O veneno da serpente Crotalus durissus terrificus e seus componentes desencadeiam importantes efeitos biológicos que envolvem direta e/ou indiretamente, componentes do sistema circulatório. Contudo, não há estudos específicos na literatura sobre os efeitos do veneno crotálico ou de suas toxinas, em células endoteliais. As células endoteliais constituem a camada de revestimento interna dos vasos sanguíneos, denominada endotélio. Este tecido é metabolicamente ativo, com função protetora do sistema cardiovascular e desempenha papel central na regulação da função circulatória, através do controle da coagulação, permeabilidade e do tônus vascular. Neste contexto, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do veneno de Crotalus durissus terrificus (VCdt), do seu componente majoritário, a crotoxina (CTX) e de suas subunidades, fosfolipase A2 (CB) e crotapotina (CA), sobre células endoteliais, em cultura, quanto à: i) viabilidade e proliferação celular; ii) integridade das monocamadas; iii) produção de óxido nítrico, de prostaciclina e mecanismos envolvidos neste efeito. Os resultados obtidos demonstram que o veneno de Crotalus durissus terrificus afetou a viabilidade e a integridade de células endoteliais em cultura, de modo tempo-dependente e apenas na maior concentração, sugerindo sua baixa toxicidade sobre as células endoteliais. A subunidade CB, mas não a CTX nem a crotapotina, reproduziu os efeitos causados pelo VCdt. Em concentrações não citotóxicas, tanto o veneno quanto as toxinas não alteraram a proliferação celular nem a produção basal de óxido nítrico pelas células endoteliais. Por outro lado, o veneno e a subunidade CB, mas não a CTX nem a CA causaram aumento significativo da produção de prostaciclina, via COX-1 e COX-2, sendo que a expressão protéica da isoforma COX-2 foi induzida por estes agentes. Além disso, foi demonstrado que a fosfolipase citosólica é relevante para o aumento da produção de prostaciclina, induzido pela CB. Adicionalmente, foi demonstrado que a atividade catalítica da subunidade CB é essencial para os efeitos descritos. Isto reforça a sugestão de que a subunidade fosfolipásica, isoladamente, possa contribuir para os efeitos do veneno total no endotélio. Nesse sentido, se houver alguma fração desta enzima na sua forma livre, no veneno total, sugere-se que ela contribua, de modo significativo, para os efeitos do veneno de Crotalus durissus terrificus no endotélio. / Crotalus durissus terrificus snake venom (CdtV) and their components induces systemic effects, which interfere with blood vessel system. Endothelial cells (EC) are central elements for haemostasis, regulating blood vessel-wall permeability, blood fluidity and adhesion properties of circulating leukocytes. However, there is no available data on the effects of this venom and its components on endothelial cells. In this study, the effects of CdtV, crotoxin (CTX) which is formed by two distinct subunits named crotapotin (CA) and phospholipase A2 (CB), on endothelial cells in vitro were investigated, analyzing EC viability and proliferation, EC monolayers integrity, release of both nitric oxide and prostacyclin (PGI2). CdtV, at the highest concentration, time-dependently decreased the viability of EC and the integrity of cell monolayers. The CB subunit, but not CTX nor CA, reproduced the effects caused by crude venom. In contrast, neither EC proliferation nor release of oxide nitric were affected by non-cytotoxic concentrations of CdtV or isolated toxins. However, at the same experimental condition, both CdtV and CB increased the prostacyclin release by endothelium through activation of COX-1 and -2 enzyme systems. Moreover, these toxins upregulated protein expression of COX-2 isoform, but did not alter constitutive expression of COX-1. On the other hand, neither CTX nor CA affected basal production of PGI2. Inhibition of cytosolic PLA2 (cPLA2) by AACOCF3 significantly reduced PGI2 increments caused by both CdtV and CB implying that cPLA2 cooperates for the synthesis of PGI2 induced by them. Inhibition of the catalytic activity of CB abrogated its ability to induce the release of PGI2, thus suggesting the importance of the phospholipase A2 enzyme activity for this effect. These findings provide evidence that CdtV and CB can directly activate EC and up-regulate cyclooxygenase pathways for production of prostacyclin, an important mediator of vasodilation and inflammation. Moreover, CB through its catalytic activity may significantly contribute for the stimulatory effect of CdtV in EC. Therefore, these findings indicate novel regulatory mechanisms for both CdtV and venom secretory PLA2 in endothelial cells.

