Doctor of Philosophy / Department of Biology / Anthony Joern / North American tallgrass prairie is a dynamic ecosystem that evolved with variable regimes of fire and grazing interactions (pyric herbivory), and variable mid-continental weather. Combined, these ecological factors create a shifting mosaic of plant communities that create heterogeneous and structurally complex habitats that move around across the landscape in time and space. The overarching goal of my dissertation was to study how bottom-up habitat templates created in response to fire-grazing interactions influence the community structure of spiders, key arthropod predators in grassland food-webs. Spiders are a ubiquitous and diverse group of terrestrial predators that partition their habitat at fine scales with species distributions and abundances that are sensitive to habitat structure. Primary hypotheses examined include: (H1) Spider density, species diversity, species evenness and functional richness of hunting strategies should increase as the spatial heterogeneity of habitat structure and overall habitat productivity increases, as predicted by the habitat complexity and heterogeneity hypothesis. (H2) Pyric herbivory indirectly determines spider community structure through is effect on vegetation structure and spatial heterogeneity, thereby promoting the formation of a mosaic of spider species assemblages that track changes in the distribution of key habitat resources. My research takes advantage of a long-term, watershed-level manipulations of fire frequency and bison grazing across a topographically variable landscape at Kansas State University’s Konza Prairie Biological Station, a tallgrass prairie research site near Manhattan KS. Spider communities were sampled for three years at 23 sites representative of multiple habitat types ranging from low-stature grass-dominated sites to grassland-gallery forest transition zones. In addition, a field experiment was performed to test the hypothesis that vegetation structure contributes directly to web-builder abundance and web-type richness of spiders in open grasslands. Here, the availability of structure for web placement was increased by adding dead woody stems along transects in three watersheds that differed in burn histories and existing habitat structure in the absence of grazing. Results were consistent with the three key hypotheses. Species diversity and the functional diversity of spiders increased as the spatial heterogeneity and overall structure of habitat increased in response to fire-grazing interactions. Vegetation heterogeneity influenced spider community responses most strongly in the summer. Structural complexity of vegetation influenced spider diversity, species evenness and richness of hunting strategies throughout the growing season, becoming most important by the end of the growing season. The transitional ecotone between grasslands and woodlands supported a hotspot for spider density, species diversity and richness of hunting strategies along vegetation gradients (H1), and among habitat types (H2). Increasing the availability of web-anchoring structures in open grasslands led to increased web-builder density in open grassland, particularly for small and medium sized orb-web species that took advantage of increased physical structure. Disturbance from pyric herbivory indirectly promoted dynamic and malleable assemblages of spider species that coexisted in syntopy through effects on vegetation structure and its availability in time and space. Changes in habitat structure and heterogeneity as spatially and temporally shifting mosaics of habitat type increased the overall spider diversity at the landscape scale.

A superfamília Majoidea contém os caranguejos conhecido popularmente como aranha, encontrados em ambientes marinhos e costeiros, em áreas intermareais rochosas ou de recifes. A imensa diversidade do grupo gerou diferentes propostas de classificação, sendo atualmente aceitas as seguintes famílias: Epialtidae, Inachidae, Inachoididae, Majidae, Mithracidae e Oregoniidae. Epialtidae contém 87 gêneros, dentre eles Libinia com 10 espécies válidas, das quais três ocorrem no Pacífico Oriental (México e Peru) e sete ocorrem no Atlântico Ocidental, desde o Canadá até a Argentina. Em diferentes hipóteses filogenéticas, o gênero posiciona-se com distintos grupos-irmãos (Herbstia, Leucippa, Notolopas, Pisa, Rochinia, Taliepus) que pertencem a subfamílias diferentes, sugerindo o parafiletismo da família, mas sem resolver as relações de parentesco do gênero. No Brasil, embora a posição taxonômica de L. ferreirae e L spinosa não seja duvidosa, podem conviver em simpatria além de possuírem alguns hábitos similares. No entanto, não havia estudos que esclarecessem suas relações de parentesco. Libinia dubia, L. emarginata e L. erinacea coexistem no Golfo do México, em habitat e profundidade similares; apresentaram diferenças morfológicas bastante sutis que justificaram o estudo comparativo das mesmas. Libinia cavirostris foi descrita em 1942, seus caracteres morfológicos a separam das demais espécies do gênero; no entanto não houve mais registros de ocorrência e como consequência ausência de