Identifying the extent to which coral reef species are connected by dispersal is a fundamental challenge for developing marine conservation strategies. Many coral reef species are relatively sedentary as adults, yet have a pelagic larval phase where larvae can potentially be widely dispersed by ocean currents. This thesis focuses on the role of ocean currents in driving spatially explicit patterns of population connectivity among ecologically and commercially important coral reef species by combining research tools from population genetics, oceanography, and biophysical modeling. Despite the substantial differences among the life histories of each coral reef species in this thesis, some similarities in connectivity patterns were found among all species. The results of the kinship and genetic outlier analyses consistently found high levels of connectivity among distant populations separated by hundreds to thousands of kilometers. Despite the high levels of connectivity among distant populations, there was substantial variation in gene flow among the populations of each species. The findings of this thesis highlight the importance of international cooperation for the sustainable management of ecologically and commercially important coral reef species in the Caribbean. In conclusion, the findings of this thesis suggest that marine conservation strategies should conservatively plan for uncertainty, particularly since the many of ecological and physical drivers of connectivity among coral reef species in the Caribbean remain uncertain.

Scarabaeus (Pachysoma) consists of 13 flightless dung beetle species endemic to the arid west coast of southern Africa. Scarabaeus (Pachysoma) are unique in their feeding and foraging habits, in that they randomly search for dry dung/detritus which, when found, is dragged forwards, and buried in a pre-constructed holding chamber, as opposed to the convention of rolling it backwards. This action is repeated to provision the chamber after which the nest is expanded to below the moisture line to allow the stored food to re-hydrate. Poor vagility, taxonomic contention - seen in Scarabaeus taxonomy - and conservation concern, made Scarabaeus (Pachysoma) an ideal group of beetles to study both the phylogenetics and potential influences that anthropogenic and environmental changes have had on structuring the species and populations thereof. Both molecular and morphological data were used as individual datasets and combined in a total evidence approach. Biogeographic inferences were made based on recent detailed Namib biogeography and the ages of the species were estimated using the molecular clock method. A phylogeographic study was done on three of the species of Scarabaeus (Pachysoma) – S. (P.) hippocrates, S. (P.) gariepinus and S. (P.) denticollis - that had previously shown south-north morphological clinal variation. Lastly, an attempt was made to isolate microsatellite loci for Scarabaeus, in the hope of characterising genetic diversity within and between populations of the same species. Scarabaeus (Pachysoma) was found to be monophyletic within Scarabaeus and was therefore classified as a derived subgenus thereof. Morphologically Scarabaeus (Pachysoma) was shown to have 13 species while at a molecular level strong resolution for 11 of the 13 was obtained. S. (P.) hippocrates and S. (P.) glentoni formed a species complex the hippocrates/glentoni complex. The combined phylogenetic tree showed good overall support for all 13 species. Both the morphological and molecular data partition phylogenies show congruence with the combined phylogeny, lending support for combining datasets. Scarabaeus (Pachysoma) appears to have arisen 2.9 million years ago. The formation of advective fog is a consistent water source for Desert dwelling organisms and appears to be associated with Scarabaeus (Pachysoma) radiation into inhospitable areas. Analysis of gene flow revealed large amounts of south-north movement, lending support for movement of psammophilous taxa with their substratum, the barchan dune. Population demographics of the three species, S. (P.) hippocrates, S. (P.) gariepinus and S. (P.) denticollis, chosen for this study differed greatly except in areas of geographic similarity. Major rivers appear to have acted as gene barriers, allowing for distinct genetic entities to be identified within the three species. Phylogeographic partitioning was supported by an AMOVA analysis. All three species were shown to have undergone historical population expansion dating back to the Pleistocene era. Nested Clade Analysis indicated that allopatric speciation; isolation by distance and continuous range expansion could be the factors having affected overall population structure. Recent events show that human induced factors, environmental barriers and reduced vagility have influenced the species population structure. Four potentially polymorphic loci were isolated for Scarabaeus using the FIASCO protocol. Identification of at least one additional locus is needed in order to obtain statistical significance for future studies directed at uncovering recent population dynamics. / Thesis (PhD (Entomology))--University of Pretoria, 2007. / Zoology and Entomology / unrestricted