A jararagina, isolada do veneno de Bothrops jararaca, possui efeito pró-inflamatório caracterizado por edema, liberação de citocinas e migração celular. Neste estudo, demonstramos o aumento na expressão gênica da quimiocina IL-8, moléculas de adesão (E-Selectina, V-CAM-1, I-CAM-1), CD-69, Angiopoetina-2 e MMP-10 em HUVECs estimuladas com jararagina. Também investigamos o efeito da jararagina na expressão protéica de moléculas de adesão e da quimiocina IL-8. A molécula de adesão PECAM-1 foi expressa na superfície das HUVECs em todos os tratamentos e intervalos de tempo analisados. Entretanto não observamos aumento da expressão de E-selectina e VCAM-1 após estímulo com a jararagina. A jararagina também não induziu a liberação de IL-8. Nossos resultados sugerem que a jararagina se liga nas células endoteliais, mas o receptor celular envolvido neste efeito ainda não está claro. Este trabalho contribui com a literatura na medida em que elucida a participação de importantes genes dentro do contexto inflamatório desencadeado pela jararagina em células endoteliais. / Jararhagin, from Bothrops jararaca venom, causes a local reaction manifested by edema, cytokine release and inflammatory cells recruitment. In this study we evaluated by real time PCR the expression of 9 genes involved in inflammatory response, triggered by jararhagin in HUVECs. Our results showed a significant increase in the gene expression of chemokine IL-8, adhesion molecules (E-selectin, V-CAM-1, I-CAM-1), CD-69, angiopoietin-2 and MMP-10. We also investigated the effect of jararhagin on expression of adhesion molecules in the surface of HUVECs by flow cytometry. We did not observe increased expression of E-selectin and VCAM-1 molecules on the surface of HUVECs compared with control. Jararhagin did not increase the release of soluble chemokine IL-8 in HUVECs supernatant. Our results suggest that jararhagin binds to endothelial cells, but the cellular receptor involved in this effect remains unclear. This work contributes to the literature highlighting the participation of important genes within the inflammatory context triggered by jararhagin on endothelial cells.

Crotamina é um peptídeo de baixo peso molecular composto de 42 resíduos de aminoácidos. A presença de nove resíduos de lisina e três pontes dissulfeto confere a crotamina compactibilidade elevada, estabilidade, carga positiva líquida, apresentando similaridade estrutural com defensina, um peptídeo antimicrobiano do epitélio humano. Crotamina até 10,0 mM é inócua para células normais (e.g., fibroblastos humanos e células-tronco embrionárias de murinos), mas letal para células tumorigênicas CHO-K1. Aqui, nós demonstramos que 1 mg crotamina (0,2 mM) foi citotóxica para céluas B16-F10, Mia Paca-2 e SK-Mel-28 células in vitro, como se provou pelos ensaios de MTT, coloração com Hoechst 33342 e Iodeto de Propídio. Adicionalmente, nós avaliamos o efeito citotóxico da crotamina sobre a invasão do melanoma cutâneo primário produzido pela implantação de células B16-F10 em camundongos C57BL/6J. O efeito da crotamina em melanoma cutâneo foi estudado em dois grupos de camundongos (tratados com crotamina e não tratados), sendo cada grupo composto por 35 camundongos. Cada animal do grupo, tratado com crotamina, recebeu diariamente 1,0 mg/100 mL de crotamina (2 mM) , enquanto aqueles não tratados receberam apenas placebo. O tratamento com crotamina durou 21 dias. O atraso da implantação do tumor e redução da mortalidade foi observado para o grupo tratado com crotamina quando comparados ao grupo controle não-tratados. O peso médio d o tumor no grupo não tratado foi 4,60 g, enquanto nos tratados com crotamina foi de apenas de 0,27 g, quando detectados. O cálculo de sobrevida estimado de Kaplan Meier indicou que o grupo tratado com crotamina apresentou diferenças significativas, número de sobreviventes (n = 28/35), em comparação ao grupo não tratado (n = 7/35). Os dados de nossa pesquisa demonstram que a crotamina possui in vitro e in vivo uma atividade citotóxica específica e seletiva contra tipos de tumores de crescimento rápido e agressivo. / Crotamine is a low molecular weight peptide composed