outras informações. Libinia rhomboidea tem distribuição limitada, poucos registros recentes e localidade-tipo duvidosa, o que instigou o exame detalhado de outros espécimes e localidades. Três espécies ocorrem no Pacífico Oriental, L. mexicana, L. setosa e L. peruana, sendo as duas primeiras com distribuição no México e a segunda apenas no Peru, os quais são distinguíveis entre sim, porém não se tem mais registro de L. peruana desde sua descrição em 1983. O presente estudo investigou as relações de parentesco entre as 10 espécies que compõe o gênero Libinia e avaliou a hipótese de monofilia; comparou a morfologia das mesmas e realizou a revisão taxonômica do gênero, levantando caracteres morfológicos informativos de adultos e de jovens de diferentes localidades. As árvores filogenéticas foram construídas a partir de sequências de DNA dos genes 16S e COI alinhadas individualmente e concatenadas, por meio dos métodos de máxima verossimilhança e inferência bayesiana. Todas as dez espécies foram consideradas válidas. As hipóteses filogenéticas suportaram a monofilia de Libinia, indicando pouca proximidade com Stratiolibinia e corroborando a criação do gênero. Gomes, A.F.T. - Tese de Doutorado 2 De forma geral, a morfologia das espécies que ocorrem no Pacífico Oriental é similar e as distinguem das espécies que ocorrem no Atlântico Ocidental. Ainda sim, a hipótese filogenética do gênero não indica clados monofileticos para estes grupos geográficos e ainda evidenciou pouca proximidade entre L. mexicana e L. setosa. Libinia spinosa posicionou-se externamente às demais espécies, L. mexicana é próxima à L. cavirostris, e L. ferreirae tem proximidade filogenética com as espécies que ocorrem no Golfo do México e Caribe. Assim, a hipótese filogenética do gênero Libinia que sugeriu sua monofilia foi confirmada, não apresentando indicativos de clados distintos para as espécies do Pacífico e do Atlântico, e esclareceu as relações internas dentro do gênero / The Majoidea superfamily contains the popularly known spider crabs, found in marine and coastal environments on rocky or reef intertidal areas. Its great diversity resulted on different proposals of classification, thus, combining more recent propositions, there the following families: Epialtidae, Inachidae, Inachoididae, Majidae, Mithracidae e Oregoniidae. Epialtidade consists of 87 genera among them Libinia with 10 valid species, three of them occur in the Eastern Pacific (Mexico and Peru) and seven in the Western Atlantic, from Canada to Argentina. According to distinct phylogenetic hypotheses, this genus can be related to more than one outgroup (Herbstia, Leucippa, Notolopas, Pisa, Rochinia, Taliepus) each belonging to different subfamilies, suggesting that the family is paraphyletic, but without solving the intern relationships. In Brazil, although the taxonomic position of L. ferreirae and L spinosa are not doubtful, they are found in sympatry besides having some similar habits. However, there were no studies that clarified their relationship. Libinia dubia, L. emarginata and L. erinacea occur together in the Gulf of Mexico, or similar habitat and depth; they show subtle morphological differences that justified a comparative study. Libinia cavirostris was described in 1942, its morphological characters differed it from the other species of the genus; however, there were no more recent records, and as a consequence no further information. Libinia rhomboidea has a restricted distribution, few recent records and its type-locality is doubtful, which instigated the detailed examination of other specimens and ocalities. Three species occur in the Eastern Pacific, L. mexicana, L. setosa and L. peruana, the former with distribution in Mexico and the latter only in Peru; they are distinguishable from each other, but L. peruana was not sample since its description in 1983. The main goal of this study was investigating the phylogenetic relationship among the 10 species of Libinia and evaluated the hypothesis of monophyly; compared their morphology and performed the taxonomic revision of the genus, proposing informative morphological characters for adults and juveniles. Phylogenetic trees were obtained from DNA sequences of 16S and COI genes separated and concatenated through the maximum likelihood and Bayesian inference approaches. All species were considered valid. The phylogenetic hypotheses supported the monophyly of Libinia and indicated low proximity with Stratiolibinia, confirming the description of the genus. In general, the morphology of the species that occur in the Eastern Pacific is similar and distinguish them from the ones in the Western Atlantic. Moreover, the phylogenetic hypothesis of the genus does not suggest monophyletic clades for these geographic groups and still suggests low proximity between L. mexicana and L. setosa. Libinia spinosa was positioned externally to the other species, L. mexicana was sister group of L. cavirostris, and L. ferreirae was close related to the species that occur in the Gulf of Mexico and the Caribbean. Finally, the phylogenetic hypothesis of the Libinia genus suggested its monophyly, it did not indicate distinct clades of the Pacific and Atlantic species and clarified the internal relationship among the species of the genus

