Orientador: Carmen Regina [UINESP] Marcati / Resumo: Estudos intraespecíficos com procedências replicadas em diferentes locais permitem distinguir o efeito do genótipo e do ambiente no crescimento e na estrutura anatômica das plantas. Diante das previsões de intensificação dos períodos seca e o aumento da temperatura em todo o mundo, entender como a predisposição genética e o ambiente influenciam o crescimento das plantas e as características do xilema secundário é importante para estabelecer futuros padrões na distribuição de espécies arbóreas. Assim, neste trabalho, avaliamos o efeito da procedência e das condições ambientais na variabilidade intraespecífica do crescimento das árvores e da estrutura anatômica do xilema secundário de Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl. (Rutaceae). Comparamos o crescimento (estimado por meio da altura e do diâmetro do caule), a densidade da madeira, a condutividade hidráulica potencial e as características anatômicas do xilema secundário de árvores adultas de três procedências de B. riedelianum crescidas em dois plantios homogêneos como testes de procedências. Selecionamos 72 árvores de 30 anos de idade de B. riedelianum crescidas em um plantio homogêneo localizado na Estação Experimental de Luís Antônio e outro na Estação Experimental de Pederneiras, ambos no estado de São Paulo. O solo do plantio de Luís Antônio é argiloso e neste local há maior precipitação anual do que no plantio de Pederneiras, onde o solo é arenoso. As procedências vêm de sementes coletadas em populações naturais lo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Intraspecific studies with provenances replicated at different sites allow to distinguish the effect of genotype and environment on the growth and anatomical structure of plants. Considering predictions of drought intensification and increased temperature in wordwilde, understanding how genetic predisposition and environment influence plant growth and secondary xylem features is important to establishing future patterns in the distribution of tree species. Thus, in this work, we evaluated the effect of the provenance and environmental conditions on the intraspecific variability of tree growth and the anatomical structure of the secondary xylem of Balfourodendron riedelianum (Engl.) Engl. (Rutaceae). We compared growth (estimated from stem height and diameter), wood density, potential hydraulic conductivity, and anatomical features of the secondary xylem of adult trees of three provenances of B. riedelianum from two homogeneous plantations as provenances tests. We selected 72 trees of 30 years old of B. riedelianum grown in a homogeneous plantation located in the Experimental Station of Luís Antônio and another in the Experimental Station of Pederneiras, in the state of São Paulo. The plantations of Luís Antônio have clay soil and highest annual precipitation than the plantations of Pederneiras, where the soil is sandy. The provenances came from seeds collected in natural populations located in the city of Alvorada do Sul, state of Paraná, and from Bauru and Gália, state of Sã... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Sunflower (Helianthus annuus) consists of high levels of polyunsaturated fatty acids, making its oil susceptible to oxidation. Tocopherols can retard or prevented oxidation. The aim of this study is to determine the phenotypic tocopherol (vitamin E) composition and genetic diversity of the biosynthetic pathway genes. Seeds were characterized for fatty acid and tocopherol content. A positive correlation was found between oleic acid, γ (r =0.17) and δ (r =0.23) tocopherol but none between linoleic acid and all four tocopherol derivatives. Vitamin E gene homologues were identified and a concomitant pathway constructed, with genes of interest sequenced to determine their genetic variation. A sunflower gene database was developed for these genes and used to obtain 489 SNPs and 145 indels from the accessions evaluated. Only 139 of these SNPs were located in the exon regions of the gene candidates. These exon-based SNPs may influence tocopherol flow through possible enzyme structural modifications / School of Agriculture and Life Sciences / M. Sc. (Life Sciences)

