Goatfishes inhabit inshore reefs and corals and are commercially important across their distribution in the Western Indian Ocean (WIO). The biogeography of these species in the WIO has not been explored with regards to their levels of diversity and relationships among regions. The genetic connectivity and differentiation of three goatfishes of the genus Parupeneus (P. barberinus, P. macronemus and P. rubescens) was studied using two mitochondrial genes (ND2 and 16S rRNA) and one nuclear gene (RAG1) using specimens from East and southern Africa, islands around the Mascarene plateau, Oman, Maldives and the Red Sea. Haplotype diversities, networks and AMOVA were used to measure genetic variance among localities and defined regional groups. There were high haplotype (HD > 0.9) and low nucleotide diversities (< 0.006) among all species for all gene regions, suggesting high levels of genetic differentiation among different areas, except for the mtDNA 16S data for P. macronemus and P. rubescens. For all three species, the FST population pairwise values revealed significant differentiation in all datasets for most population pairwise comparisons with the Maldives and genetic connectivity with haplotypes being shared among other localities. The 16S and RAG1, AMOVA for P. barberinus revealed a significant (P < 0.05) strong genetic structure among groups, for example P = 0.00 was estimated in the 16S data for four groups (the Maldives, WIO islands, Kenya and eastern mainland). This study found evidence for regional differentiation within the WIO for these three species supporting the presence of genetic breaks among areas. This differentiation could be either due to the historical isolation among areas or due to geographic and oceanic barriers such as the Mascarene Plateau and the Agulhas Current eddies in the Mozambique Channel. The effects of oceanographic features and physical barriers in the species distribution range and the dispersal potential based on the life history features of the species can have an influence on the genetic structuring of a population. It is also important to note that the length of the pelagic larval phase is just one factor affecting dispersal in marine organisms that can also explain the difference in genetic population structure. Unfortunately there is no specific information on the larval dispersal of these three goatfish. Therefore, studies are needed to be conducted on the specific biology and life history strategies of each Parupeneus species. These results suggest the importance of other factors, such as currents, and larval retention that may cause strong differentiation. These factors should also be considered when observing larval dispersal and its effect on population genetic structure. This study support the hypotheses that physical factors, processes (geographic barriers and oceanographic characteristics) and life history parameters need to be studied to understand the genetic differentiation of these Parupeneus reef fishes.

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 Vale do Ribeira é uma área que ocupa cerca de 10% da região sul do estado de São Paulo e abriga pelo menos 30 remanescentes de quilombos. Dessas, 24 já foram oficialmente reconhecidos ou estão em fase de reconhecimento. Com a finalidade de contribuir para o conhecimento da estrutura populacional e da história de formação dessas comunidades afro-descendentes, estudamos o DNA mitocondrial de 939 indivíduos adultos de doze populações de quilombos: Abobral Margem Esquerda (100), Abobral Margem Direita (41), Galvão (59), São Pedro (65), Pedro Cubas (100), Pilões (49), Maria Rosa (19), André Lópes (110), Nhunguara (123), Sapatu (95), Ivaporunduva (133), Poça (51), além de uma amostra de 104 indivíduos da cidade de São Paulo. As estratégias empregadas para a determinação dos haplogrupos de DNA mitocondrial se basearam em PCR-RFLP (sítio 3592 com a enzima Hpa I), estudo da deleção de 9pb (entre os genes da COII e RNAtLys) e sequenciamento da região hipervariável I do DNA mitocondrial (HVS-I). Nas doze populações de quilombos, importante contribuição ameríndia (com 49,3% de linhagens) e africana (49,2% das linhagens) foram detectadas e poucas linhagens européias foram observadas. Resultados de estudos sobre a origem dos cromossomo Y, realizados nas mesmas comunidades do Vale do Ribeira por nossa equipe contrastam com as análises de DNA mitocondrial, pois indicaram reduzida contribuição ameríndia. Essa assimetria sugere pouca importância do homem indígena e muita importância da mulher indígena na origem dessas comunidades. Os resultados de sequenciamento da HVS-I indicaram a provável origem na região centro-oeste africana (Bantos) para as linhagens africanas, com destaque para o atual território de Angola. Uma possível contribuiçãodas populações indígenas Guarani e Kaigang na origem das linhagens ameríndias foi detectada. Foi possível identificar em quase todas as populações afro-descendentes haplótipos predominantes, tanto de origem africana como ameríndia, candidatos a fundadores, com exceção feita a Maria Rosa, André Lópes, Nhunguara e Poça. Galvão foi a comunidade de quilombo que evidenciou maior efeito de fundador e, consequentemente, onde se observou o menor índice de diversidade haplotípica. Na análise dos dendrogramas, os remanescentes de quilombos de Galvão, São Pedro, Sapatu e Ivaporunduva mostram-se mais próximos das populações ameríndias do que das demais