Os invertebrados impedem o estabelecimento de uma infecção através de uma resposta imune eficiente. Esta resposta envolve reações celulares e humorais. Existem poucos trabalhos sobre a imunidade das aranhas. O principal objetivo deste estudo foi verificar o papel dos hemócitos e dos peptídeos antimicrobianos na resposta imune da aranha Acanthoscurria gomesiana. Inicialmente, a localização relativa da gomesina e da acanthoscurrina foi determinada, mostrando que 58% dos hemócitos armazenam os dois peptídeos antimicrobianos. Além disso, foi verificado que a gomesina é direcionada aos grânulos dos hemócitos da forma de pró-peptídeo. Observou-se ainda, que após um desafio, os hemócitos migram para o sítio de infecção, onde deve secretar componentes da cascata de coagulação e peptídeos antimicrobianos. Além disso, os resultados mostraram que a fagocitose não é o principal mecanismo ativado após uma infecção. Assim sendo, as principais respostas imunes da aranha são através da coagulação e secreção dos peptídeos antimicrobianos. / Invertebrates avoid the infection establishment through an efficient immune response. This response consists in cellular and humoral reactions. Few data are available concerning the spider\'s immunity. The main aim of this study was to determine the role of hemocytes and antimicrobial peptides on the immunity of the spider Acanthoscurria gomesiana. Initially, the localization of gomesin and acanthoscurrin was determined, showing that 58% of hemocytes store both antimicrobial peptides. Moreover, our results show that gomesin is addressed to the hemocyte granules as a pro-peptide. We also demonstrate, by in vivo and in vitro experiments, that hemocytes migrate to the site of microbial infection. Once at the site of infection, hemocytes might secrete components of coagulation cascade and antimicrobial peptides. Besides, our results suggest that phagocytosis is not the major defense mechanism activated after microbial challenge. Therefore the main reactions involved in the spider defense might be through the coagulation and antimicrobial peptides secretion.

Titanoecidae foi proposta por Lehtinen para agrigar cinco gêneros: Titanoeca Thorell (31 spp.), Nurscia Simon (4 spp.), Goeldia Keyserling, (8 spp.), Pandava Lehtinen (2 spp.) e Anuvinda Lehtinen (1 sp.). A família é diagnosticada pela presença de uma dobra dorso-apical complexa na tíbia do palpo dos machos e recentes hipóteses filogenéticas reportam seu parentesco com Phyxelididae, porém as relações internas na família permanecem desconhecidas. Realizamos uma análise cladística com 92 caracteres morfológicos e baseada em parcimônia para Titanoecidae e revisamos os gênero Anuvinda e Goeldia. O grupo-interno contém 32 táxons terminais, incluindo as espécies-tipo dos gêneros, e totalizando 15 espécies de Goeldia, 6 de Titanoeca, 4 de Nurscia, uma de Anuvinda e uma de Pandava. Como grupo-externo foram utilizadas espécies de Phyxelididae (3 spp.) Amaurobiidae (1sp.) Tengellidae (1 sp.) Zoropsidae (1sp.) e de Nicodamidae (2 sp.). Os resultados mostram que Titanoecidae pode ser divididade em dois clados: um formado por Goeldia e Anuvinda como grupo-irmão de Pandava aqui denominado Goeldinae subfam. nov. e outro formado por Titanoeca e Nurscia chamsdo Titanoecinae, Lehtinen, 1967. A revisão de Goeldia revelou sete espécies novas para Brasil (4), Colômbia (1) e Peru (1). Titanoeca guayaquilensis do Equador é transferida para Goeldia Geoldia guayaquilensis comb. nov. e pela primeira vez são descritos o macho de G. nigra e a fêmea de G. guayaquilensis. / The family Titanoecidae was proposed by Lehtinen to include five genera: Titanoeca Thorell (31 spp.), Nurscia Simon (4 spp.), Goeldia Keyserling, (8 spp.), Pandava Lehtinen (2 spp.) and Anuvinda Lehtinen (1 sp.). The family is diagnosed by the presence of a complex dorso-apical fold on the tibia of the male palp. Recent phylogenetic analyses point towards a close relationship between Titanoecidae and Phyxelididae but knowledge on the relations between its genera and species remain uncertain. A cladistic analysis for Titanoecidae was carried out based on parsimony and using 92 morphological characters. The in-group comprised 32 taxa, including the type species of all genera plus 15 species of Goeldia, six Titanoeca, four Nurcia, one Anuvinda and one Pandava. The out-group included species of Phyxelididae (3 spp.) Amaurobiidae (1sp.) Tengellidae (1 sp.) Zoropsidae (1sp.) and Nicodamidae (2 sp.).Results show that Titanoecidae is a monophyletic group and can be divided in two major clades: one including Goeldia and Anuvinda sister to Pandava, herein denominated Goeldinae subfam. nov. and the other, Titanoecinae Lehtinen, including Titanoeca and Nurscia. Based on the results of the cladistic analysis Titanoeca guayaquilensis, from Ecuador, is transferred to Goeldia. In addition The genera Anuvinda and Goeldia are revised. The male of Goeldia nigra and the female of G. guayaquilensis are described for the first time and seven species of Goeldia are newly described: four from Brazil, one from Colombia and one from Peru.