A intensidade de pastejo pode ser reconhecida como primordial na formação do potencial produtivo da lavoura em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA). Neste estudo, objetivamos entender como diferentes intensidades de pastejo definem a produtividade da soja em SIPA. O trabalho está inserido em um protocolo experimental de longa duração iniciado em 2001, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os tratamentos são definidos durante a fase pastagem, arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições em diferentes intensidades de pastejo por novilhos em pasto misto de azevém anual e aveia: pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP) e ausência de pastejo (SP). A soja foi semeada após a saída dos animais e os dados coletadas durante a safra 2015/16. A inserção do animal não afetou a produtividade da soja (P=0,0570). Análises de cluster e discriminante foram utilizadas no estudo da variação na produtividade. O cluster hierárquico agrupou valores de produtividade em três grupos, alta (CA), intermediária (CI) e baixa (CB), baseado em suas similaridades. Os atributos químicos não foram limitantes da produtividade. O residual da pastagem exerceu papel central na construção do potencial produtivo (P<0,001). A maior população de plantas foi encontrada no CB (P<0,001), com número inferior de legumes por área, frente aos demais cluster (P<0,001). A plasticidade fenotípica da soja explica a compensação pela modificação da arquitetura do estande de plantas nos clusters CA e CI, resultando na maior formação de legumes por planta (P<0,05). Pela análise de cluster observou-se que o P10 não apresenta valores de alta produtividade ao contrário do SP que não possui valores de produtividade baixa. Quase metade dos valores observado no P40 são mais produtividade enquanto, o P20 e P30 tendem a apresentar maior homogeneidade na distribuição entre os clusters. A análise discriminante definiu parâmetros que mais explicam a variação entre os clusters Através da função stepwise encontramos cinco variáveis (residual da pastagem, fósforo, altura final - R8, nós por ramos, legumes por área) que explicam a maioria da variação. O modelo para predizer a produtividade da soja, a partir das variáveis explicativas avaliadas a campo selecionadas pela análise discriminante, demostrou a acurácia na predição da produtividade espacial, em sistemas integrados de produção agropecuária com diferentes intensidades de pastejo, sob plantio direto na palha. / Grazing intensity can be considered essential to the potential productivity of crops in integrated crop-livestock systems (ICLS). In this study, we aimed to understand how differents grazing intensity defines the subsequent productivity of soybeans in ICLS. The work forms part of a long-term experimental protocol dating from 2001 in Rio Grande do Sul state, Brazil. Treatments were defined during the pasture phase, arranged in a completely randomized block design with three replicates under different grazing intensities by steers on Italian ryegrass and black oat mixed pastures: intense grazing (G10), moderate grazing (G20), moderate-light grazing (G30), light grazing (P40), and an ungrazed control (UG). Soybean was planted after exit of the animals and data were collected during the 2015/16 season. The integration of animals did not affect soybean productivity (P=0.0570). Cluster and discrimination analyses were used to study variation in productivity. The cluster hierarchy returned three groups of productivity values: high (HC), intermediate (IC), and low (LC), based on their similarities. Chemical attributes were not limiting to productivity. Pasture residue played a central role in the determination of potential productivity (P<0.001). The greatest plant population was found in the LC (P<0.001), while more pods per plant were found in the HC and IC (P<0.001). This result is explained by the phenotypic plasticity of soybean, which allows it to compensate for lower plant population by modifying plant stand architecture. The cluster analysis revealed that G10 did not present high productivity values, as opposed to UG, which did not contain low productivity values. Nearly half of the values observed in G40 were more productive, while G20 and G30 tended to produce greater homogeneity in the distribution among clusters. A discrimination analysis defined the parameters that explain the greatest part of the variation among clusters. Using a stepwise function, we found five variables (pasture residue, phosphorus, final plant height at R8, nodes per branch, and pods per area) that explained most of the variation. The model to predict soybean productivity, using the explanatory field variables selected by the discrimination analysis, demonstrated accuracy in the prediction of spatial productivity in ICLS with different grazing intensities under no-till.