of 42 amino acid residues. The presence of nine lysine residues and three disulfide bonds confers to crotamine high compactness, stability, net positive charge, and overall structural similarity to b-defensin 2, an antimicrobial peptide from the human epithelia. Crotamine, up to 10.0 mM, is innocuous to normal cells (e.g., human fibroblasts and murine embryonic stem cells), but lethal for tumorigenic CHO-K1 cells. Herein, we demonstrated that 1 mg of crotamine (0,2 mM) was cytotoxic for B16-F10, Mic PaCa-2 and SK-Mel-28 cells in vitro, as proved by MTT assay, Hoechst 33342 and Propidium iodide staining. Additionally, we evaluate the cytotoxic effect of crotamine on primary invasion of cutaneous melanoma produced by injection of B16-F10 cells into C57Bl/6J mice. The effect of crotamine on cutaneous melanoma was studied on two groups of mice (crotamine-treated and non-treated), each composed by 35 mice. Each animal in crotamine-treated group received daily 1 mg/100 mL of crotamine (2 mM), while those non-treated received placebo. Crotamine treatment lasted for 21 days. The delay of tumor implantation and reduction of death was observed for crotamine-treated group when compared to control non-treated group. Average weight of tumor in non-treated group was 4.60 g, while in crotamine-treated, was only about 0.27 g, if detectable. The Kaplan Meier estimator indicated that crotamine-treated group present significant survival number (n=28/35) in comparison with non-treated group (n=7/35). Data from our research demonstrate that crotamine possesses in vitro and in vivo specific and selective cytotoxic activity against aggressive and fast growing types of tumor.

A tribo Hydropsini compreende três gêneros de serpentes. Dados alimentares são escassos, mas indicam que as espécies consomem principalmente peixes e secundariamente anfíbios anuros. Os Hydropsini são ovíparos ou vivíparos e o polimorfismo é sugerido para algumas espécies. Entretanto, outros aspectos reprodutivos são desconhecidos para a maioria dessas serpentes. Por outro lado, as relações filogenéticas entre os Hydropsini estão estabelecidas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a reprodução e alimentação de doze espécies dos três gêneros, mapear a evolução e analisar possíveis relações entre a evolução de caracteres morfológicos, reprodutivos e alimentares, utilizando a filogenia disponível. Dados foram obtidos de indivíduos preservados (N = 2.871) de espécies amazônicas (Hydrops spp., Pseudoeryx spp., Helicops hagmanni, H trivittatus, H angulatus, H polylepis), do sudoeste (H leopardinus) e sudeste do Brasil (H carinicaudus, H modestus, H infrataeniatus, H gomesi). Os Hydropsini são especialistas em peixes, porém algumas Helicops (exceto H hagmanni) podem consumir anfíbios e lagartos. Hydrops triangularis e P. plicatilis são especialistas em peixes alongados (Synbranchiformes), Peixes Gymnotiformes, Siluriformes e Perciformes foram dominantes nas dietas de Hy. martii, H polylepis e H hagmanni, respectivamente. Nenhum tipo de presa teve dominância importante nas dietas das demais espécies, porém Perciformes foram consumidos com maior freqüência pela maioria. Esses dados indicam que as espécies diferem quanto ao local de forrageio. Aparentemente, o ancestral da tribo possuía cabeça pequena e dieta composta por Synbranchiformes. A dieta se toma mais ampla e o tamanho da cabeça parece ter aumento no ancestral de Helicops. As presas consumidas por muitas Helicops possuem corpos relativamente mais altos e são mais robustas o que pode explicar alterações no crânio de determinadas espécies. Fêmeas atingem a maturidade com tamanho, relativo ao tamanho médio dos adultos, similar em comparação aos machos. Fêmeas são maiores, possuem maior cabeça, circunferência e cauda mais curta que machos. O menor tamanho dos machos indica que o ritual de combate não deve ocorrer na tribo. Os Hydropsini são ovíparos ou vivíparos e o polimorfismo foi confirmado para H angulatus. A reprodução da maioria das espécies deve ser bienal, já que menos de 50% das fêmeas estavam reprodutivas. Os ciclos das fêmeas são sazonais, exceto para H angulatus. A reprodução