As peçonhas de artrópodos são ricas fontes de neurotoxinas, verdadeiras ferramentas moleculares com ação seletiva e específica sobre o Sistema Nervoso Central (SNC) de mamíferos, e de grande relevância clínico-científica. Demonstramos recentemente que a peçonha de P. bistriata, quando injetada por via intracerebroventricular (i.c.v.), desencadeava crises convulsivas em ratos, um indício da existência de neurotoxinas pró-convulsivantes na peçonha dessa aranha. O grupo do Prof. Dr. Joaquim Coutinho-Netto isolou da peçonha dessa aranha várias neurotoxinas, dentre as quais uma denominada PbTx 2.2.1, que possui a capacidade de inibir a captação do neurotransmissor GABA em sinaptosomas corticais de ratos (in vitro), uma ação considerada como potencialmente anticonvulsivante. As frações PbTx 2.2.1 e 1.2.3 protegem retinas de ratos após isquêmia. Mas, não se testou o efeito anticonvulsivante dessa fração em experimentos in vivo. O presente trabalho teve dois objetivos: 1- Propor um método cromatográfico para isolar da peçonha de aranhas, neurotoxinas pró-convulsivantes não protéicas e de baixo peso molecular. Isolar e caracterizar parcialmente estas neurotoxinas da peçonha da aranha P.bistriata; 2- verificar se a fração PbTx 2.2.1 possui efeito anticonvulsivante in vivo. O isolamento da peçonha de P. bistriata, realizado com filtração em gel (Sephadex G-50 e G-25), cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) (colunas de fase reversa e troca catiônica), e CLAE-acoplado a espectrometria de massa (CLAE-MS) produziu uma fração (fração 7) e um subcomponente (fração 7.1) com atividade pró-convulsivante, após injeção i.c.v. Tal fração apresenta características típicas de ácidos nucléicos. Confirmou-se, através de ressonância magnética nuclear (RMN) que o constituinte majoritário desta fração é o nucleosídeo inosina. O método cromatográfico mostrou-se muito lento. Uma outra fração (fração 6) da mesma peçonha inibiu as crises causadas por bicuculina i.c.v., ao passo que a fração 1 apresentou atividade de fosfatase ácida e alcalina. A injeção i.c.v. da fração PbTx 2.2.1, 20 min antes do convulsivante bicuculina também i.c.v., bloqueou as crises convulsivas em 71,4% dos animais, o que caracteriza um efeito anticonvulsivante in vivo desta fração. Conclui-se que: 1- A peçonha de P. bistriata possui, dentre muitas, uma fração (fração 7) com efeito pró-convulsivante quando injetada i.c.v. em ratos. Nesta fração, aparentemente o composto majoritário é o nucleosídeo inosina. A peçonha da mesma aranha possui também uma fração com atividade anticonvulsivante (fração 6) e outra com atividade de fosfatase ácida e alcalina (fração 1). 2- o método cromatográfico proposto pode ser otimizado talvez pelo uso de ultrafiltração; 3- a fração PbTx 2.2.1 apresenta efeito anticonvulsivante in vivo no modelo de indução de crises por injeção i.c.v. de bicuculina. / Arthropod venoms are rich sources of neurotoxins, molecular tools with selective and specific actions over the mamalian central nervous system with great clinical and scientific importance. Previous work of our laboratory showed that the spider venom of Parawixia bistriata, when injected by intracerebroventricular (i.c.v.) route, induced convulsive seizures in rats, a sign of convulsant neurotoxins. The group of Professor Joaquim Coutinho-Netto isolated from this spider venom a neurotoxin called PbTx 2.2.1 which is a GABA transporter inhibitor in the rat cortical synaptosomal preparation (in vitro), a potencially anticonvulsant property. The fractions PbTx 2.2.1 and 1.2.3 protected retinal cells against isquemy. But, it has not been tested if the PbTx 2.2.1 fraction also has an in vivo anticonvulsant action. Present work has two objectives: 1- to propose a chromatographic methodology to isolate non-proteic low molecular weigh convulsant neurotoxins from spider venoms. Isolate and partially characterize these neurotoxins from P. bistriata venom; 2- test if PbTx 2.2.1 has in vivo anticonvulsant effect. Biochemical venom isolation by gel filtration (Sephadex G-50 and G-25), reverse phase and cationic exchange in high pressure liquid cromatography (HPLC) and also HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS), has pointed that the P. bistriata spider venom has a fraction (fraction 7) and a subfraction (7.1) with convulsant activity when injected i.c.v. in rats. Fraction 7 has nucleosidic characteristics. Nuclear magnetic ressonance (NMR) has showed that the principal component of this fraction is the nucleoside iosine. An other fraction (fraction 6) isolated from the same venom, inhibited seizures induced by i.c.v. bicuculine and the fraction 1 showed acid and basic phosphatase activity PbTx 2.2.1, when injected i.c.v. 20 min prior to the convulsant bicuculline (i.c.v.), has blocked seizures in 71.4 % of the animals, what was considered an anticonvulsant effect. The conclusions are: 1- the spider venom of P. bistriata has a fraction (fraction 7) with convulsant action when injected i.c.v. in rats. The major component of this fraction is the nucleoside iosine. This spider venom also has another fraction (fraction 6) with anticonvulsant activity and one with acid and alcaline phosphatase (fraction 1); 2- the chomatographic methodology can be improved, perhaps by ultrafiltration methods; 3- the PbTx 2.2.1 fraction has anticonvulsant effect in vivo.