populações da literatura. As demais comunidades remanescentes de quilombos (André Lópes, Poça, Pedro Cubas, Abobral, Nhunguara, Pilões e Maria Rosa) estão geneticamente mais próximas de populações da etnia Banto. A comunidade da Poça se manteve próxima a São Paulo e separada das demais comunidades quilombolas, provavelmente devido à maior presença de material genético europeu nessa comunidade. As proximidades genéticas observadas entre os grupos de populações Galvão e São Pedro; Abobral Margem Esquerda e Margem Direita; São Pedro, Galvão, Sapatu e Ivapotunduva e, finalmente, entre Nhunguara e André Lopes, é confirmada pelos registros históricos, que atestam para proximidade genealógica e geográfica desses grupos. Pilões e Maria Rosa não se apresentaram tão próximas entre si, como esperado, provavelmente devido à redução do tamanho populacional. Finalmente, como esperado pelos registros históricos, os demais afro-descendentes do Brasil e populações africanas da etnia banto formaram um clado, assim como os brasileiros brancos e as populações de origem portuguesa que também formaram um clado. Os nossos resultados apontam para uma formação genética e histórica muito rica e diversa nos remanescentes de quilombos. Especialmente relevante foi a constatação de importante contribuição genética indígena preservada nos quilombos. Essas populações, paradoxalmente, podem fornecer um excelente material para investigar a diversidade genética dos ameríndios. Este fato é é importante, se considerarmos o processo contínuo de depopulação indígena provocada pela entrada de grupos europeus no continente americano. / At least 30 quilombo remnants are supposed to exist in the Vale do Ribeira region, located in the southern part of São Paulo State. Twenty-four of those African-derived have already been identified and officially recognized as quilombo remnants. In order to shed light on the structure and history of the foundation of these quilombo remnants we investigated the mitochondrial DNA of 939 individuals from twelve populations: Abobral Left Margin (100), Abobral Right Margin (41), Galvão (59), São Pedro (65), Pedro Cubas (100), Pilões (49), Maria Rosa (19), André Lópes (110), Nhunguara (123), Sapatu (95), Ivaporunduva (133), Poça (51). In addition, we investigated 104 individuals sampled from the city of São Paulo. The mitochondrial DNA haplogroups were identified by PCR-RFLP (site 3592 with the Hpa I enzyme), a 9pb deletion (between COII e RNAtLys genes) and sequencing of the first mitochondrial DNA hipervariable region (HVS-I). The twelve African-derived populations investigated showed high frequencies of Amerindian (49,3%) and African (49,2%) lineages and a small European contribution (1,5%). Studies based on Y chromosome haplotypes carried out with the same quilombo populations in our laboratory presented contrasting results with the analyses of mtDNA and showed reduced amerindian contribution. This asymmetry suggests reduced genetic contribution of Amerindian men and an important role of Amerindian women during the foundation process of these populations. The sequencing data indicated a probable geographic origin in Central and Western Africa (Bantu) for the African lineages, especially in the current territory of Angola. A possible Guarani and Kaigang origin for the amerindian lineages was indicated. It was possible to identified in almost all the afro-derived populations, frequent haplotypes considered as candidates to founders, some African and some Amerindian. Exceptions to this rule occurred in Maria Rosa, André Lopes, Nhunguara e Poça populations. Galvão showed the lowest genetic diversity, indicating that this population was the most influenced by founder effect. In the neighbor-joining tree, built with haplotypic frequencies found in the quilombos, São Paulo and other previously reported populations, the quilombos of Galvão, São Pedro, Sapatu and Ivaporunduva were closer to the Amerindian populations. The remaining populations (André Lopes, Poça, Pedro Cubas, Abobral Left Margin, Abobral Right Margin, Nhunguara, Pilões and Maria Rosa) were closer to African Bantu populations. The genetic similarities observed between the population groups of Galvão and São Pedro, Abobral Left Margin and Abobral Right Margin; Nhunguara and André Lopes, and São Pedro, Galvão, Sapatu and Ivaporunduva, were confirmed by historical records that support their geographic and genealogical proximity. Pilões and Maria Rosa, also geographically close, did not cluster together as expected, probably due to a recent population bottleneck. Poça clustered with São Paulo, but kept distant from the remaining quilombo remnants, probably due to the highest relative European ancestral contribution. As expected based on historical records, other Brazilian African-derived populations and African Bantu populations grouped. The same was observed with white Brazilian and Portuguese populations. Our results indicated a diverse genetic background in the foundation of the quilombo populations. Interestingly, these studies have revealed a high matrilineal genetic contribution of Amerindians. The quilombo remnant populations, paradoxically, seem to be an excellent source of material to investigate the genetic diversity of Amerindian populations. This is of great relevance, taking into account the depopulation of Brazilian native populations which happened after the beginning of the occupation process by European colonizers.