das espécies amazônicas ocorre ao longo da estação seca e parte da chuvosa. Ciclos reprodutivos restritos às chuvas ocorrem para as espécies do sudeste e sudoeste. Diferenças nos ciclos das fêmeas podem estar associadas à variação no clima dessas regiões. A espermatogênese pode ser contínua ou sazonal. Os duetos deferentes de muitas espécies estão maiores na seca, sugerindo a ocorrência de cópula nesta estação. A fecundidade e o tamanho dos filhotes, relativos ao tamanho das fêmeas, não diferiu entre serpentes ovíparas e vivíparas. A oviparidade é característica plesiomórfica e a viviparidade pode ter surgido três vezes entre as Helicops. A fecundidade parece aumentar no ancestral do clado (Pseudoeryx, Helicops), o qual é composto por serpentes mais robustas em comparação a Hydrops e a muitos Xenodontinae. Porém, o tamanho dos filhotes tende a diminuir nessas serpentes. / The tribe Hydropsini comprises three genera of snakes. Information on food habits is scarce. However previous data indicate that species feed mainly upon fishes but also eat anurans. The Hydropsini are oviparous or viviparous and the polymorphism is suggested for some species. Other reproductive traits are unknown for most species. On the other hand, the phylogenetic relationships of Hydropsini are established. This study aimed to characterize the reproduction and the feeding habits of twelve species of three genera, hypothesise the evolution of morphological, reproductive and diet characters, as well as probable relationships among these traits. Data were obtained from preserved individuals (N = 2.871) of species from northern (Hydrops sp., Pseudoeryx sp., Helicops hagmanni, H. trivittatus, H. angulatus, H. polylepis), southwestern (H. leopardinus) and southeastern Brazil (H. carinicaudus, H. modestus, H. infrataeniatus, H. gomesi). The Hydropsini feed on fishes, but most Helicops eat also frogs and eventually lizards. Hydrops triangularis and P. plicatilis are specialized on Synbranchiformes fishes. Siluriformes, Perciformes and Gymnotiformes were the dominant item in of H. polylepis, H. hagmanni and Hy. martii, respectively. Other species eat several fishes, but Perciformes were consumed more frequently by most. These data here obtained suggest that the species differ in foraging microhabitat. The ancestor of the tribe probably had small head and diet composed predominantly by Synbranchiformes. The diet became widespread and the size of the head increase in the ancestor of Helicops. The preys consumed by most Helicops are stouter and have higher bodies, which may explain changes in the skull of some species. Females and males attain sexual maturity at similar body size, but adult females are larger. Moreover females have larger head and body circumference, and shorter tail than males. The smaller size of males indicates that the combat behavior should not occur in the tribe. The Hydropsini are oviparous or viviparous and the polymorphism was confirmed to H. angulatus. The reproduction of most species may be biennial, since less than 50% of females were reproductive. The cycles of females are seasonal. At the least H. angulatus, has continuous cycle. The reproduction of the Amazonian species occurs throughout the dry season and part of the rainy season. Cycles restricted mainly to the rainy season occur for species in southeastern and southwestern. Differences in the females cycles may be related to distinct climate in the occurrence areas of the species. The spermatogenesis are continuous or seasonal (restricted to the dry or rainy season). The diameter of deferent ducts of most species are larger in the dry season, suggesting that mating is restricted to this season. The fecundity and size of newborns, relative to the body size of female, was similar among species and did not differ between oviparous and viviparous snakes. The oviparity is plesiomorphic and the viviparity may have arisen at the least three times among Helicops. The fecundity increases in the ancestor of the clade (Pseudoeryx, Helicops), which is stouter than Hydrops and many Xenodontinae. However, the size of newborns tends to decrease in these snakes.