abstract: How fast is evolution? In this dissertation I document a profound change that occurred around the middle of the 20th century in the way that ecologists conceptualized the temporal and spatial scales of adaptive evolution, through the lens of British plant ecologist Anthony David Bradshaw (1926–2008). In the early 1960s, one prominent ecologist distinguished what he called “ecological time”—around ten generations—from “evolutionary time”— around half of a million years. For most ecologists working in the first half of the 20th century, evolution by natural selection was indeed a slow and plodding process, tangible in its products but not in its processes, and inconsequential for explaining most ecological phenomena. During the 1960s, however, many ecologists began to see evolution as potentially rapid and observable. Natural selection moved from the distant past—a remote explanans for both extant biological diversity and paleontological phenomena—to a measurable, quantifiable mechanism molding populations in real time. The idea that adaptive evolution could be rapid and highly localized was a significant enabling condition for the emergence of ecological genetics in the second half of the 20th century. Most of what historians know about that conceptual shift and the rise of ecological genetics centers on the work of Oxford zoologist E. B. Ford and his students on polymorphism in Lepidotera, especially industrial melanism in Biston betularia. I argue that ecological genetics in Britain was not the brainchild of an infamous patriarch (Ford), but rather the outgrowth of a long tradition of pastureland research at plant breeding stations in Scotland and Wales, part of a discipline known as “genecology” or “experimental taxonomy.” Bradshaw’s investigative activities between 1948 and 1968 were an outgrowth of the specific brand of plant genecology practiced at the Welsh and Scottish Plant Breeding stations. Bradshaw generated evidence that plant populations with negligible reproductive isolation—separated by just a few meters—could diverge and adapt to contrasting environmental conditions in just a few generations. In Bradshaw’s research one can observe the crystallization of a new concept of rapid adaptive evolution, and the methodological and conceptual transformation of genecology into ecological genetics. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biology 2015

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-08-31T17:43:40Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1476207 bytes, checksum: f6fb98b5b6b547c58b83f713f5ad322a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T17:43:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1476207 bytes, checksum: f6fb98b5b6b547c58b83f713f5ad322a (MD5) Previous issue date: 2014-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Populations of species with a wide geographical distribution can be subjected of a broad range of environmental conditions, exposed to different selective pressures, which in association with time of isolation and genetic variability may induce to different adaptive responses (phenotypic plasticity). The genus Vanzosaura belongs to Gymnophthalmidae family having a diagonal distribution in dry areas of South America, occurring in at least three separate formations (Cerrado, Caatinga and Chaco). Herein, we compared data on reproduction, diet and morphology of individuals of the species Vanzosaura multiscuta, sampled in areas of Caatinga and V. rubricauda and V. savanicola from Cerrado. The diet of the species showed no significant differences, composed of spiders, orthoptera and plecoptera, the most consumed categories. Clutch size was the same for all species (02 eggs) what appears to be a synapomorphy in gymnophthalmids. Vanzosaura multiscutata showed continuous reproduction throughout the year with evidence of sequential litters and smaller eggs. Vanzosaura savanicola and V. rubricauda, had concentrated breeding in the dry season and early wet season with larger eggs. The species present morphometric differences, in which the Cerrado species showed greater length and snout vent lenght, wider body and shorter tail compared with the specie of the Caatinga. Both the phylogeny and the ecology influence the life history of Vanzosaura spp. The diet is more influenced by historical factors, and the morphology and reproduction by ecological factors. / Populações de espécies que apresentam uma ampla distribuição geográfica podem estar submetidas a uma grande variabilidade de condições ambientais e expostas a diferentes pressões seletivas que associadas ao tempo de isolamento e a variabilidade genética podem influenciar respostas adaptativas diferenciadas (plasticidade fenotípica). O gênero Vanzosaura pertence à família Gymnophthalmidae, e apresenta distribuição na diagonal de áreas secas da América do Sul, ocorrendo em pelo menos três formações distintas (Cerrado, Caatinga e Chaco). Neste trabalho comparamos dados de reprodução, dieta e morfometria de indivíduos das espécies V. multiscutata amostrados em área da Caatinga e V. savanicola e V. rubricauda do Cerrado. A dieta das espécies não apresentou diferenças significativas sendo as categorias mais consumidas aranhas, ortópteros e plecopteras. O tamanho da ninhada foi o mesmo para todas as espécies (02 ovos) o que parece ser uma sinapomorfia em gimnoftalmídeos. Vanzosaura multiscutata apresentou reprodução contínua durante todo o ano com indícios de ninhadas seqüenciais e ovos menores. Vanzosaura savanicola e V. rubricauda, apresentaram reprodução concentrada no final da estação seca e início da estação chuvosa com ovos maiores. As espécies apresentaram diferenças morfométricas, com as espécies do Cerrado com maior comprimento rostro cloacal e da cabeça, corpo mais largo e cauda mais curta quando comparado com a espécie da Caatinga. Tanto a filogenia quanto a ecologia influenciam na história de vida de Vanzosaura spp. . A dieta é mais influenciada por fatores históricos, e a morfometria e reprodução por fatores ecológicos.