Durante a evolução, alguns animais desenvolveram toxinas que são capazes tanto de paralisar quanto de matar suas presas, através de ação seletiva sobre receptores ou canais iônicos. As acilpoliaminas, por exemplo, são componentes não-proteicos antagonistas dos receptores glutamatérgicos acoplados a canais iönicos, que mostraram-se anticonvulsivantes em diversos modelos animais. Apesar do estudo das alterações comportamentais em animais após a injeção de substâncias químicas (etofarmacologia) ter auxiliado a estudar o mecanismo de ação destas substâncias no SNC, não há relatos sobre os efeitos comportamentais da injeção i.c.v. e i.v. da peçonha da aranha Parawixia bistriata. Descobriu-se recentemente na peçonha bruta da aranha Parawixa bistriata uma ação potencialmente anticonvulsivante in vitro: ela potencia a neurotransmissão gabaérgica e desloca receptores glutamatérgicos de seus sítios específicos em sinaptosomas do cérebro de rato (FONTANA, 1997). O objetivo do presente trabalho é estudar as alterações comportamentais causadas pela injeção central e periférica da peçonha bruta de P. bistriata através de uma metodologia quantificativa (método neuroetológico), e verificar se esta peçonha possui ação anticonvulsivante in vivo em um modelo químico de indução de crises agudas - o pentilenotetrazol (PTZ, 80 mg/kg, i.p.). Os resultados mostram que a injeção i.c.v. da peçonha bruta origina nos ratos dois quadros comportamentais, identificados como crises convulsivas, denominados de crises graves e leves. Nas crises graves, observou-se, entre outros, mioclonias semelhantes às crises convulsivas límbicas descritas por Racine (1972). As crises leves são caracterizadas por tremores generalizados, e sacudidelas de corpo (wet dog shakes). A injeção da peçonha i.v. não origina crises nos animais mas, no entanto, causa um intenso aumento nas interações estatísticas das seqüências comportamentais, que lembram em muito as atividades de deslocamento. Tanto nas crises graves, leves, e na injeção i.v., a neuroetologia permitiu a visualização das interações entre as mioclonias convulsivas límbicas e os outros comportamentos, dados não fornecidos pelas escalas de medição de intensidade das crises límbicas. Buscando indícios da presença de componentes anticonvulsivantes não-proteicos (como acilpoliaminas), injetou-se i.c.v. a peçonha de P. bistriata fervida (numa dose que não causa crises nem alteração motora per se), seguida da injeção i.p. de PTZ. Verificou-se que este tratamento abole as crises clônicas e tônicas induzidas por PTZ. Conclui-se que a peçonha bruta de P. bistriata provavelmente possui componentes pró-convulsivantes com possível ação sobre o sistema límbico. Esta peçonha pode conter, também, componentes anticonvulsivantes não-proteicos, possivelmente acilpoliaminas. / Spider venoms have hight affinity and specificity for neuronal receptors, transporters and ion channels, therefore been important tools to characterize mammal and insect nervous system. However, behavioural alterations in mammals caused by injections of spider venoms have not been studied in detail. In this work we describe the rat behavioural alteration caused by central injection of the crude venom of the spider Parawixia bistriata, using a neuroethological methodology. There were seen two types of seizures, named mild and severe. Neuroethological flowcharts showed that in mild seizures, there was a strong statistical correlation (c2) between tremor followed by laying or by laying left, which indicates that the venom, perhaps, is difficulting central coordination of movements. In severe seizures, this effect is enworsed, with the animal falling.This type of seizure are similar to those described by Racine (1972). Since the crude venom of P. bistriata showed a potencial anticonvulsant activity in vitro, we tested if it would indeed inhibit clonic and tonic convulsions induced by pentilenetetrazole (PTZ; 80 mg/kg, i.p.). Boiled crude venom of P. bistriata was i.c.v. injected, and 20 minutes later, animals (n=10) received PTZ. A control group (n=10) received only PTZ. The results were: central injection of the venom abolished clonic and tonic convulsions induced by PTZ, in 60% of the animals. In conclusion, the crude spider venom of P. bistriata, centrally injected, causes central loss of movement coordination, and elicits limbic seizures similar to those described by Racine (1972), but, when boiled and injected in lower doses, it blocks clonic and tonic convulsions induced by PTZ (80 mg/kg).