O objetivo geral da presente Tese foi estudar a evolução de organismos da Floresta Atlântica (FA), utilizando aves florestais como modelos e sob uma perspectiva filogenética filogeográfica. As espécies estudadas foram três passeriformes: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) e Schiffornis virescens (Tytyridae). Os marcadores utilizados foram seqüências do DNA mitocondrial e/ou um marcador nuclear. O trabalho foi dividido em seis capítulos. No primeiro é apresentado o problema geral e as principais hipóteses (basicamente refúgios, rios e geotectonismo) que foram exploradas nos capítulos dois a cinco. No segundo capítulo foi utilizado DNAmt para avaliar a estrutura genética populacional de Xiphorhynchus fuscus no sul da FA e testar algumas hipóteses de evolução das populações dessa ave. Os resultados principais do trabalho não sustentaram um modelo geotectônico como explicação para a origem da estrutura genética dessa ave, mas seriam compatíveis com o modelo de refúgios florestais. No terceiro capítulo X. fuscus foi novamente estudado, mas avaliamos a estrutura filogeográfica da espécie em toda sua distribuição e com dois marcadores genéticos independentes (DNAmt e o intron 5 do beta fibrinogênio). Alguns dos objetivos principais do estudo foram testar uma hipótese paleofitogeográfica da FA para a última glaciação e avaliar as implicações dos resultados genéticos para o status taxonômico das quatro subespécies e de X. fuscus. Os resultados genéticos sustentaram parcialmente o modelo paleofitogeográfico testado e mostraram que unicamente X. fuscus atlanticus poderia ser considerada uma espécie plena. O quarto capítulo descreve a variação da plumagem e a estrutura genética populacional (DNAmt) de D. platyrostris. Os resultados sugeriram que não existe uma continuidade recente entre as populações do domínio central da FA e as populações da diagonal aberta (Cerrado, Caatinga e Chaco). Além disso, foi estudada a relação entre a plumagem de D. platyrostris com a história das populações e encontramos que a coloração da plumagem não tem relação com a história das populações. O quinto capítulo apresenta um estudo preliminar da estrutura filogeográfica (DNAmt) de S. virescens. O estudo indicou que não há estruturação filogeográfica profunda S. virescens como encontrada em outros organismos da FA. Uma possível origem deste padrão poderia ser um gargalo populacional e expansão demográfica recente, além de altas taxas de fluxo gênico. Nossos resultados com as três espécies estudadas, assim como os de outros autores, sugerem a existência de um padrão filogeográfico comun para alguns organismos da FA. Além disso, foi sugerido um modelo da FA no qual a distribuição temporal e espacial das florestas é muito dinâmica. O norte e sul da FA seriam as regiões mais instáveis devido à influência de mudanças climáticas locais e globais. Esta dinâmica florestal pode ter contribuído na evolução dos padrões filogeográficos observados, com a evolução independente de linhagens em diferentes regiões ou refúgios. Além disso, nossos resultados e os de outros autores sugerem que a atividade geotectônica não teria sido importante na evolução recente de organismos da FA, e que alguns rios do bioma (ex. rio Doce) atuariam como barreiras secundárias e não como barreiras primárias. / This dissertation explores the evolution of Atlantic Forest (AF) organisms. Specifically, we used endemic forest birds as models and a phylogenetic phylogeographic perspective. Studied bird species are all passerines: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) and Schiffornis virescens (Tytyridae). We used mitochondrial and nuclear DNA (mtDNA and ncDNA, resepectivelly) sequences. The dissertation was divided in six chapters. The first one explained objectives of the dissertation and presented hypotheses and problems that were addressed in the following chapters two to five. The sixth chapter presents a general discussion. We used in the second chapter mtDNA to evaluate the phylogeographic pattern of X. fuscus in southern AF. The main results indicated that a geotectonic model for the evolution of local populations was not supported and that the observed genetic pattern was compatible with the theory of refuges. In the third chapter we studied again X. fuscus, but using samples from all the species´ distribution and sequences of two independent markers (mtDNA and the the intron 5 of the beta-fibrinogen gene). Some of the main objectives of the chapter were to test a published model about the distribution of AF in the last 20,000 years and to use genetic data to address the taxonomic status of the four subspecies of X. fuscus, particularly of the endangered X. fuscus atlanticus. Results supported partially the model of forest distribution in the past and to consider X. fuscus atlanticus as a good species. In the fourth chapter we analyzed plumage and genetic (mtDNA) variation in the woodcreeper D. platyrostris. Results suggested a lack of recent genetic continuity between the Atlantic Forest central domain and the open vegetation biomes Cerrado and Caatinga. Besides, we found