Orientador: Anete Pereira de Souza. / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T05:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Durigan_Mauricio_D.pdf: 7600085 bytes, checksum: 74ae2337a73b6edfb14a403af4ffa590 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Giardia duodenalis é um protozoário flagelado que parasita o homem e diversos animais domésticos e selvagens. Este parasito causa a doença giardiose que é uma das mais prevalentes doenças parasitárias de veiculação hídrica do mundo, responsável por aproximadamente 280 milhões de casos anualmente. Existe uma considerável variabilidade genética em G. duodenalis, de modo que seus isolados foram divididos em oito grupos genéticos (A-H), dois dos quais (A e B) são encontrados tanto em humanos quanto em animais. Os demais grupos (C-H) parasitam outros animais e apresentam maior especificidade a determinados hospedeiros não humanos. A contaminação ambiental por Giardia tem sido amplamente descrita embora esses estudos, em sua maioria, são realizados no nível de identificação de espécie. Há falta de estudos que correlacionam a contaminação ambiental e infecções clínicas na mesma região. O presente trabalho teve como objetivo principal contribuir para o conhecimento da diversidade genética da espécie Giardia duodenalis. Primeiramente, foi realizada a genotipagem multilocos dos principais grupos genéticos de G. duodenalis na região metropolitana de Campinas. Foram encontrados grupos genéticos associados principalmente a infecções humanas bem como isolados com potencial zoonótico em amostras ambientais e obtidas de outros animais. Foi encontrado um alto percentual (25%) de amostras com grupos genéticos mistos e um elevado número de haplótipos distintos, indicando grande diversidade genética do parasito nessa região. Na segunda parte deste trabalho, foi realizado um estudo populacional com amostras clínicas de Giardia provenientes de hospital, creche e centro de controle de zoonoses e amostras ambientais de esgoto hospitalar, efluente de estação de tratamento de esgoto e amostras hídricas de importantes rios e córregos urbanos. As análises populacionais, com exceção das amostras caninas, evidenciaram grande similaridade genética entre essas populações de Giardia. Na terceira parte do presente trabalho, foi realizada uma busca por repetições microssatélites (SSRs) nos genomas publicados de Giardia para desenvolvimento, caracterização e avaliação de polimorfismo de novos marcadores microssatélites. Foram encontrados 506, 438, 402 e 507 microssatélites correspondentes aos genomas AI, AII, B e E, respectivamente. Foram selecionados 80 SSRs específicos aos grupos genéticos A, B e E (40, 20 e 20, respectivamente), além de 36 SSRs compartilhados entre os três genomas. A análise de amplificação confirmou a existência de marcadores específicos aos grupos genéticos A, B e E, além de marcadores compartilhados entre os grupos. A caracterização dos SSRs permitiu a detecção de 12 locos SSRs polimórficos do grupo genético A e sete locos SSRs polimórficos do grupo genético B. Dentre os marcadores compartilhados, o loco GduABE01 apresentou polimorfismo. Os locos polimórficos podem servir para futuros estudos populacionais e os marcadores desenvolvidos podem ser utilizados para identificação dos principais grupos genéticos de G. duodenalis em amostras clínicas e ambientais. Os resultados apresentados contribuem para um melhor entendimento sobre a diversidade genética do parasito bem como sobre a presença de grupos com potencial zoonóticos inter-relacionados em diferentes regiões. Os novos marcadores moleculares disponibilizados podem contribuir para novos estudos populacionais, promovendo melhor discriminação entre os genótipos e possibilitando assim identificar a contaminação e promover o rastreamento da doença / Abstract: Giardia duodenalis is a flagellate protozoan that that parasites humans and several domestic and wild animals. This parasite causes giardiasis, one of the most common waterborne diseases in the world responsible for, approximately 280 million cases per year. There is a great genetic diversity in this species and its isolates have been grouped into eight distinct genetic assemblages (A-H). While groups A and B parasitize different hosts and have zoonotic potential, groups C, D, E, F, G and H usually found in animals and show greater specificity to the parasitized host. Environmental contamination for Giardia has been widely reported however, most of these studies have been performed only at species level. The present study aimed to contribute to the knowledge of the genetic diversity of the species Giardia duodenalis. In the first chapter of this document, multilocus sequence-based genotyping using three gene loci assigned most of the samples as belonging to human genotypes although isolates with zoonotic potential have also been identified in environmental and non-human clinical samples. A high percentage (25%) of mixed assemblages and a high number of different haplotypes were detected, which indicates high genetic diversity of this parasite in this region. In the second chapter, a population genetics study was performed with clinical samples from hospital, day-car center and a center for zoonosis control of the city and environmental samples from hospital sewage, effluent of a wastewater treatment plant and important water samples from rivers and urban streams. With the exception of the canine population, population genetic analysis showed consistent similarity between clinical and environmental populations. In the last chapter, we performed a search for