A intensidade de pastejo pode ser reconhecida como primordial na formação do potencial produtivo da lavoura em sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA). Neste estudo, objetivamos entender como diferentes intensidades de pastejo definem a produtividade da soja em SIPA. O trabalho está inserido em um protocolo experimental de longa duração iniciado em 2001, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os tratamentos são definidos durante a fase pastagem, arranjados em um delineamento de blocos completamente casualizados com três repetições em diferentes intensidades de pastejo por novilhos em pasto misto de azevém anual e aveia: pastejo intenso (P10), pastejo moderado (P20), pastejo moderado-leve (P30), pastejo leve (P40) e ausência de pastejo (SP) e ausência de pastejo (SP). A soja foi semeada após a saída dos animais e os dados coletadas durante a safra 2015/16. A inserção do animal não afetou a produtividade da soja (P=0,0570). Análises de cluster e discriminante foram utilizadas no estudo da variação na produtividade. O cluster hierárquico agrupou valores de produtividade em três grupos, alta (CA), intermediária (CI) e baixa (CB), baseado em suas similaridades. Os atributos químicos não foram limitantes da produtividade. O residual da pastagem exerceu papel central na construção do potencial produtivo (P<0,001). A maior população de plantas foi encontrada no CB (P<0,001), com número inferior de legumes por área, frente aos demais cluster (P<0,001). A plasticidade fenotípica da soja explica a compensação pela modificação da arquitetura do estande de plantas nos clusters CA e CI, resultando na maior formação de legumes por planta (P<0,05). Pela análise de cluster observou-se que o P10 não apresenta valores de alta produtividade ao contrário do SP que não possui valores de produtividade baixa. Quase metade dos valores observado no P40 são mais produtividade enquanto, o P20 e P30 tendem a apresentar maior homogeneidade na distribuição entre os clusters. A análise discriminante definiu parâmetros que mais explicam a variação entre os clusters Através da função stepwise encontramos cinco variáveis (residual da pastagem, fósforo, altura final - R8, nós por ramos, legumes por área) que explicam a maioria da variação. O modelo para predizer a produtividade da soja, a partir das variáveis explicativas avaliadas a campo selecionadas pela análise discriminante, demostrou a acurácia na predição da produtividade espacial, em sistemas integrados de produção agropecuária com diferentes intensidades de pastejo, sob plantio direto na palha. / Grazing intensity can be considered essential to the potential productivity of crops in integrated crop-livestock systems (ICLS). In this study, we aimed to understand how differents grazing intensity defines the subsequent productivity of soybeans in ICLS. The work forms part of a long-term experimental protocol dating from 2001 in Rio Grande do Sul state, Brazil. Treatments were defined during the pasture phase, arranged in a completely randomized block design with three replicates under different grazing intensities by steers on Italian ryegrass and black oat mixed pastures: intense grazing (G10), moderate grazing (G20), moderate-light grazing (G30), light grazing (P40), and an ungrazed control (UG). Soybean was planted after exit of the animals and data were collected during the 2015/16 season. The integration of animals did not affect soybean productivity (P=0.0570). Cluster and discrimination analyses were used to study variation in productivity. The cluster hierarchy returned three groups of productivity values: high (HC), intermediate (IC), and low (LC), based on their similarities. Chemical attributes were not limiting to productivity. Pasture residue played a central role in the determination of potential productivity (P<0.001). The greatest plant population was found in the LC (P<0.001), while more pods per plant were found in the HC and IC (P<0.001). This result is explained by the phenotypic plasticity of soybean, which allows it to compensate for lower plant population by modifying plant stand architecture. The cluster analysis revealed that G10 did not present high productivity values, as opposed to UG, which did not contain low productivity values. Nearly half of the values observed in G40 were more productive, while G20 and G30 tended to produce greater homogeneity in the distribution among clusters. A discrimination analysis defined the parameters that explain the greatest part of the variation among clusters. Using a stepwise function, we found five variables (pasture residue, phosphorus, final plant height at R8, nodes per branch, and pods per area) that explained most of the variation. The model to predict soybean productivity, using the explanatory field variables selected by the discrimination analysis, demonstrated accuracy in the prediction of spatial productivity in ICLS with different grazing intensities under no-till.