that plumage color variation in D. platyrostris was not related to population history, as evaluated by neutral markers. In the fifth chapter we studied the phylogeographic pattern (mtDNA) of S. virescens. Results indicated that S. virescens lack a significant phylogeographic pattern, contrarily to what was observed in several other AF organisms. Possible explanations for this pattern may be a population bottleneck followed by a demographic expansion and current high gene flow rates. Our results, in combination with results of others, permitted to describe a common phylogeographic pattern for several AF organisms. Also, we suggested a model of the AF where forest distribution is very dynamic. Specifically, the northern and southern AF regions were proposed to be the regions with the most unstable area and continuity of forests. Perhaps, this forest dynamism contributed to the evolution of the observed common phylogeographic pattern. Furthermore, our results, in combination with other similar studies, suggested for the studied birds that geotectonic activity at southeastern AF did not affect population evolution, and that some AF rivers (i.e., Doce river) act as secondary barriers instead of primary barriers.

As abelhas da tribo Meliponini apresentam ampla distribuição, ocupando principalmente as regiões neotropicais do planeta. São encontradas mais de 400 espécies pertencentes a 50 gêneros. Tetragonisca angustula é uma espécie que se distribui por praticamente toda a América Latina, sendo em geral bastante abundante.No presente projeto foram empregadas técnicas moleculares (sequenciamento de DNA mitocondrial e análise de loci de microssatélites) no intuito de se verificar a variabilidade em duas pequenas populações de Tetragonisca angustula distribuídas nos campi da USP de Ribeirão Preto e São Paulo. Para a obtenção de um panorama da variabilidade da espécie, foram coletados e analisados indivíduos de áreas externas aos campi. Os resultados de sequenciamento mostraram que a variabilidade do genoma mitocondrial das amostras externas é muito maior que a variabilidade nas amostras dos campi. Além disso, ficou claro que os campi contêm populações monofiléticas bastante isoladas entre si, e que cada uma possui maior similaridade com as amostras externas do que com as amostras do outro campus. Em contrapartida, os resultados de microssatélites mostraram que a variabilidade dessas populações para os loci estudados é extremamente similar. Isso sugere que a filopatria da espécie é muito grande, e que o vôo dos machos é responsável por, de certa forma, homogeneizar a variabilidade genética das populações, impedindo que haja muita estruturação. Dessa maneira, em uma população de T. angustula, existem dois números efetivos populacionais: um para as fêmeas (estimado pela variabilidade do DNA mitocondrial) e outro maior para machos (estimado pela variabilidade dos microssatélites). Os resultados indicam que a colonização dos campi se deu por um número pequeno de rainhas que posteriormente aumentaram a população por conta da grande quantidade de recursos que os campi possuem / The bees of the Meliponini tribe have a broad distribution, mainly throughout the neotropical regions of the planet. There are over 400 species distributed among 50 genera. Tetragonisca angustula is a species which occupies almost all Latin America, generally in large individual numbers. In this study we used molecular techniques (mitochondrial DNA sequencing and analysis of microsatellite loci) to obtain measures of the genetic variability in two small populations of T. angustula located in both the campi of USP, Ribeirão Preto and São Paulo. In order to get a better idea of the variability of the species as a whole, we also analyzed individuals from populations from outside the campi. The results of the DNA sequencing showed that the variability of these external samples is far bigger than the variability of the other two populations. Also, it became clear that both campi have monophyletic populations that are very isolated from each other, and that each one of these campus populations is phylogenetically closer to the external samples than they are to each other. On the other hand, the results obtained with microsatellites showed that the variability of the populations from both campi are very similar to the variability of the external samples. This suggests that there is a high degree of filopatry in the species, and that the male flight is responsible, in a way, for mixing the genetic variability of the populations, this way keeping them from getting structured. Thus, in a given population of T. angustula, there are two different effective population sizes: of for the females (measured by the variability in the mitochondrial DNA) and another for the males (measured by the variability in the microsatellites). Our results indicate that the process of colonization in both campi was carried out by a few queens, which lately were responsible for increasing the population sizes due to the big amount of resources found in the campi

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.