L’environnement dans lequel les espèces animales vivent joue un rôle important dans leur évolution. Les contraintes physiques sont particulièrement intéressantes car elles induisent souvent une pression évolutive qui pousse les espèces, même éloignées, à développer des réponses adaptatives similaires. Les contraintes physiques liées à la vie en milieu aquatique ont un impact important sur les trajectoires évolutives des espèces et notamment sur leur comportement et leur morphologie. De nombreux cas de convergences ont été démontrés, comme l’évolution d’une forme profilée chez les poissons, les mammifères marins et certains oiseaux aquatiques. Ces contraintes, appelées contraintes hydrodynamiques, sont particulièrement présentes lors de la réalisation d’un mouvement. On peut caractériser deux contraintes principales : la trainée et la masse ajoutée. La trainée est la résistance que le fluide oppose au mouvement de l’animal. La masse ajoutée elle, est la masse d’eau déplacée lorsque le corps se met en mouvement donc lors d’une accélération. Ces contraintes sont particulièrement présentes lors de la capture d’une proie dans l’eau. Ainsi, beaucoup d’animaux aquatiques ont développé un système de succion qui leur permet d’aspirer leur proie afin de limiter ces contraintes. Cependant, certains animaux, comme les serpents, ne peuvent pas développer ce type d’adaptation. Pourtant, plus de 200 espèces de serpents attrapent des proies dans l’eau. A travers ce travail, nous nous intéressons aux stratégies adaptatives développées par les serpents aquatiques afin de devenir de performants prédateurs. Deux hypothèses sont explorées : l’adaptation morphologique de la tête des serpents ainsi qu’une adaptation comportementale qui permettraient de réduire les contraintes hydrodynamiques. Des analyses morphologique et comportementale sont réalisées sur plusieurs espèces de serpents aquatiques afin de tester ces hypothèses. Les contraintes associées aux différentes formes de tête et comportements mis en évidence sont caractérisées à l’aide d’expériences d’hydrodynamique. L’interdisciplinarité qui est le cœur de ce manuscrit permet d’apporter un regard nouveau sur ces questions qui intriguent tant les biologistes que les physiciens. / Animal-environment interactions are determinant in driving the evolution of phenotypic variation. Most aquatic animals have developed adaptations to overcome the physical constraints inherent to an aquatic lifestyle and particularly to motion in water. These constraints are the drag and the added mass if an acceleration is involved in the motion, such as during prey capture. The aim of this project is to evaluate the role of water as a potential driver of evolution of aquatic snakes by focusing on morphological and behavioral convergences during underwater prey capture. Snakes are a good model as an aquatic life-style has originated independently in different genera. However, aquatic snakes did not develop a suction feeding system in contrast to most aquatic vertebrates. Prey-capture under water is constrained by the physical properties of the fluid and thus morphological and/or behavioral convergence is expected. By comparing the head shapes and the behavior of different species, we evaluated the impact of water on the evolution of head shape and strike behavior. By using experimental fluid mechanics approaches, we quantified the physical constraints involved in prey capture and evaluated the nature of the evolutionary response in response to these hydrodynamic constraints. This interdisciplinary approach allowed us to bring novel data to our understanding of functional constraints as drivers of phenotypic evolution.

Neuropsychology of phobic reaction to snakes Mgr. Jakub Polák, Ph.D. Supervisor: doc. PhDr. Petr Kulišťák, Ph.D. The snake is a psychologically very strong stimulus that triggers intense fear in a large part of the population and at the same time causes one of the most common specific phobias. According to an evolutionary hypothesis, universal snake fear is a result of selection pressures, because during evolution of the mankind, venomous snakes presented a deadly threat. Previous psychological research has therefore used the snake as a prototypical trigger of fear. However, snakes as a group are very variable in terms of morphology, colour, toxicity, and behaviour. In this dissertation, I have adopted several tools to verify the hypothesis that some species of snakes may elicit disgust rather than fear. The whole work is divided into four consecutive studies: 1) psychodiagnostics of fear of snakes and disgust using standard scales, 2) rating of snake images according to fear and disgust, 3) measurement of physiological response and 4) measurement of neural activation using fMRI. A different sample of subjects was studied in each of the four parts, however, men and women aged 18 or older with varying levels of fear of snakes and disgust propensity were included. They were mostly healthy subjects, only the...