A natureza e a magnitude das respostas morfogênicas em plantas forrageiras variam com a disponibilidade de fatores climáticos de crescimento e com as metas de manejo utilizadas, modificando as características estruturais do dossel forrageiro. Nesse cenário, intensidades de desfolhação determinam alterações de forma e função nas plantas forrageiras que, por sua vez, definem e caracterizam estratégias de crescimento e perenização e a resistência das plantas ao pastejo. O objetivo deste estudo foi descrever e caracterizar as respostas morfogênicas e as características morfológicas do amendoim forrageiro (Arachis pintoi cv. Belmonte) submetido a intensidades de pastejo sob lotação contínua de janeiro de 2013 a março de 2014. Os tratamentos corresponderam a quatro níveis de intensidade de pastejo (severo - S, moderado - M, leniente - L, e muito leniente - ML) representados pelas alturas de pasto de 5, 10, 15 e 20 cm, e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 210 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com 4 repetições. Foram identificados dez estágios de desenvolvimento das folhas de amendoim forrageiro que foram utilizados como referência para a realização das avaliações das respostas morfogênicas. Os folíolos apresentaram simetria dentro dos pares, não havendo a necessidade de mensuração dos quatro folíolos, apenas de um dos folíolos de cada par. A relação relativamente estável entre comprimento e largura dos folíolos permitiu que a área foliar fosse calculada de forma direta desde que um fator de correção (0,71) para a forma elíptica dos folíolos fosse utilizado. Estratégias distintas de crescimento foram utilizadas pelo amendoim forrageiro ao longo do ano. Estas foram caracterizadas por uma relação inversa entre as variáveis indicadoras de tamanho das plantas (comprimento do estolão, comprimento médio entre nós, entre pontos de crescimento e de enraizamento) e aquelas indicadoras de número de indivíduos (densidade de estolões, de nós, de pontos de crescimento e de pontos de enraizamento), com as maiores diferenças registradas nos pastos submetidos aos tratamentos L e VL. De forma geral, o aumento nas variáveis indicadoras de tamanho esteve associado com a diminuição daquelas indicadoras de número de indivíduos. Essa relação parece descrever um processo de segmentação das plantas caracterizado pela formação de unidades menores e autônomas durante o outono que voltam a aumentar de tamanho durante a primavera e verão. Esse processo viabiliza a reprodução clonal das plantas e contribui para a persistência da espécie na área. Pastos submetidos aos tratamentos S e M apresentaram maior taxa de aparecimento de folhas, menor filocrono e menor tamanho final de folhas que pastos submetidos aos tratamentos L e ML. Esse padrão de crescimento resultou em valores relativamente estáveis de IAF para as intensidades de pastejo. O IAF dos pastos variou apenas com a época do ano, refletindo a estacionalidade natural de crescimento das plantas. O amendoim forrageiro apresenta elevada plasticidade fenotípica e capacidade de adaptação ao pastejo, mas é preciso evitar estresses que possam interromper o processo de segmentação durante o outono, uma vez que isso poderia interferir com a perenização das plantas e favorecer o início de processo de degradação da área. / The nature and the magnitude of morphogenetic responses of forage plants vary with the availability of climatic growth factors and with management targets, modifying sward structural characteristics. In this context, defoliation intensity determines changes in plant form and function, which, in turn, define and characterise growth and perennation mechanisms and plant resistance to grazing. The objective of this study was to describe and characterise morphogenetic responses and morphological characteristics of forage peanut (Arachis pintoi cv. Belmonte) subjected to grazing intensities under continuous stocking from January 2013 to March 2014. Treatments corresponded to four levels of grazing intensity (severe - S, moderate - M, lenient - L, and very lenient - VL) represented by the sward management heights of 5, 10, 15 and 20 cm, and were allocated to experimental units (210 m2 paddocks) according to a complete randomised block design with four replications. Ten stages of leaf development were identified and used as reference for evaluations of plant morphogenetic responses. Leaflets were symmetrical within pairs, indicating the possibility of measuring leaf expansion in just one leaflet of each pair. The relatively stable leaflet length:width