantes para uma compreensão das exigências de hábitat, padrões de utilização dos recursos e o potencial de interações interespecíficas. A presente tese teve como objetivos: padronizar uma metodologia para análise do comportamento agressivo de eglídeos em laboratório; descrever o comportamento agressivo de Aegla longirostri; avaliar o comportamento agonístico de espécies provenientes de vertentes do lado Pacífico (espécies basais) e Atlântico (espécies derivadas) da América do Sul; comparar os padrões agressivos de fêmeas de A. longirostri e A. manuinflata, e; examinar os padrões de deslocamento, de atividade diária e de ocupação dos diferentes substratos por A. manuinflata em ambiente natural. Para os estudos sobre comportamento agressivo, os animais coletados foram mantidos em aclimatação por uma semana em aquários individuais, pareados para realização de interações intra-específicas e filmados durante 20 minutos, período que foi subdivido para realização das análises. A parir dos confrontos com A. longirostri foram descritos os atos comportamentais, com 16 atos agressivos, e foi estabelecida uma tabela de intensidade da agressividade, variando de -2 (fuga) a 5 (combate intenso). No estudo comparativo entre quatro espécies de Aegla, foi verificado que todas apresentaram comportamentos semelhantes, porém um indivíduo de Aegla denticulata denticulata, apresentou tanatose. O período de latência foi superior ao tempo investido em todos os encontros agressivos. Aegla longirostri, a espécie mais derivada (da vertente do Atlântico) foi a que apresentou maior intensidade agressiva média e a mais basal (da vertente do Pacífico), A. d. denticulata a menor intensidade. Aegla abtao, A. longirostri e A. manuinflata gastaram significativamente mais tempo lutando, prendendo ou agarrando o oponente do que os demais atos, enquanto A. d. denticulata passou 18,2% do tempo sem deslocamento, e não apresentou confronto intenso. Em todas as espécies foi verificada reversão da dominância. Entre as fêmeas, o comportamento é semelhante àquele observado nos machos das mesmas espécies. O período de latência foi mais longo do que qualquer encontro, e o primeiro foi em média mais longo que os demais. Houve uma baixa freqüência na reversão da dominância, o animal que venceu o primeiro encontro, conseqüentemente teve uma probabilidade maior de ser o vencedor final. Para ambas as espécies, o ato mais freqüente foi o de lutar e/ou prender e agarrar com o quelípodo, seguido pelo uso das antenas. A agressividade das fêmeas pode chegar a altos níveis, por vezes, superando a agressividade observada em machos. Para avaliar o deslocamento e a atividade de A. manuinflata em ambiente natural, machos adultos e em intermuda foram monitorados a cada três horas durante nove dias, através da técnica de rádio-telemetria. Os eglídeos apresentaram um deslocamento significativamente maior à montante e apresentaram maior atividade de deslocamento na fotofase escura; a atividade locomotora não foi constante, sendo verificado que os animais passaram um ou mais dias sem deslocamento. Os indivíduos apresentaram especificidade em relação à ocupação dos diferentes tipos de substrato. Esses estudos trazem informações inéditas relativas ao comportamento agressivo de eglídeos, o qual é semelhante ao observado em outros decápodos com quelípodos bem desenvolvidos, porém, muitas peculiaridades foram observadas. Além disso, os resultados do estudo de rádio-telemetria forneceram mais uma informação importante para estudos de conservação das espécies, demonstrando a importância da manutenção dos ambientes naturais para esses indivíduos. / The aeglids (Anomura, Aeglidae) are endemic crustaceans from south region of South America and restricted to freshwater environments. Although several biological and ecological aspects of these animals has already been studied little is known about their behavior, mainly its aggressive behavior and activity in the natural environment. It is known that among animals, conflicts are resolved through agonistic behavior, an expression of which embraces a range of fleeing behaviors, displays, up to the extreme of physical combat. In an ecological context, information on the movements and activity of animals is important for understanding their requirements of habitat, resource usage patterns and the potential of interspecific interactions. This thesis has the following goals: to standardize a method in order to analyze the aggressive behavior of aeglids in laboratory; to describe the aggressive acts of Aegla longirostri; to evaluate the agonistic behavior of species originated from slopes on the Pacific (basal species) and Atlantic (derived species) sides of South America; to compare aggressive pattern of A. longirostri and A. manuinflata females; and to examine the displacement pattern on daily activity and occupancy of substrates by A. manuinflata in natural environment. For the aggressive behavior studies the animals were kept for one week of acclimation in individual fishbowls, then paired for experiments of intraspecific interactions and videotaped for 20 minutes, period which were subdivided for analyzes. From combats with A. longirostri the behavioral acts were described, 16 were considered aggressive acts, and a table of aggression intensity was established, ranging from -2 (fleeing) to 5 (intense combat). Concerning the comparative study among four species of Aegla it was verified that all of them exhibited similar behaviors, but one individual of Aegla denticulata denticulata displayed thanatosis. The latency period was greater than the time invested in all aggressive encounters. Aegla longirostri, the most derived species (from Atlantic slope), was the species that displayed the highest average aggressive intensity and, the most basal