Energetic efficiency is important for health (e.g. genesis of obesity in humans), socio-economically important for meat production systems (e.g. feed cost to produce high quality protein) and important for the environment (e.g. use of natural resources and production of green house gases for meat production). Mitochondria are organelles that play an essential role in cellular metabolism and homeostasis related to energy utilization. These processes involve several proteins to ensure continuous availability of energy to the cells. The Shc proteins play a key role in substrate oxidation and energy metabolism. Additionally, the mitochondrial uncoupling proteins (UCPs) participate in physiological processes that may account for variation in energy expenditures in tissues. However, the mechanisms behind energy expenditure in animals are largely unknown. Thus, in order to study the energy metabolism and mitochondria function, studies using a nutritional, biochemical and molecular approaches were conducted with mice and cattle. The purpose of the first study was to determine if Shc proteins influence the metabolic response to acute (5-7 days) feeding of a high fat diet (HFD). To this end, whole animal energy expenditure and substrate oxidation were measured in the Shc knockout (ShcKO) and wild-type (WT) male mice consuming either a control or HFD diet. The activities of enzymes of glycolysis, the citric acid cycle, electron transport chain (ETC), and &beta;-oxidation were investigated in liver and skeletal muscle. The study showed that ShcKO increases (P < 0.05) energy expenditure (EE) adjusted for either total body weight or lean mass. This change in EE could explain the decrease in weight gain observed in ShcKO versus WT mice fed an HFD. Thus, our results indicate that Shc proteins should be considered as potential targets for developing interventions to mitigate weight gain on HFD by stimulating EE. Although decreased levels of Shc proteins influenced the activity of some enzymes in response to high fat feeding, such as increasing the activity of acyl-CoA dehydrogenase, it did not produce concerted changes in enzymes of glycolysis, citric acid cycle or the ETC. However, the physiological significance of these changes in enzyme activities remains to be determined. The purpose of experiment 2 was to study the association among heat production, blood parameters and mitochondrial DNA (mtDNA) copy number in Nellore bulls with high and low residual feed intake (RFI). The RFI values were obtained by regression of dry mater intake (DMI) in relation to average daily gain and mid-test metabolic body weight. Thus, 18 animals (9 in each group) were individually fed in a feedlot for 98 days. The heart rate (HR) of bulls was monitored for 4 consecutive days and used to calculate the estimated heat production (EHP). Electrodes were fitted to bulls with stretch belts and oxygen consumption was obtained using a facemask connected to the gas analyzer and HR was simultaneously measured for 15 minutes period. Daily EHP was calculated multiplying oxygen pulse (O2P) by the average HR, assuming 4.89 kcal/L of O2. Blood parameters such as hematocrit, hemoglobin, and glucose were assayed between 45 and 90 days. Immediately after slaughter, liver, muscle and adipose tissues (subcutaneous and visceral fat) were collected and, subsequently, mtDNA copy number per cell was quantified in tissues by quantitative real-time PCR. The proteome of hepatic tissue and levels of mitochondrial UCPs were also investigated. We found similar EHP and O2 consumption between RFI groups, while low RFI bulls (more efficient in feed conversion) shown lower HR, hemoglobin and hematocrit percentage (P < 0.05), confirming previous data from our group. In addition, 71 protein spots in liver were differentially expressed (P < 0.05) and no differences were detected for UCPs levels between RFI groups. Finally, there was no association between amounts of mtDNA and the RFI phenotypes, suggesting that mitochondrial abundance in liver, muscle, and adipose tissue was similar between efficient and inefficient groups. However, additional studies to confirm this hypothesis are needed. / A eficiência energética é importante para a saúde humana (gênese da