ratio allowed direct calculations of leaf area since a correction factor (0.71) for the elliptical form of the leaflets was used. Forage peanut used different growth mechanisms throughout the year. These were characterised by an inverse relationship between plant size (stolon length, internode length, distance between growing points and between rooting points) and plant number (stolon density, node density, growing point density and rooting point density), with greater differences recorded on swards subjected to treatments L and VL. In general, the increase in plant size was associated with a reduction in plant number. This relationship seems to describe a plant segmentation process that results in small autonomous units during autumn, that increase again in size during spring and summer. This process ensures plant clonal reproduction and favours persistence. Swards subjected to treatments S and M showed higher rates if leaf appearance, smaller phyllochron and smaller leaves than swards subjected to treatments L and VL. This resulted in LAI values relatively stable across treatments. LAI values varied only with season of the year, reflecting the seasonality of plant growth. Forage peanut is highly phenotypically plasticand adaptated to grazing, but stresses may interrupt the segmentation process during autumn, and this may interfere with plant perennation and favour the beginning of a degradation process.

A plasticidade fenotípica do intestino está presente em diferentes grupos de vertebrados e permite ajustes de caráter antecipatório ou de curto prazo na capacidade funcional do intestino frente a flutuações previsíveis e não previsíveis na disponibilidade de alimento no ambiente. No presente trabalho, avaliamos as alterações sazonais na morfologia e na capacidade de oxidação de substratos energéticos no intestino médio de lagartos teiú Tupinambis merianae. A resposta ao jejum associado à depressão metabólica na dormência de inverno foi contrastada com as alterações após 20 dias de jejum na fase ativa. Grupos de animais jovens foram mortos em diferentes fases do primeiro ciclo anual e o intestino médio foi removido e pesado. Amostras do terço proximal do órgão foram transferidas para frascos contendo formaldeído tamponado e o restante do tecido foi picotado e amostras aleatórias foram congeladas em N2 líquido e transferidas para freezer -80 oC. Variáveis morfológicas foram analisadas em cortes histológicos de 5 &#956;m de espessura utilizando-se o método estereológico. O teor de água e o de proteína solúvel e total foi medido nas amostras por meio de ensaios padrão; as atividades máximas de enzimas foram medidas por espectrofotometria em condições saturantes de substrato e cofatores. No outono, a massa relativa do intestino é 1,04% e diminui 23% durante a dormência, junto a uma redução na densidade de volume da mucosa e de superfície do epitélio, da altura máxima dos vilos e do conteúdo protéico total. O epitélio altera sua conformação estrutural, passando de colunar simples para pseudo-estratificado, sugerindo intensa atividade proliferativa. Após o despertar na primavera, há um aumento de mais de duas vezes da massa do intestino, com um aumento da densidade de superfície epitelial e, possivelmente, do comprimento e/ou diâmetro do órgão. Em animais submetidos ao jejum, a massa intestinal relativa diminui 49% em relação a animais alimentados, porém, a atrofia da mucosa é menos intensa e o epitélio é mais preservado, além de um aumento da espessura da túnica muscular. O tecido possui elevado potencial para o uso de diferentes substratos energéticos e o tipo preferencial seria regulado em função do estado nutricional e metabólico do animal. As enzimas glicolíticas HK, PK e LDH não variam ao longo do ciclo anual, assim como a transaminase AspAT. Por outro lado, a GDH, enzima da oxidação de aminoácidos, a HOAD, enzima da &#946;- oxidação lipídica e a CS, indicadora da capacidade aeróbia mitocondrial estão fortemente inibidas na dormência, acompanhando a depressão metabólica no animal. Em animais submetidos ao jejum na primavera, todas as enzimas tiveram suas atividades reduzidas e, em consonância com os dados da morfologia do tecido, os ajustes na capacidade funcional do órgão aparentemente se dão de maneira diferente em relação ao jejum associado à dormência sazonal, em função do caráter previsível e da existência de uma fase antecipatória neste fenômeno. / The gut phenotypic plasticity is widely documented in the vertebrates and would allow to either short term or anticipatory adjustments in the organ functional