microsatellites (SSRs) in the published genomes of Giardia to develop and characterize the polymorphism of new microsatellite markers. Our group identified 506, 438, 402 and 507 microsatellites of the genomes AI, AII, B and E, respectively. We have selected 80 markers specific to the genetic assemblages A, B and E (40, 20 and 20, respectively) and 36 shared SSRs between the three genomes. Analysis of amplification reactions confirmed the existence of specific loci of each genetic assemblage as well as shared loci among assemblages. Characterization of all loci allowed the detection of 12 polymorphic loci for group A and seven polymorphic loci for group B. Among the shared markers, GduABE01 presented polymorphism. The polymorphic markers can be used in future population genetic studies and the developed markers can contribute to the identification of the main genetic assemblages of G. duodenalis in clinical and environmental samples. The results presented here contribute to a better understanding of the genetic diversity of the parasite as well as the presence of zoonotic potential genotypes, related in different regions. The new molecular markers provided can contribute with population genetic studies in a high level of discrimination that allows identifying the source of contamination and molecular tracking of the disease / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Apesar de a monogamia social ser dominante entre as aves, análises genéticas revelaram relações de parentesco inesperadas, evidenciando diferentes estratégias de reprodução, como a paternidade extra-par e o parasitismo de ninho. Espécies de passeriformes estão entre as mais promíscuas, com altas taxas de paternidade extra-par, enquanto em aves marinhas esse comportamento demonstrou ser menos frequente. Pinguins (Família Spheniscidae) compõem um grupo de 18 espécies de aves marinhas pelágicas e que tem em comum a filopatria, fidelidade a um parceiro e intenso cuidado biparental. Portanto, espera-se que apresentem um comportamento estritamente monogâmico e taxas de paternidade extra-par insignificantes. Avaliamos pela primeira vez o sistema reprodutivo dos Pinguins-de-Magalhães através de uma abordagem genética, buscando investigar a existência e frequência de paternidade extra-par e parasitismo de ninho. O parentesco de 88 filhotes de 44 ninhos de uma colônia na Ilha Quiroga (Argentina) foi determinado com base em análises de 9 marcadores microssatélites. Encontramos baixas taxas de parasitismo de ninho (6%), mas altas taxas de paternidade extra-par (31% e 48% dos ninhos com pelo menos 1 filhote extra-par). Entre os dois anos coletados, encontramos uma pequena diferença na incidência de infidelidade (29% em 2010; 32% em 2011), mas não houve relação com as condições climáticas do período de reprodução da espécie. Além disso, apesar da alta taxa de filhotes extra-par, não encontramos diferença significativa na diversidade genética e nem viés da razão sexual secundária. Acreditamos que a alta taxa de paternidade extra-par encontrada possa ter relação com o comportamento reprodutivo em colônia, a densidade populacional, o sincronismo reprodutivo, ou que parte da paternidade que não correspondeu aos pais sociais seja resultado de troca de parceiros antes da definição final dos casais em cada estação reprodutiva. Nosso estudo pode ajudar a melhor entender e caracterizar o sistema reprodutivo dos Pinguins-de-Magalhães e indica que a espécie é socialmente, mas não geneticamente monogâmica. / Despite the social monogamy being dominant among birds, genetic analysis revealed unexpected kinship relations, showing different reproductive strategies, such as extra-pair paternity and brood parasitism. Passerine species are among the most promiscuous, with high extra-pair paternity rates, while in seabirds this behavior is typically rather less frequent. Penguins (Spheniscidae Family) are a group of 18 species of pelagic seabirds that have in common philopatric behavior, faithfulness to one partner and intense biparental care. Therefore, they are expected to have a strictly monogamous behavior and insignificant rates of extra-pair paternity. For the first time, we evaluated the reproductive system of Magellanic Penguins (Spheniscus magellanicus) through genetic analysis in order to investigate the existence and frequency of extra-pair paternity and brood parasitism. The kinship of 88 offspring of 44 nests from a colony on Quiroga Island (Argentina) was determined based on the analyses of 9 microsatellite markers. We found low rates of brood parasitism (6%), but high extra-pair paternity rates (31% and 48% of nests with at least one extra-pair offspring). Between the two years sampled, we found a small difference in the incidence of infidelity (29% in 2010; 32% in 2011), but no connection with the climatic conditions of each breeding season. In addition, despite the high rate of extra-pair offspring, we found no significant difference in the genetic diversity and no bias in the secondary sex ratio. We believe that the high rate of extra-pair paternity found in our study may be a result of their reproductive behavior of nesting in colonies, breeding synchrony, density, or that part of the mismatching paternity is due mate switching. Our study may help to better understand and characterize the reproductive system of Magellanic penguins and indicates that this species is socially but not sexually monogamous.