obesidade), sistemas de produção de carne (custo dos alimentos para produzir proteínas de alta qualidade) e para o meio ambiente (uso de recursos naturais e mitigação de gases de efeito estufa). As mitocôndrias são organelas que desempenham papel central no metabolismo e homeostase relacionada a utilização da energia. Nas células, diversas proteínas são importantes para melhorar a eficiência energética. Como exemplos, as proteínas de sinalização Shc são fundamentais na oxidação de substratos e metabolismo energético e, nas mitocôndrias, existem as proteínas desacopladoras (UCPs), que participam do gasto energético e produção de calor. Entretanto, os mecanismos que controlam o gasto energético nos animais ainda é bastante desconhecido. Assim, para estudar o metabolismo energético e a função das mitocôndrias foram conduzidos dois estudos utilizando-se estratégias nutricionais, bioquímicas e moleculares com camundongos (1) e bovinos (2). Objetivou-se, no estudo 1, determinar se as proteínas Shc influenciam a resposta metabólica à alimentação contendo dieta rica em gordura (HFD) por 7 dias. Enzimas da via glicolítica, ciclo de Krebs, cadeia transportadora de elétron (CTE) e &beta;-oxidação foram analisadas no fígado e músculo de camundongos com baixa expressão de Shc (knockout ou ShcKO) e comuns (wild-type ou WT) submetidos à uma dieta controle ou à HFD. O gasto energético foi medido por câmara calorimétrica de respiração nos animais. O genótipo ShcKO apresentou maior gasto energético (P < 0.05) ajustado para o peso corporal total ou massa magra. Essa mudança poderia explicar o menor ganho de peso observado no genótipo ShcKO comparado ao WT quando consumindo a HFD. Esses resultados sugerem que as proteínas Shc podem contribuir no desenvolvimento de estratégias para mitigar o ganho de peso. Embora a redução dos níveis de Shc (ShcKO) tenha modificado a atividade de enzimas da &beta;-oxidação em resposta a HFD, tal condição não produziu mudanças semelhantes na via glicolítica, ciclo de Krebs ou CTE. Por isso, mais estudos são necessários para compreender a significância fisiológica dessas alterações. No experimento 2, objetivou-se estudar a associação entre produção de calor, variáveis sanguíneas e número de cópias de DNA mitocondrial (mtDNA) em bovinos Nelore agrupados pelo consumo alimentar residual (CAR). O CAR foi obtido por regressão do consumo de matéria seca em relação ao ganho de peso diário e peso metabólico do teste de desempenho (fase de crescimento). Assim, 18 bovinos (9 alto CAR versus 9 baixo CAR) foram confinados em baias individuais por 98 dias (fase de terminação). Os batimentos cardíacos (BC) dos bovinos foram monitorados por quatro dias consecutivos e, então, utilizados para o cálculo da produção de calor estimada (PCe). O consumo e pulso de oxigênio (O2) foram obtidos por meio de analisador de gás conectado à uma máscara facial, com medição simultânea dos BC por 15 minutos. A PCe diária foi calculada por multiplicação do pulso de O2 pela média dos BC, assumindo-se a constante 4.89 kcal/L de O2. Foram analisadas variáveis sanguíneas como hematócrito, hemoglobina e glicose (alto vs. baixo CAR). Imediatamente após o abate dos animais, amostras de fígado, músculo e tecido adiposo foram coletadas para determinação do mtDNA por PCR em tempo real. Adicionalmente, o proteoma do tecido hepático e os níveis de UCPs nos tecidos foram também investigados. Não houve diferença para PCe e consumo de O2 (P > 0.05) entre os grupos experimentais, entretanto, os animais baixo CAR (mais eficientes em conversão alimentar) demonstraram menor BC, concentração de hemoglobina e percentagem de hematócrito (P < 0.05), confirmando resultados previamente observados em nossos estudos. No fígado, 71 spots proteicos foram diferentes (P < 0.05) entre os grupos alto e baixo CAR, mas nenhuma diferença foi observada para os níveis de UCPs no músculo, fígado ou tecido adiposo. Por fim, não existiu diferença (P > 0.05) entre o número de cópias do mtDNA por célula entre os fenótipos estudados, sugerindo que o número de mitocôndrias e possivelmente a fosforilação oxidativa foi semelhante entre os grupos de animais eficientes e ineficientes. Contudo, são necessários estudos adicionais para confirmar essa hipótese.