Spiders and scorpions are efficient predators arachnid (PA) consuming preys larger than themselves. Few studies reported, molecularly, the digestion in PA. This work describes a biochemical, transcriptomic and proteomic analysis of the midgut and midgut glands (MMG) and digestive juice (DJ) from Nephilengys cruentata and Tityus serrulatus MMG. Cathepsin L, B, D and F, legumain, trypsin, astacin, carbohydrases and lipases were identified by these approaches. Peptide isomerase and ctenitoxins, which are venom proteins were identified, showing a correlation among digestive and venom enzymes. Summarily, PA relies in multi peptidase system mainly constituted of astacins for extracellular prey liquefaction and cathepsin L for intracellular digestion, describing a molecular model for digestion. Probably, during evolution, gene duplication led a diversification of astacins in the derived groups of Arachnida, like spiders, distinctly from what is observed in basal groups like scorpions. These data on Arachnida digestion will allow detailed multi disciplinary studies. / Aranhas e escorpiões são aracnídeos predadores eficientes (AP) consumindo presas maiores que eles mesmos. Poucos estudos descrevem molecularmente a digestão em AP. Neste trabalho caracterizamos bioquimicamente, por transcriptoma e proteoma o intestino e glândulas digestivas (IGD) e suco digestivo (SD) de Nephilengys cruentata e o IGD de Tityus serrulatus. Catepsinas L, B, D e F, legumaína, tripsinas, astacinas, carboidrases e lipases foram identificadas. Peptídeo isomerase e ctenitoxina foram identificadas no IGD. Estas proteínas podem indicar uma correlação entre enzimas digestivas e do veneno. Portanto, AP apresentam várias peptidases principalmente astacinas para liquefazer a presa extraoralmente e catepsinas L para digestão intracelular, descrevendo um modelo molecular para a digestão. Provavelmente, durante a evolução, eventos duplicação gênica levaram à diversificação das astacinas aracnídeos derivados, como as aranhas, diferentemente dos grupos basais, como os escorpiões. Estes dados sobre a digestão em Arachnida permitirão estudos multidisciplinares.

Dans le contexte des plans Ecophyto, il est primordial de trouver des alternatives aux traitements phytosanitaires. La lutte biologique par conservation fait partie de ces alternatives et, dans ce cadre, nous nous sommes intéressés à déterminer les rôles possibles des araignées en tant que prédateurs généralistes dans les vergers de pommiers. Pour cela, trois axes de travail ont été définis : (i) d’abord étudier les facteurs locaux (protection phytosanitaire et environnement des vergers) expliquant l’abondance et la diversité des communautés d’araignées; (ii) ensuite déterminer si les araignées sont actives en hiver dans les vergers dans le but d’estimer leur rôle sur les stades hivernants de ravageurs; (iii) et enfin étudier la faisabilité et l’efficacité d’un lâcher d’araignées contre le carpocapse des pommes. Dans le premier axe, nous avons mis en évidence des effets significatifs (abondance, diversité, composition) entre les communautés d’araignées issues des vergers en AB et celles issues des vergers PFI, par contre les effets de l’environnement proche des vergers (haies et parcelles alentour) ne semblent pas prépondérants. Dans le second axe, nous avons démontré que dans les vergers du Sud-est de la France, on trouve des araignées actives même au cœur de l’hiver, les plus abondantes furent les Philodromus sp, les Trachelas sp. et les Clubiona sp. Enfin dans le dernier axe, nous avons montré qu’il était possible de transférer et lâcher des araignées d’intérêt (C. mildei et C. leucapsis) et que l’abondance du carpocapse diminuait quand celle de C. mildei augmentait à l’échelle de l’arbre, au moins la première année après le lâcher. L’ensemble de ces résultats permet de poser les bases d’une gestion active des communautés d’araignée en vue d’augmenter leur contribution à la lutte biologique en verger. / It is now crucial to develop new control tools to replace the use of pesticides. Biological control is one of this tool and we thus studied the possible roles of spiders as generalist predators in apple orchards. Three studies were carried out: the first one to determine which local factors (protection management and characteristics of the surroundings) govern spider communities (abundance, diversity) in apple orchards; the second to determine which spiders remain active in winter to control resting stages of some pests; and the last to assess the feasibility of a transfer and release of some spider species into an orchard. We first showed that organic and IPM orchards hosted very different spider community and that, in