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Algorithmen aus dem Bereich der Bildsegmentierung sowie der Datensynthese für das so genannte Hologrammdruck-Prinzip. Angelehnt an ein anatomisch motiviertes Forschungsprojekt werden aktive Konturen zur halbautomatischen Segmentierung digitalisierter histologischer Schnitte herangezogen. Die besondere Herausforderung liegt dabei in der Entwicklung von verschiedenen Ansätzen, die der Anpassung des Verfahrens für sehr große Bilder dienen, welche in diesem Kontext eine Größe von einigen hundert Megapixel erreichen können. Unter dem Aspekt der größtmöglichen Effizienz, jedoch mit der Beschränkung auf die Verwendung von Consumer-Hardware, werden Ideen vorgestellt, welche eine auf aktiven Konturen basierende Segmentierung bei derartigen Bildgrößen erstmals ermöglichen sowie zur Beschleunigung und Reduktion des Speicheraufwandes beitragen. Darüber hinaus wurde das Verfahren um ein intuitives Werkzeug erweitert, das eine interaktive lokale Korrektur der finalen Kontur gestattet und damit die Praxistauglichkeit der Methode maßgeblich erhöht. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit einem Druckprinzip für die Herstellung von Hologrammen, basierend auf virtuellen Abbildungsgegenständen. Der Hologrammdruck, der namentlich an die Arbeitsweise eines Tintenstrahldruckers erinnern soll, benötigt dazu spezielle diskrete Bilddaten, die als Elementarhologramme bezeichnet werden. Diese tragen die visuelle Information verschiedener Blickrichtungen durch einen festen geometrischen Ort auf der Hologrammebene. Ein vollständiges, aus vielen Elementarhologrammen zusammengesetztes Hologramm erzeugt dabei ein erhebliches Datenvolumen, das parameterabhängig schnell im Terabyte-Bereich liegen kann. Zwei unabhängige Algorithmen zur Erzeugung geeignet aufbereiteter Daten unter intensiver Ausnutzung von Standard-Graphikhardware werden präsentiert, hinsichtlich ihrer Berechnungs- sowie Speicherkomplexität verglichen und unter Berücksichtigung von Qualitätsaspekten bewertet.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-30Bitstream added on 2014-06-13T20:01:06Z : No. of bitstreams: 1 guedes_tb_dr_sjrp.pdf: 2666469 bytes, checksum: 4c52fa2cebf7eb42b4ae2e64145d5733 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Estudos sobre conhecimento taxonômico, riqueza, distribuição espacial e biogeografia da biota são urgentes na Caatinga. Esta região natural brasileira é a terceira mais alterada por ações antrópicas, a mais negligenciada quanto a conservação da sua biodiversidade e menos protegida em áreas de conservação de proteção integral. Além disso, a Caatinga é uma das porções naturais brasileiras menos conhecidas no que diz respeito a sua biodiversidade, o que dificulta a implementação de medidas para conservação. Esta escassez de dados também impede o conhecimento mais abrangente sobre diversidade e biogeografia tropical. Neste trabalho, é apresentado um estudo amplo sobre riqueza, história natural, distribuição geográfica e biogeografia das espécies d e serpentes da Caatinga. Este é o primeiro estudo de enfoque na ampla região da Caatinga, reunindo informações obtidas a partir da análise direta de 7.102 espécimes tombados em 17 coleções zoológicas, somados à 250 registro obtidos em literatura. Foram co nfirmadas a ocorrência de 112 espécies de serpentes para a região da Caatinga (pertencentes a nove famílias), das quais 22 (20%) são endêmicas. Mapas detalhados de distribuição são fornecidos para todas as espécies com pelo menos um registro na Caatinga. O s valores de riqueza duplicam os valores conhecidos para a área, a lista de endêmicos é a primeira. Os dados mostram que a fauna de serpentes da Caatinga é complexa, compartilhando espécies presentes em outros domínios de paisagens brasileiras , mas também é constituída de espécies únicas . A área mais rica são as áreas elevadas (com mais de 500 m de altitude), e as dunas do médio Rio São Francisco abrigam o maior número de endêmicos. De forma geral, a s espécies de serpentes da Caatinga usam predominantemente o solo como substrato , tem a dieta... / Studies on taxonomy , richness and geographic distribution are imperative on Caatinga, the third most degraded Brazilian natural region and the most neglected abo