A diversidade da seqüência do DNA de oito populações de Octopus cf. vulgaris da costa brasileira e de uma população de Octopus vulgaris proveniente de Portugal foi investigada pelo uso do gene Citocromo oxidase subunidade I (COI) do DNA mitocondrial. Aproximadamente 600 pb do gene COImt foram amplificados por meio dos primers LCO1490 e HCO2198, purificados e seqüenciados. As seqüências foram alinhadas pelo método Clustal W. A árvore filogenética gerada pelo alinhamento das seqüências do COImt revelou dois conjuntos principais, formando clados monofiléticos sustentados por bootstraps superiores a 93%. Um clado contendo os indivíduos provenientes das regiões Sudeste e Sul, similares aos haplótipos de Portugal, que são classificados como Octopus vulgaris, e outro conjunto formado pelos indivíduos coletados em várias localidades das regiões Norte e Nordeste. O nível de diferenciação genética encontrado sugere a presença de duas espécies de Octopus. Quanto à estruturação populacional, os resultados encontrados pelo uso do DNA nuclear e do DNA mitocondrial indicam que as populações estão estruturadas geneticamente. / The diversity of the sequence of the DNA of eight vulgaris populations of Octopus cf. vulgaris of the Brazilian coast and a population of Octopus vulgaris proceeding from Portugal was investigated by the use of the mitochondrial Cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene. Approximately 600 bp of the mitochondrial COI gene were amplified by means of primers LCO1490 and HCO2198, purified and sequenced. The sequences were lined up by the ClustalW method. The phylogenetic tree generated by the alignment of the sequences of the COI revealed two main sets, forming monophyletic supported by bootstraps 93%. A clade containing the individuals proceeding from the Southeastern and South regions similar to the haplotypes of Portugal, which are classified as Octopus vulgaris, and another set formed by the individuals collected in several places of the North and Northeast regions. The level of the found genetic differentiation suggests the presence of two species of Octopus. As far as the population structure is concerned, the results found by the use of the nuclear DNA and the mitochondrial DNA indicates that the populations are genetically structured.

Após a chegada dos conquistadores europeus, as populações nativas americanas foram dizimadas por diversas razões, como guerras e doenças, o que possivelmente levou diversas linhagens genéticas autóctones à extinção. Entretanto, durante essa invasão, houve miscigenação entre os colonizadores e os povos nativos e muitos estudos genéticos têm mostrado uma importante contribuição matrilinear nativa americana na formação da população colonial. Portanto, se muitos indivíduos na atual população urbana brasileira carregam linhagens nativas americanas no seu DNA mitocondrial (mtDNA), muito da diversidade genética nativa perdida durante o período colonial pode ter se mantido, por miscigenação, nas populações urbanas. Assim, essas populações representam, efetivamente, um importante reservatório genético de linhagens nativas americanas no Brasil e em outros países americanos, constituindo o reflexo mais fiel da diversidade genética pré-colombiana em populações nativas. Baseado nisso, este estudo teve como objetivos 1) comparar os padrões de diversidade genética de linhagens nativas americanas do mtDNA em populações nativas do Sul do Brasil e da população urbana (miscigenada) adjacente; e 2) comparar, através de Computação Bayesiana Aproximada (ABC), a história demográfica de ambas populações para chegar a uma estimativa do nível de redução do tamanho efetivo populacional (Ne) das populações indígenas aqui tratadas. Foram utilizados dados já publicados da região hipervariável (HVS-I) do mtDNA de linhagens nativas de 396 indivíduos Nativos Americanos (NAT) pertencentes aos grupos Guarani, Caingangue e Charrua e de 309 indivíduos de populações miscigenadas urbanas (URB) do Sul do Brasil e do Uruguai As análises de variabilidade e estrutura genética, bem como testes de neutralidade, foram feitos no programa Arlequin 3.5 e a rede de haplótipos mitocondriais foi estimada através do método Median-Joining utilizando o programa Network 5.0. Estimativas temporais do tamanho populacional efetivo foram feitas através de Skyline Plot Bayesiano utilizando o pacote de programas do BEAST 1.8.4. Por fim, o programa DIYABC 2.1 foi utilizado para testar cenários evolutivos e para estimar o Ne