As abelhas da tribo Meliponini apresentam distribuição pantropical. São encontradas mais de 400 espécies pertencentes a 50 gêneros, sendo que mais de 300 estão presentes nas Américas. Os meliponíneos são responsáveis por grande parte da polinização das plantas nativas. A destruição das florestas tem ameaçado seriamente as abelhas sem ferrão, isolando-as em fragmentos e expondo-as ao endocruzamento e aos efeitos de perda de variabilidade genética. No presente estudo, foram empregadas análises moleculares (PCR-RFLP, análise de locos de microssatélites e o sequenciamento de um trecho do gene COI) e morfométrica (Análise da Morfometria Geométrica das asas) no intuito de se verificar a variabilidade em uma pequena população de Frieseomelitta varia residente no campus da USP de Ribeirão Preto (n=33). Para comparação, foram coletados e analisados indivíduos de áreas externas ao campus, ao longo da distribuição natural da espécie (n=36) e também de duas outras espécies F. trichocerata (n=30) e F. doederleini (n=3). Os resultados mostraram maior variabilidade mitocondrial e nuclear para o campus da USP em relação às amostras externas. Pelo menos nove matrilinhagens originaram a população do campus. O grande número de alelos encontrados nas amostras do campus pode ser explicado pela introdução de ninhos, por alta variabilidade já existente nos ninhos fundadores e/ou fluxo gênico via machos. Os resultados moleculares e morfológicos mostram grande similaridade entre F. varia e F. trichocerata, e em contraste, grande distância entre F. varia e F. doederleini, indicando que F. trichocerata deve ser considerada como uma variação geográfica (ecótipo) de F. varia. / The stingless bees present a pantropical distribution. There are more than 400 species belonging to 50 genera. More than 300 are present in the Americas. These bees have a remarkable role in the pollination of native plants. Forest destruction has threatened stingless bees populations by isolating them in forest fragments and exposing them to the effects of inbreeding and loss of genetic variability. In the present study we applied molecular (PCR-RFLP, microsatellite loci analysis and COI sequencing) and morphometric (Geometric Morphometry of Wings) analysis to verify the genetic variability of a small population of Frieseomelitta varia (n=33) resident in the campus of USP - Ribeirão Preto. For comparison, individuals collected across the species natural geographic range and also samples of two other species, F. trichocerata(n=30) and F. doederleini (n=3), were analyzed. The results showed greater mitochondrial and nuclear variability for the samples from the campus in relation to the species overall. Nine matrilines, at least, gave rise to the current campus colonies. The large microsatellite allele number can be explained by recurrent nests introduction, or by high variability already present in the founder nests and/or current gene flow mediated by males. The molecular and morphometric data show high similarity between F. varia and F. trichocerata, and in contrast, high distance between F. varia and F. doederleini, indicating that F. trichocerata should be considered as a geographic variation (ecotype) of F. varia.