contrast, local characteristics (hedges and percentage of orchards in the vicinity) had only minor effects. We further demonstrated that some spiders were active winter-long in apple orchards in South-east of France with high abundances for some genus like Philodromus, Trachelas and Clubiona. Lastly we showed that transferring and releasing some spider species of interest (C. mildei and C. leucapsis) is possible and greatly increased the abundance of the released species for one year in the target orchard. We moreover observed a significantly negative relationship between C. mildei and codling moth abundance at the tree scale. These results proved that spider populations can be managed to increase their role in the biological control of important pests in pomefruit orchards.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-06Bitstream added on 2014-06-13T19:40:32Z : No. of bitstreams: 1 gomes_pc_dr_rcla.pdf: 875503 bytes, checksum: 13ea84ba63273890b35fe9374e841f94 (MD5) / As aranhas do gênero Phoneutria (Aranae, Ctenidae) são comumente conhecidas como aranha armadeira ou aranha da banana, devido à posição de ataque/defesa que elas assumem contra uma presa/competidor e devido sua alta incidência nas plantações de bananas. Estas aranhas são solitárias, errantes (não constroem teias), muito agressivas e responsáveis por muitos casos graves de acidentes por envenenamento e de morte registrados. Estas aranhas são amplamente distribuídas nas regiões temperadas da América do Sul, com várias espécies já descritas. A espécie Phoneutria nigriventer é mais comum nas regiões centroeste e sudeste do Brasil. Um grande número de neurotoxinas tem sido purificado de venenos de aranhas do gênero Phoneutria. No entanto, as neurotoxinas não – protéicas de baixa massa molecular precisam ser isoladas e caracterizadas estrutural e funcionalmente. Essas toxinas são de potencial interesse na neuroquímica como ferramentas para investigações do sistema nervoso. O objetivo do presente estudo foi a caracterização estrutural e funcional da Nigriventrina, uma nova neurotoxina não-protéica de baixa massa molecular, isolada da fração hidrofílica do veneno da aranha Phoneutria nigriventer por (RPHPLC) sob gradiente de acetonitrila. A elucidação estrutural foi realizada com HRESIMS, ESI-MS, ESI-MS/MS e espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear 1D e 2D. A toxina apresentou massa molecular de 422Da (C12H14N4O13) e foi caracterizada como hidrazil-dioxopiperidina. A caracterização biológica foi realizada pela aplicação icv da Nigriventrina em cérebro de rato, seguido pelo acompanhamento da expressão da proteína Fos e dupla marcação imunoistoquímica. Todos os neurônios duplamente marcados foram associados ao receptor ionotrópico de glutamato NMDA (N-metil-D-aspartato), subtipo NMDA-NR1. A Nigriventrina apresentou afinidade... / The spiders of the genus Phoneutria (Aranae, Ctenidae) are commonly known as “armed spider” or “banana spider”, because of the attack–defense position that they assume against a prey/competitor and their high incidence in banana plantations. These spiders are solitary, wandering (no web), very aggressive, responsible for many cases of severe envenomation and recorded mortality. These spiders are widely distributed in the warm regions of South America, and several species have been described. The Phoneutria nigriventer are the most common in central and south-eastern regions of Brazil. A large number of neurotoxins have been purified from the venoms of Phoneutria spiders. However, the non-proteic low molecular mass neurotoxins must be isolated and structural and functionally characterized. These toxins have an interesting potential in neurochemistry as tools for investigations of nervous system. The objective of the present study was the structural and functional characterization of “Nigriventrine”, a novel non-proteic low molecular mass neurotoxin, isolated from the hydrophilic fraction of Phoneutria nigriventer spider venom by (RP-HPLC) under gradient of acetonitrile. The structural elucidation was carried out with HRESIMS, ESI-MS, ESI-MS/MS and Nuclear Magnetic Resonance 1D and 2D spectroscopy. The toxin presented molecular mass of 422Da (C12H14N4O13) and was characterized as hydroxyl-hydrazyl-dioxopiperidine. The biological characterization was performed by the i.c.v application of nigriventrine in rat brain, followed by the monitoring of the expression of Fos protein and doublelabeling immunohistochemistry. All doubly labeled neurons were associated to Nmethyl- D- aspartate/subtype of ionotropic glutamate receptor (NMDA-NR1). The nigriventrine presented affinity mainly to cortical regions, which are linked to perceptions and the voluntary muscles control of the animals... (Complete abstract click electronic access below)