capacity, to cope with unpredictable and periodic changes of food availability in the environment. This study investigates seasonal changes of morphology and in the capacity for substrate oxidation in the midgut of the tegu lizard Tupinambis merianae, associated with prolonged fasting and metabolic depression in winter months. In addition, the pattern of change was compared with the adjustments induced by 20 days of fasting in spring active animals. Groups of young lizards were killed in distinct phases during the first annual cycle and the midgut was quickly excised and weighted. Tissue samples were removed from the organ proximal third and preserved in fixative solution for histology. The remaining tissue was cut in small pieces and aliquots were frozen in liquid N2 and stored at -80oC for the assays. The morphological changes were analyzed in 5&#956;m thick slices using stereological methods. The content of water and of total and soluble proteins were measured using standard assays, and maximum activities of metabolic enzymes were measured by espectrophotometry. The mid-gut mass is 1.04% of body mass in autumn activity and decreases 23% during winter dormancy, combined with a reduction of mucosal volume and surface densities, of villus maximal height and of total protein content. The epithelial cells change conformation from columnar to pseudo-stratified, suggesting intense proliferative activity during dormancy. Later in spring activity, the mid-gut mass increases to 1.64% combined with an increase of epithelial surface density and possibly of midgut lenght and/or diameter. Atrophy during fasting was higher in active lizards, 49% in relation to fed animals, the mucosal density however is more preserved than during dormancy and the muscle layer increases thickness. High levels of enzyme activities suggest a potential to obtain energy from different substrates and the regulatory mechanisms of fuel selection would act as a function of the physiological context. HK, PK and LDH, and AspAT, acting on pathways of glucose and amino-acid oxidation respectively, do not change during the annual cycle, whereas GDH and HOAD (amino-acid and fatty acid oxidation respectively), and CS (indicator of mitochondrial aerobic capacity) are strongly inhibited in dormant and arousing animals. Fasting during spring activity caused all enzymes to be inhibited and this effect, together with large tissue atrophy, suggest that in the short term fasting the regulatory mechanisms allow to save glucose for glucose-dependent tissues, besides contributing to energy spare at the whole body level.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-01T11:28:53Z No. of bitstreams: 1 raqueldeseixasrezende.pdf: 1394382 bytes, checksum: bf1923478b50668b3b083c79a58d651d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-01T11:35:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 raqueldeseixasrezende.pdf: 1394382 bytes, checksum: bf1923478b50668b3b083c79a58d651d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T11:35:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raqueldeseixasrezende.pdf: 1394382 bytes, checksum: bf1923478b50668b3b083c79a58d651d (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Existem evidências da relação entre morfologia da concha e pressões ambientais. Entretanto, não se sabe, se os mecanismos responsáveis por essa variabilidade da forma da concha seriam decorrentes de uma plasticidade fenotípica, determinação genética ou até mesmo efeito materno. Alguns estudos, abordam apenas os aspectos da concha, desconsiderando a relação entre a morfologia da concha, proteção contra dessecação e reprodução. Neste contexto, o presente estudo teve dois grandes objetivos: o primeiro, verificar se a existência de dois padrões morfológicos (conchas abauladas e conchas alongadas) observados para espécie Leptinaria unilamellata a existência de um antagonismo entre proteção contra dessecação e sucesso reprodutivo. E a segunda pergunta seria: qual o papel da plasticidade fenotípica em relação a esses dois padrões? Para investigar a resposta, foi realizado um estudo morfométrico comparativo entre duas populações em gerações sucessivas de laboratório e quantificado o número de filhotes produzidos por cada indivíduo do primeiro evento reprodutivo em cada geração. Para verificar o efeito da dessecação sobre a morfologia da concha ao longo das gerações sucessivas, os moluscos foram submetidos as duas condições de tratamentos. Os resultados do presente estudo confirmam a hipótese de que as variáveis morfométricas que influenciam