species (from Pacific slope), A. d. denticulata the lowest intensity. Aegla abtao, A. longirostri and A. manuinflata spent significantly more time fighting, holding or catching the opponent than the other acts, while A. d. denticulata spent 18.2% of the time without any displacement and did not exhibit intense combat. Reversal of dominance was observed in all species. Female’s behavior is similar to that observed in conspecific males. The latency period was longest than any other encounter and the first one was in average the longest. There was a low reversal of dominance; the animal which won the first encounter consequently had a higher probability of being the final winner. For both species the most frequent act was fighting and/or holding and catching with the cheliped, following by the use of antennae. Female’s aggressiveness can reach high levels, overcoming sometimes the aggressiveness observed in males. To evaluate the displacement and activity of A. manuinflata in natural environment adult males in intermolt stage were monitored at every three hours during nine days through radio-telemetry technique. The aeglids showed a significantly greater displacement toward upstream and had the highest displacement activity on dark photophase; the locomotor activity was not constant, it was observed that the animals spent one or more days without any displacement. Individuals showed specific occupation of different types of substrate. These studies bring novel information concerning aggressive behavior of aeglids which is similar to the behavior observed in other decapods with developed chelipeds, although several peculiarities were noticed. Besides, the results from the radio-telemetry study provided more important information for conservation studies of species, demonstrating the importance of maintenance of natural environment for these animals.

Synaptic vesicle recycling is the reuse of synaptic membrane material and proteins after vesicles have been exocytosed at the pre-synaptic terminal of a neuronal synapse. The discovery of the mechanisms by which recycling operates is a subject of active research. Within small mammalian central nervous system nerve terminals, two studied mechanisms of recovery are clathrin-mediated endocytosis and activity-dependent bulk endocytosis. Research into the comparative kinetics and mechanisms underlying these endocytosis mechanisms commonly involves time-series fluorescence microscopy of in vitro cultures. Synaptic proteins are tagged with fluorescent markers, or the synaptic vesicles are labelled with fluorescent dye. The change in fluorescence levels of individual synapses over time in response to stimuli is used to understand synaptic activity. The image analysis of these time-series images frequently requires substantial manual effort to extract the changing synaptic fluorescence intensity levels over time. This work focusses on two closely interlinked areas, the development of improved automated image analysis tools to facilitate the analysis of microscopy image data, and computational simulations to leverage the data obtained from these experiments to gain mechanistic insight into the underlying processes involved in synaptic vesicle recycling. The imaged properties of synapses within the time-series images are characterised, in terms of synapse movement during the course of an experiment. This characterisation highlights the properties which risk adding error to the extracted fluorescence intensity data, as analysis generally requires segmentation of regions of interest with fixed size and location. Where possible, protocols to optimise the manual selection of synapses in the image are suggested. The manual selection of synapses within time-series images is a common but time consuming and difficult task. It requires considerable skill on the part of the researcher to select synapses from noisy images without introducing error or bias. Automated tools for either general image segmentation or for segmentation of synapse-like puncta do exist, but have mixed results when applied to time-series experiments. This work introduces the use of knowledge of the experiment protocol into the segmentation process. The selection of synapses as they respond to known stimuli is compared against other current segmentation methods, and tools to perform this segmentation are provided. This use of synapse activity improves the quality of the segmented set of synapses over existing segmentation tools. Finally, this work builds a number of computational models, to allow published individual data points to be aggregated into a coherent view of overall synaptic vesicle recycling. The first is FM-Sim, a stochastic hybrid model of overall synapse recycling as is expected to occur during the course of an experiment. This closed system model handles the processes of exocytosis and endocytosis. It uses Bayesian inference to fit model parameters to experimental data. In particular, it uses the experimental protocol to separate the mechanisms and rates that may contribute to the observed experimental data. The second is a mathematical model of one aspect of synaptic vesicle recycling of particular interest - homoeostasis of plasma membrane integrity on the presynaptic terminal. This model provides bounds on efficiency of the studied endocytosis mechanisms at recovery of plasma membrane area during and after neuronal stimulus. Both the image analysis and the computational simulations demonstrated in this work provide useful tools and insights into current research of synaptic vesicle recycling and the role of activity-dependent bulk endocytosis. In particular, the utility of adding time-dependent experimental protocol knowledge to both the image analysis tools and the computational simulations is shown.