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

O presente estudo aborda dois temas principais: a) história demográfica das populações nativas do continente americano e b) como a história demográfica e seletiva molda a diversidade e diferenciação dos genes HLA nessas populações. As populações ameríndias apresentam uma história evolutiva peculiar, com padrões demográficos distintos das outras populações do mundo. Estudos anteriores sugerem que elas possuem: a) baixa diversidade genética e alta diversidade inter-populacional em relação às demais populações do planeta; b) um gradiente de diminuição de diversidade no sentido norte-sul do continente americano; c) altos níveis de variabilidade intra-populacional e baixos níveis de variabilidade genética inter-populacional nas populações que vivem na região oeste da América do Sul, em comparação às populações do leste. Contudo, esses achados são baseados em estudos que apresentam uma deficiência amostral para populações ameríndias das terras do baixo rio Amazonas. No presente estudo nós suprimos essa deficiência ao analisar 11 populações das terras baixas do rio Amazonas e 3 populações do centro-sul do Brasil. Constatamos que: a) as populações do leste e oeste da América do Sul são altamente diferenciadas, corroborando estudos anteriores; b) a diferenciação entre as populações do leste da América do Sul é maior que entre as populações do oeste (região andina e noroeste da América do Sul) em acordo com estudos anteriores; c) a maior diferenciação entre as populações do leste da América do Sul é causada por grupos específicos (Arara do Iriri, Araweté, Surui e Ticuna Tarapaca), que apresentam histórias evolutivas peculiares; d) análises excluindo essas populações mostram que para o conjunto restante de populações, o nível de diferenciação das regiões do leste é similar ao encontrado para a diferenciação na região noroeste do continente sul americano; e) o leste da América do Sul é dividido em dois grupos populacionais distintos (oeste da Amazônia e leste da Amazônia/Centro-Sul do leste da América do Sul) e com diferente ancestralidade genética (o oeste da Amazônia com maior componente genético do Noroeste da América do Sul e o leste da Amazônia/Centro-Sul com maior componente Andino), em acordo com o modelo de rotas migratórias proposto por SCHMITZ, 1983 O perfil da variabilidade genética dos genes HLA nas populações nativas da América (com grande número de alelos e alguns com frequência muito distinta de outras regiões do mundo) diferem dos demais genes até então analisados nessas populações. Os genes HLA, localizados na região do MHC, estão envolvidos na resposta imune adaptativa e tem como função apresentar peptídeos na superfície celular. Diversos estudos mostram que os genes HLA estão evoluindo sob regime de seleção balanceadora. No presente estudo investigamos as contribuições da história demográfica e seletiva para moldar a variabilidade genética nas regiões adjacentes aos genes HLA em populações nativo-americanas. Para tanto, comparamos o perfil de 16 microssatélites na região do MHC com 61 microssatélites espalhados pelo genoma (controle demográfico) em 28 populações ameríndias, 1 africana e 1 europeia. Verificamos que: a) os microssatélites da região do MHC apresentam alto nível de desequilíbrio de ligação entre si; b) apresentam maior diferenciação inter-populacional do que os microssatélites espalhados pelo genoma. Este sinal é oposto ao que esperávamos verificar para genes evoluindo sob seleção balanceadora. Estudos anteriores mostram que mesmo populações que são compostas por conjuntos de alelos HLA distintos apresentam baixos níveis de diferenciação. Sugerimos que a seleção poderia estar favorecendo alelo (ou conjunto de alelos) específico em diferentes regiões geográficas, e que como os índices de diferenciação populacional como o FST estimam a variância das frequências alélicas, ele seria \"cego\" para a diferença na composição alélica das populações. Como estudo de caso analisamos o gene HLA-B, que, nas populações nativas da América, apresenta um conjunto composto por alelo endêmico e por alelos que ocorrem em alta frequência no continente americano e em baixa frequência fora dele. Com intuito de verificar se há sinais de seleção nas regiões adjacentes a este gene, analisamos seis microssatélites flanqueadores a ele em 28 populações nativas. Estimamos a heterozigose dos microssatélites associada a um determinado alelo de HLA-B bem como o grau de associação dos alelos de microssatélites com as linhagens e os alelos de HLA-B. As análises mostram que: a) de modo geral, a heterozigose associada aos alelos endêmicos é semelhante à observada em alelos cosmopolitas (com exceção dos alelos HLA-B*3909 e B*3543); b) a diferenciação observada a partir dos microssatélites adjacentes é maior entre as linhagens de HLA-B do que dentro das linhagens; c) haplótipos específicos de microssatélites apresentam forte associação com as linhagens de HLA-B. Esses resultados são surpreendentes visto que as linhagens de HLA-B já existiam antes mesmo da especiação humana. Sugerimos que a