a forma da volta corporal e a dimensão da abertura da concha influenciam o sucesso reprodutivo da espécie. Foi observado também que as variáveis morfométricas entre as duas populações se tornaram menos evidentes ao longo das gerações sucessivas de laboratório, evidenciando uma resposta adaptativa rápida de Leptinaria unilamellata, decorrente do efeito materno. A maior produção de filhotes foi observada para população de Chácara em todas as gerações, onde a forma abaulada, determina a presença de volta corporal e aberturas maiores, permitindo uma expansão do oviduto. Os resultados evidenciam também que moluscos com conchas mais alongadas e aberturas menores não investem em filhotes maiores. / There is evidence of the relation between shell morphology and environmental pressures. However, it is not known whether the mechanisms responsible for the shell shape variability results from phenotypic plasticity, genetic determination or even to maternal effect. Some studies address just shell aspects and disregard the relation among shell morphology, protection against desiccation and reproduction. Thus, the present study has two main aims. The first aim is to investigate whether the existence of two morphological patterns (rotund shells and elongate shells) found in Leptinaria unilamellata the antagonism between protection against desiccation and reproductive success. The second one is to find the answer to the following question: what is the role played by phenotypic plasticity in these two patterns? A morphometric study comparing two populations derived from successive laboratory generations was performed to find such answer. In addition, the number of progenies produced by each individual born in the first reproductive event in each generation was quantified. The mollusks were subjected to two treatment conditions to investigate the effect of desiccation on shell morphology over successive generations. The results of the present study confirmed the hypothesis that the morphometric variables influencing the body whorls’ shape and the shell opening size have also influenced the species’ reproductive success. The morphometric variables between the two populations became less evident throughout the successive laboratory generations, thus showing the fast-adaptive response of Leptinaria unilamellata resulting from the maternal effect. The highest progeny production was found in the population of Chácara in all generations, wherein the rotund shape determined the presence of body whorls and larger openings, which enabled oviduct expansion. The results have also shown that mollusks presenting more elongated shells and smaller openings do not invest in large progenies.

Nous avons étudié l’impact de contraintes mécaniques contrastées sur la structure des pattes de canard (Anas platyrhynchos) pour comprendre l’influence de l’environnement sur la variabilité phénotypique. Des canards ont été élevés sous quatre conditions expérimentales: 1/ marche restreinte, 2/ marche libre 3/marche augmentée 4/ marche et nage. Les vingt-huit muscles et les trois os longs de la patte de ces oiseaux ont été mesurés. Une comparaison a été faite entre les appareils locomoteurs des canards des cailles et des pies pour établir un lien entre les types de marche et la morphologie des pattes. Les résultats montrent que les muscles sont principalement affectés par une restriction de mouvement, alors que les os sont principalement touchés par une augmentation de l’exercice. Les variations de forme des os touchent principalement le genou. Cette articulation est aussi celle qui montre la plus de variabilité au cours de la locomotion des différentes espèces comparées. / We investigated the impact of contrasting mechanical constrains on duck leg structure (Anas platyrhynchos) to understand the influence of the environment on phenotypic variability. Ducks were raised under four experimental conditions: 1/ restricted walking, 2/ free walking 3/ increased walking 4/ walking and swimming. The twenty-eight muscles and three long bones of the leg of these birds were measured. A comparison was made between locomotive devices of quail, ducks and magpies to establish a link between the types of walking and the morphology of the legs. The results show that the muscles are mainly affected by a restriction of movement, while the bones are mainly affected by an increase in exercise. The variations in the shape of the bones mainly affect the knee. This joint is also the one that shows the most variability during the locomotion of the different compared species.