ut conservation, with a small portion of legally protected areas. Moreover, the Caatinga is one of least studied natural Brazilian region , and this lack of data hampers the implementation of conservation measures. The scarce data for the Caatinga also hampers a more comprehensive knowledge on biodiversity and biogeography of the Neotropics. Herein we provide an extensive study about richness, natural history, geographic distribution and biogeography of the Caatinga snake fauna. This is the first study focusing in the more comprehensive Caatinga region, based on information collected from the direct analysis of 7,102 specimens housed in 17 collections of natural history, plus 250 records obtained from literature. The Caatinga harbors 112 snake species (in nine families), of which 22 species (20%) are endemics. Detailed maps are provided for all species that occurs in Caatinga. The richness values double s known values for the area , and the snake endemic list is the first provided in the region. Our data show that the Caatinga snake fauna is complex, sharing species with other Brazilian natural regions, but also harboring a unique biota of regionalized endemics. The richest areas are highlands (altitude upper 500 m), and São Francisco Dunes hosts the most endemic species. Generally, the Caatinga snake species uses predominantly the ground as substrate, the diet is formed by vertebrate prey, and are di urnal. The Caatinga snake fauna is not homogeneous, with major distribution patterns corroborating central p redictions of the vicariance model. The snakes showed significantly clustered ranges, forming eight biotic elements inside Caatinga. Distribution... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Otavio Augusto Vuolo Marques / Coorientador: Cristiano de Campos Nogueira / Banca: Ana Lúcia da C. Prudente / Banca: Hussam El Dine Zaher / Banca: Renato Silveira Bérnils / Banca: Ricardo Jannini Sawaya / Resumo: Estudos sobre conhecimento taxonômico, riqueza, distribuição espacial e biogeografia da biota são urgentes na Caatinga. Esta região natural brasileira é a terceira mais alterada por ações antrópicas, a mais negligenciada quanto a conservação da sua biodiversidade e menos protegida em áreas de conservação de proteção integral. Além disso, a Caatinga é uma das porções naturais brasileiras menos conhecidas no que diz respeito a sua biodiversidade, o que dificulta a implementação de medidas para conservação. Esta escassez de dados também impede o conhecimento mais abrangente sobre diversidade e biogeografia tropical. Neste trabalho, é apresentado um estudo amplo sobre riqueza, história natural, distribuição geográfica e biogeografia das espécies d e serpentes da Caatinga. Este é o primeiro estudo de enfoque na ampla região da Caatinga, reunindo informações obtidas a partir da análise direta de 7.102 espécimes tombados em 17 coleções zoológicas, somados à 250 registro obtidos em literatura. Foram co nfirmadas a ocorrência de 112 espécies de serpentes para a região da Caatinga (pertencentes a nove famílias), das quais 22 (20%) são endêmicas. Mapas detalhados de distribuição são fornecidos para todas as espécies com pelo menos um registro na Caatinga. O s valores de riqueza duplicam os valores conhecidos para a área, a lista de endêmicos é a primeira. Os dados mostram que a fauna de serpentes da Caatinga é complexa, compartilhando espécies presentes em outros domínios de paisagens brasileiras , mas também é constituída de espécies únicas . A área mais rica são as áreas elevadas (com mais de 500 m de altitude), e as dunas do médio Rio São Francisco abrigam o maior número de endêmicos. De forma geral, a s espécies de serpentes da Caatinga usam predominantemente o solo como substrato , tem a dieta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Studies on taxonomy , richness and geographic distribution are imperative on Caatinga, the third most degraded Brazilian natural region and the most neglected abo ut conservation, with a small portion of legally protected areas. Moreover, the Caatinga is one of least studied natural Brazilian region , and this lack of data hampers the implementation of conservation measures. The scarce data for the Caatinga also hampers a more comprehensive knowledge on