baixa heterozigose associada às linhagens pode estar relacionada a dois fatores: a) o gargalo populacional ocorrido durante a entrada do homem moderno no continente americano; b) seleção atuando no favorecimento não apenas os alelos mais também as linhagens de HLA-B. Desta forma concluímos que apesar da intensa história demográfica, as populações ameríndias apresentam sinais da atuação de forças seletivas na região do MHC / The present study addresses two main themes: a) demographic history of the Native American populations and b) how the demographic and selective history shapes the diversity and differentiation of the HLA genes on those populations. The Native American populations present a peculiar evolutive history, with demographic pattern that are distinct from other populations in the world. Previous studies suggest that they have: a) low genetic diversity and high inter-populational diversity compared to the other world populations; b) a diversity decreasing gradient on the north-south direction of the American continent; c) high levels of genetic variability between populations that live in the western South American region, compared with the eastern ones. However, these findings are based on studies that present a sampling deficiency for the Amerindian populations located on the Amazon River lowlands. On the present study we suppress this deficiency by analyzing 11 populations of the Amazon River lowlands and 3 populations of the Brazilian South-Center. We have observed that: a) the populations of the East and West of the South America are highly differentiated, in accordance with previous studies; b) the differentiation among the Eastern South America is greater than among the Western ones (Andean region and Northwestern South America) agreeing with previous studies; c) the larger differentiation among the Eastern South American populations is caused by specific groups (Ache, Arara do Iriri, Araweté, Suruí and Ticuna Tarapaca), which present peculiar evolutive histories; d) analysis that exclude these high differentiation level populations shows that for the remaining group, the differentiation level of the Eastern regions is similar to the differentiation levels found on the Western regions of the South American continent, corroborating the morphological studies; e) the east of the South America is divided in two distinct populational groups (Amazon Southwest and the Amazon East/South Central of South America) and with different genetic ancestry (the Amazon West with greater genetic component form the Northwestern South America and the Amazon East/South Central with greater Andean genetic component), agreeing with the migration routes model proposed by SCHMITZ, 1983. The HLA genes, located on the MHC region, are involved on the adaptative immune response and have the function of presenting peptides on the cellular surface. Various studies show that the HLA genes are evolving under balancing selection. The genetic variability profile of the HLA genes on the Native American populations (with great number of alleles and some with a frequency very distinct from other world regions) differs from the other genes so far analyzed in these population. On the present study we investigate the contributions of the demographic history on shaping the genetic variability of the regions adjacent to the HLA genes on Native-American populations. To accomplish that, we compared the profile of 16 microsatellites of the MHC region with 61 microsatellites spread through the genome (demographic control) in 28 Native American populations, 1 African population (Ovimbundu) and 1 European population (Portuguese). We observed that: a) the microsatellites of the MHC region present a high linkage disequilibrium among themselves, corroborating previous studies; b) present higher inter-populational differentiation than the microsatellites spread through the genome. This signal is opposed to the ones we expected from genes that are evolving under balancing selection. Previous studies show that even populations composed by groups of distinct HLA alleles present low levels of differentiation. We suggest that the selection could be favoring specific allele (or allele group) in different geographic regions, and since the populational differentiation indexes such as FST estimate the variance of the allelic frequencies, it would be \"blind\" to the difference on the allelic composition of the populations. As a case study, e investigate the HLA-B gene, which, in the American native populations, present a group composed by endemic allele and alleles that occur in high frequency on the American continent and in low frequency outside of it. With the intention of verifying if there are signs of selection on the regions adjacent to this gene, we have analyzes 6 microsatellites flanking to the HLA-B in 28 native populations. We estimated the heterozygosis of the microsatellites associated to a determined HLA-B allele as well as the degree of association of the microsatellite alleles with the HLA-B lineage and alleles. The analysis showed that: a) in general, the