dos nativos americanos pré- (Nanc) e pós-contato (Nnat), para assim, se estimar o impacto da redução de variação genética causada pela colonização europeia. Os resultados deste estudo indicam que URB é a melhor preditora da diversidade nativa ancestral, possuindo uma diversidade substancialmente maior que NAT, pelo menos na região Sul do Brasil e no Uruguai (H = 0,96 vs. 0,85, Nhap = 131 vs. 27, respectivamente). Ademais, a composição de haplogrupos é bastante diferente entre as populações, sugerindo que a população nativa tenha tido eventos de gargalo afetando os haplogrupos B2 e C1 e super-representando o haplogrupo A2. Em relação à demografia histórica, observou-se que URB mantém sinais de expansão remetendo à entrada na América, contrastando com NAT em que esses sinais estão erodidos, apenas retendo sinais de contração populacional recente. De acordo com as estimativas aqui geradas, o declínio populacional em NAT foi de cerca de 300 vezes (84 – 555). Em outras palavras, a população efetiva nativa amricana nessa região corresponderia a apenas 0,33% (0,18% – 1,19%) da população ancestral– 99,8%, corroborando os achados de outros estudos genéticos e também com os registros históricos. / After the arrival of the European conquerors, the Native American populations were decimated due to multiple reasons, such as wars and diseases, which possibly led many autochtonous genetic lineages to extinction. However, during the European invasion of the Americas, colonizers and indigenous people admixed, and many genetic studies have shown an important Native American matrilineal contribution to the formation of the Colonial population. Therefore, if many individuals in the current urban population harbor Native American lineages in their mitochondrial DNA (mtDNA), much of Native American genetic diversity that have been lost during the Colonial Era may have been mantained by admixture in urban populations. In this case, these populations effectively represent an important reservoir of Native lineages in Brazil and other American countries, constituting the most accurate portrait of pre-Columbian genetic diverstity of Native populations. Based on this, the aims of the presente study were 1) to compare the patterns of genetic diversity of Native American mtDNA lineages in Native populations from Southern Brazil and the surrounding admixed urban populations; and 2) to compare, using Approximate Bayesian Computation (ABC), the demographic history of both groups to estimate the level of reduction in the effective population size (Ne) for the indigenous groups present here. We used mtDNA hypervariable segment (HVS-I) data of indigenous origin already published from 396 Native American individuals (NAT) belonging to the Guarani, Kaingang, and Charrua groups, and 309 individuals from Southern Brazilian and Uruguayan admixed urban populations (URB) The analyzes of variability and genetic structure, as well as the neutrality tests were accomplished using Arlequin 3.5, and the mitochondrial haplotype network estimated through the Median-Joining method available in Network 5.0. Time estimates for effective population size were performed using Bayesian Skyline Plot available in the BEAST 1.8.4 package. Finally, the DIYABC 2.1 software was used to test evolutionary scenarios and to estimate the pre (Nanc) and post-contact (Nnat) Native American Ne, and estimate the impact of the colonization process on the Native American genetic variability. The results indicate that URB is the best predictor of ancestral Native diversity, having substancially greater genetic diversity than NAT, at least in the Southern Brazilian and Uruguayan regions (H = 0.96 vs. 0.85, Nhap = 11 vs. 27, respectively). Moreover, the haplogroup compositions are very distinct between these groups, suggesting that the Native population passed through bottleneck events affecting the haplogroups B2 and C1, and overrepresenting the haplogroup A2. In relation to demographic history, we observed that URB retains signals of population expansion back to the entry in the Americas. In contrast, these signals are eroded in NAT, which maintains only signals of recent population contraction. According to our estimates, the population decline in NAT was around 300x (84 – 555x). In other words, the effective Native American population in this region would correspond to only 0.33% (0.18% – 1.19%) of the ancestral population, corroborating the findings of other genetic studies and historical records.