biodiversity and biogeography of the Neotropics. Herein we provide an extensive study about richness, natural history, geographic distribution and biogeography of the Caatinga snake fauna. This is the first study focusing in the more comprehensive Caatinga region, based on information collected from the direct analysis of 7,102 specimens housed in 17 collections of natural history, plus 250 records obtained from literature. The Caatinga harbors 112 snake species (in nine families), of which 22 species (20%) are endemics. Detailed maps are provided for all species that occurs in Caatinga. The richness values double s known values for the area , and the snake endemic list is the first provided in the region. Our data show that the Caatinga snake fauna is complex, sharing species with other Brazilian natural regions, but also harboring a unique biota of regionalized endemics. The richest areas are highlands (altitude upper 500 m), and São Francisco Dunes hosts the most endemic species. Generally, the Caatinga snake species uses predominantly the ground as substrate, the diet is formed by vertebrate prey, and are di urnal. The Caatinga snake fauna is not homogeneous, with major distribution patterns corroborating central p redictions of the vicariance model. The snakes showed significantly clustered ranges, forming eight biotic elements inside Caatinga. Distribution... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O veneno de animais contém um arsenal de toxinas que desencadeia respostas fisiológicas e bioquímicas específicas. A crotamina, um peptídio catiônico (4,4 kDa, pI 9,5), é um dos componentes mais abundantes do veneno de cascavel Sul Arrericana (Crotalus durissus terrificus). No Brasil, há populações de C. d. terrificus que expressam ou não a crotamina no veneno. Em um único espécime de C. d. terrificus crotamina-positivo, foram isolados cDNAs precursores de duas isoformas de crotamina, dentre as quais a crotamina lle-19, presente somente no veneno de C.d. ruruima. Análise por Northern blot de RNA total e mensageiro de glândulas de C.d. terrificus crotamina-positivo e -negativo, indica que a expressão é defectiva em espécimes de cascavel crotamina-negativo. O gene da crotamina (Crt-pl) foi isolado e possui três exons interrompidos por dois introns de diferentes fases e tamanhos. O exon I codifica a totalidade do peptídio sinal; o exon II codifica os três resíduos carboxi-terminais do peptídio sinal, bem como a maior parte da toxina madura; o terceiro exon codifica os resíduos terminais da toxina. Tentativa de identificar o pseudogene da crotamina, que indicaria a ausência de transcritos na glânlula de veneno, permitiu isolar um gene parálogo ao da crotamina, isto é o gene crotasin (Cts-p2). Esse gene apresenta a mesma organização estrutural do gene da crotamina, contudo, o intron I é cerca de 800 pares de base mais longo e o exon II é hipermutado. Esse gene é expresso em diferentes tecidos de cascavel, majoritariamente no pâncreas, mas insignificantemente nas glândulas de veneno. Surpreendentemente, esse gene é também detectado no genoma de C. d. terrificus crotamina-positivo, sugerindo que o gene de crotamina é o produto de uma duplicação gênica, bem como da evolução acelerada que operou restritivamente ao exon II. Buscando as funções do produto desse gene nos tecidos de cascavel, por alinhamento de domínios protéicos e outras famílias de peptídios de vertebrados, duas categorias foram encontradas: peptídios catiônicos antibióticos (β-defensinas) e domínios ricos em cisteína de receptores de fator de crescimento. Testes antibióticos indicam que o crotasin, a crotamina e oligopeptídios derivados sintéticos possuem certa atividade microbicida seletiva. Por outro lado, ensaios com células-tronco embrionárias de camundongo e crotamina de veneno mostram que a crotamina é citotóxica em concentrações milimolares, mas induz a diferenciação dos corpos embrionários, em concentrações micromolares. Esses achados demonstram a multi-funcionalidade de peptídios catiônicos, com três pontes de cisteína precisamente arranjadas, é decorrente da versatilidade dos domínios protéicos anfipáticos, que permitem interação com a membrana plasmática, modulando canais iônicos e receptores celulares. / Abstract not available.