heterozygosis associated to the endemic alleles is similar to the one observed in cosmopolitan alleles (with exception of the HLA-B∗3909 and B∗3543); b) the differentiation observed from the adjacent microsatellites is greater between the HLA-B lineages than inside the lineages; c) specific microsatellites haplotypes present strong association with the HLA-B lineages. These results are surprising since the HLA-B lineages have existed even before the human speciation. We suggest that the low heterozygosis associated to the lineages could be related to two factors: a) the populational bottleneck occurred during the modern human entrence on the American continent; b)selection acting on the favoring, not only of the alleles, but also on the HLA-B lineages. In conclusion, despite the intense demographic history, the Native American populations present signs of selective forces acting on the MHC region

A espécie Bos indicus, particularmente a raça Nelore, é grande maioria no rebanho bovino da região acima do trópico no Brasil. Embora a habilidade desses animais em resistir às doenças parasitárias, condições climáticas e pastagens de baixa qualidade enalteçam a utilização em larga escala desta raça, estes animais não são considerados bons conversores de alimento e, conseqüentemente, precoces em comparação aos seus homólogos Bos taurus. Durante a formação das raças zebuínas brasileiras, houve uma participação das linhas maternas de Bos taurus, que pode ser demonstrada pela contribuição majoritária do genoma mitocondrial desta subespécie. Embora em escala muito menor, estima-se que exista também uma participação destas linhas maternas no genoma nuclear. O objetivo deste trabalho foi iniciar os estudos para estimar esta participação. Para os estudos foram utilizados 104 animais da raça Nelore e 8 animais de diferentes raças européias. Cinco regiões do DNA que produzem fragmentos microssatélites taurus/indicus específicos (HEL1, HEL9, ETH225, ILSTS005 e INRA063) foram amplificadas com a utilização de primers marcados com sondas fluorescentes. Os fragmentos foram submetidos à eletroforese em gel de poliacrilamida desnaturante 6% e visualizados após excitação com laser. No total foram encontrados 23 alelos para os microssatélites analisados o que representa uma média de 4,6±1,82 alelos por locus. Amplificou-se também uma região do DNA satélite 1711b que posteriormente foi digerida com a enzima de restrição Msp I. Verificou-se a existência de três possíveis genótipos entre os animais Nelore mtDNA Bos taurus e mtDNA Bos indicus. Os animais europeus analisados apresentaram sempre o mesmo padrão de restrição. A comparação dos componentes de variância do tamanho dos alelos intra e inter população usando os fragmentos microssatélites permitem a separação dos animais Bos taurus dos animais Nelore, mas não dos Nelore de origem materna distinta. No entanto, a freqüência de alelos indicus específicos nos microssatélites e de padrões de digestão do DNA satélite também indicus específicos sugerem uma participação da ordem de aproximadamente 6% do genoma taurus na população de gado Nelore. / Bos indicus specie, especially Nellore breed is responsible for the majority of Brazilian tropical herd. These animals are notably capable to endure parasite infection as well as hot weather and low quality feed. In one hand this qualities suggest the large scale application of this breed, but in other hand this same breed is well characterized as bad food converter and consequently far from having good precocity status compared with its Bos taurus homologues. It has been reported a matrilineal European participation in Zebu cattle since its introduction in American lands. This hybridization is confirmed by the majority contribution of Bos taurus mtDNA in these animals. Although in a much lower frequency, we hypothesize a Bos taurus cow participation in nuclei genome. The main aim of this work was to give the firsts steps towards the estimation of this participation. A total of 104 Nellore and 8 animals of different European breeds were used for DNA analysis. Five microsatellites fragments (HEL1, HEL9, ETH225, ILSTS005 e INRA063) were amplified applying primers with fluorescent dye. Amplified fragments were used in 6% polyacrilamide electrophoresis and visualized after laser excitation. Overall 23 alleles were detected averaging 4.6±1,82/locus. Variance components of microsatellites allele size comparisons allowed the formation of two clusters separating both subspecies. No significant variation was observed between Nellore with different maternal origins. A satellite 1711b DNA was also amplified and digested with the restriction enzyme Msp I. Three possible genotypes were identified in Nellore animals harboring B. taurus and B. indicus mtDNA. European originated animals always showed the same restriction pattern. Finally B. indicus specific microsatellite allele and satellite 1711b digestion patterns frequency allowed the estimation of 6% of B. taurus contribution in purebred Nellore. These results are discussed in terms of application in cattle genetic improvement.