Los campos de cultivo agrícola se ven afectados en la producción por diversos factores, entre los cuales se encuentra el ataque de plagas de insectos, siendo una medida para su control y exterminio el uso de insecticidas sintéticos, sin embargo, la mayoría genera una alta contaminación ambiental. Debido a esto, los bioinsecticidas de origen vegetal surgieron como una alternativa menos contaminante por su rápida degradación en el ambiente y baja peligrosidad para el hombre. El presente trabajo evaluó la toxicidad de los extractos acuosos, etanólicos y hexánicos de las hojas de Minthostachys mollis (Lamiaceae) “muña” y semillas de Annona muricata (Annonaceae) “guanábana”, Lupinus mutabilis (Fabaceae) “tarwi” y Chenopodium quinoa (Chenopodiaceae) “quinua” sobre hembras adultas del ácaro Tetranychus urticae (Trombidiformes: Tetranychidae) “arañita roja” y larvas del primer instar de Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae) “león de áfidos”. Se emplearon dos concentraciones para todos los extractos: 10% y 20% (p/v), en un periodo de exposición entre las 24 y 72h. Los datos obtenidos fueron sometidos al análisis de varianza (ANDEVA) y la prueba post hoc de Duncan con un nivel de significancia de p≤0,05. Los parámetros de toxicidad se observaron en los valores NOEC (Concentración sin efecto observado) y LOEC (Concentración más baja con efecto observado). Se realizó el screening fitoquímico de los extractos botánicos empleados en los bioensayos. El extracto acuoso de M. mollis y el extracto etanólico de C. quinoa, ambos al 20% de concentración, causaron mortalidades en T. urticae del 28,98% y 29,63%, respectivamente. Los extractos hexánicos de A. muricata y M. mollis no presentaron actividad acaricida. El extracto etanólico de M. mollis registró la mayor toxicidad de todos los extractos evaluados a las 72h de exposición en C. externa, con una mortalidad del 75,76%. El extracto hexánico de A. muricata no produjo mortalidad en este insecto a las 24, 48 y 72h de exposición. La diferenciación en toxicidad (mayor a menor) de los extractos vegetales para C. externa fue: etanólico> acuoso> hexánico. Según el CR (cociente de riesgo) obtenido a las 48h de exposición, los extractos acuosos no representaron un riesgo en la mortalidad de C. externa. La secuencia de mayor a menor toxicidad del CR de los extractos acuosos fue: L. mutabilis˃ A. muricata˃ C. quinoa˃ M. mollis.Agricultural crops have been affected by several factors among which are plague of insects attack, being an effective measure for its control and extermination: synthetic insecticides use, however the majority of them produce high levels of environmental pollution. Due to this, bioinsecticides of plant origin emerging as alternative less polluting because of rapid degradation in the environment and low danger to man. This work analizes the toxicity of hexanic, ethanolic and aqueous extracts of leaves of Minthostachys mollis (Lamiaceae) “muña” and seeds of Annona muricata “guanábana” (Annonaceae), Lupinus mutabilis “tarwi” (Fabaceae) and Chenopodium quinoa “quinua” (Chenopodiaceae) on adult female mite of Tetranychus urticae (Trombidiformes: Tetranychidae): "red spider mite" and the first instar stage larva of Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae): "lacewings". Two concentrations were used for all extract: 10% and 20% (w/v) in an exposure period between 24 and 72h. Analysis of variance (ANOVA) and post-hoc test of Duncan were performed with a significant level p ≤ 0.05. Toxicity endpoints were observed with values in NOEC (No Observed Effect Concentration) and LOEC (Lowest Observed Effect Concentration). Phytochemical screening of botanical extracts used in bioassays was performed. Aqueous extract of M. mollis and ethanolic extract of C. quinoa both at concentration of 20% causing losses in T. urticae of 28,98% and 29,63% respectively. Hexanic extracts of A. muricata and M. mollis did not show acaricide activity. Ethanolic extract of M. mollis registered the greater toxicity of all evaluated extracts at 72 hours in exposure of C. externa with mortality 75,76%. Hexanic extract of A. muricata had no significant effect on mortality in this insect at 24, 48 and 72 hours of exposure. Differentiation in toxicity (to a greater up lesser) of vegetal extracts for C. externa was: ethanol> aqueous> hexane. According to obtained quotient risk (CR) at 48 hours of exposure, aqueous extracts did not represent an increased risk of mortality of C. externa. The descending sequence of toxicity of CR of aqueous extracts was: L. mutabilis˃ A. muricata˃ C. quinoa˃ M. mollis.