Epidendrum L. é o maior gênero de Orchidaceae da região Neotropical com cerca de 1500 espécies, e os processos de diversificação no grupo são pouco conhecidos. Apesar de existirem muitos relatos sobre hibridação no gênero, não há trabalhos que tenham testado essa hipótese em populações naturais. Epidendrum fulgens Brongn. e E. puniceoluteum F. Pinheiro & F. Barros são espécies que ocorrem ao longo do litoral brasileiro, freqüentemente em simpatria. Para testar a eficiência de suas barreiras reprodutivas, foi examinada a distribuição da variação genética dentro e entre populações simpátricas e alopátricas dessas duas espécies. Nove loci de microsatélites nucleares, e cinco loci de microssatélites de cloroplasto foram utilizados para genotipar 463 indivíduos de oito populações, ao longo de toda distribuição geográfica das espécies. A utilização de métodos de atribuição Bayesianos (programas STRUCTURE e NEWHYBRIDS) detectou a existência de grande quantidade de híbridos nas populações simpátricas. As zonas de hibridação são constituídas por híbridos F1, F2 e retrocruzamentos. A introgressão foi assimétrica, ocorrendo preferencialmente de E. fulgens para E. puniceoluteum. Na população da Ilha do Cardoso, foi detectada a predominância de indivíduos F1 e F2, enquanto nas demais localidades a maior parte dos indivíduos híbridos foi identificada como sendo retrocruzamentos na direção de E. puniceoluteum. Em Florianópolis, não foi possível observar a existência de indivíduos puros de E. puniceoluteum, apenas indivíduos exibindo fortes sinais de introgressão, revelando que o processo de hibridação pode interferir na integridade genética das espécies, levando um dos parentais à extinção. O presente estudo sugere que hibridação e introgressão podem ter papel importante na diversificação em Epidendrum e mostra a importância de investigar zonas de hibridação para melhor entender as barreiras reprodutivas e os processos de especiação nas espécies neotropicais de orquídeas. / Among members of the genus Epidendrum , the largest orchid genus of the Neotropics, E. fulgens and E. puniceoluteum occur along the seashore in Brazilian Atlantic Rainforest in sympatric populations. To test the strength of their reproductive barriers, we examined the distribution of genetic variation within and among sympatric and allopatric populations of these two species. Nine specifically developed nuclear microsatellite loci and five chloroplast microsatellite loci were used to genotype 463 individuals from eight populations across species geographical range. All six sympatric populations analyzed present hybrid zones, indicating that hybridization between E. fulgens and E. puniceoluteum is a common phenomenon. Bayesian assignment analysis detected the presence of F1 and F2 individuals, and signs of introgression as well, demonstrating a high potential for interspecific gene flow. The introgression patterns are assimetrical, with differences among populations. Introgression occurs preferentially from E. fulgens to E. puniceoluteum. In Florianópolis population the hybridization seems to lead a species erosion, where pure individuals of E. puniceoluteum where not found. This study suggests that hybridization and introgression could play an important role in the diversification of Epidendrum , and indicated the importance to investigate hybrid zones for better understanding reproductive barriers and speciation processes in Neotropical orchid species.

Robust monitoring combined with genetic analyses are important approaches to protect and manage large carnivore populations successfully. The aim of this master thesis is to analyse Eurasian lynx (Lynx lynx) population within whole Slovakia for the first time using 15 microsatellite loci. Noninvasive genetics is an effective tool for monitoring animal species with large home ranges and low population densities. Noninvasive samples including feces, hair, urine and buccal swabs were collected together with tissue samples from dead (mostly roadkill) individuals. 187 samples were collected between 2017-2019, resulting in 59 successful genotypes. Two samples were incorrectly determined in the field and excluded from further analyses since they were wildcat samples. For population genetics analyses and demography, the dataset from the "Veľké šelmy 2" project was extended with 98 genotypes in collaboration with the Institute of Vertebrate Biology CAS. Overall, 68 lynx individuals were detected in the dataset of 155 genotypes. Relatedness analysis resulted in 67 significant relationships of the first degree and 9 significant relationships of the second degree. These results suggest a high relatedness among the whole population. According to the present thesis, Slovakian lynx population has the third lowest...