Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-10-14Bitstream added on 2014-06-13T20:46:50Z : No. of bitstreams: 1 diniz_ea_dr_rcla.pdf: 624691 bytes, checksum: 0bce2c8708444f08d4428ee602667889 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho teve como objetivo o estudo da evolução dos comportamentos de preparação do substrato, cuidado com a cria e cuidado com a rainha e alados em formigas cultivadoras de fungo. Estas formigas pertencem à tribo Attini, subfamília Myrmicinae, e ocorrem exclusivamente no continente americano. Esta tribo contém aproximadamente 230 espécies, porém pouco se conhece da biologia da maioria delas, graças ao fato de serem extremamente crípticas e de não apresentarem importância econômica, como as formigas cortadeiras, que são as mais estudadas. Foram utilizadas seis espécies, que representam bem os diversos níveis da filogenia da tribo: Acromyrmex disciger, Apterostigma pilosum, Mycetarotes parallelus, Myrmicocrypta sp., Trachymyrmex fuscus e Trachymyrmex sp. nov. Os comportamentos foram estudados em ninhos mantidos em laboratório, com o auxílio de micro-câmeras e um aparelho gravador de vídeo. Os comportamentos foram analisados, caracterizados e quantificados. Os resultados foram divididos em três capítulos de acordo com o tipo de comportamento. No capítulo sobre a evolução dos comportamentos de preparação do substrato foi observado que, basicamente, o processo evoluiu no sentido de aumentar a capacidade das operárias em decompor inicialmente o substrato. As espécies basais, A. pilosum, M. parallelus e Myrmicocrypta sp. apresentaram um processamento mais simples com um número menor de comportamentos e principalmente sem os comportamentos do tratamento químico, que é responsável pela fragmentação do substrato ao mesmo tempo em que ele é tratado com enzimas digestivas. As duas espécies do gênero Trachymyrmex apresentaram um processo mais complexo com grande participação do tratamento químico. Em A. disciger, que é uma cortadeira, há uma intensa especialização do sistema de castas para o aumento da eficiência... / This work aims to study the evolution of the behaviors of substrate preparation, brood, queen and winged forms care in fungus growing ants. These ants are included in the tribe Attini, subfamily Myrmicinae, and occur exclusively in the american continent. This tribe contains approximately 230 species, but little is known about the biology of most of them, tanks to the fact that they show very cryptic habits and are not economically important, like the leaf cutting ants, which are the most studied. Six species were used in this work, which represent well all the levels of the phylogeny of the tribe: Acromyrmex disciger, Apterostigma pilosum, Mycetarotes parallelus, Myrmicocrypta sp., Trachymyrmex fuscus and Trachymyrmex sp. Nov. The behaviors were studied in laboratory nests, with a set of micro cameras and a video recording device. The behaviors were analyzed, characterized and quantified. The results were summarized and discussed in tree chapters, arranged by type of behavior. In the chapter about the evolution of the substrate preparation behaviors, basically it is assumed that this process evolved in order to develop the capacity of previously decompose the substrate by the workers. In the basal species, A. pilosum, M. parallelus and Myrmicocrypta sp. this process is very simple with a small number of behaviors and principally without the behaviors of chemical treatment, which are responsible for the fragmentation of the substrate as it is treated by with digestive enzymes. In the two species of the genus Trachymyrmex, the process became more complex and showed a greater participation of these behaviors. A. disciger, witch is a leaf cutting ant, showed an extensive specialization of physical castes in all the phases of the process which elevated it’s efficiency. In the chapter about the evolution of the behaviors of brood care... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Odair Correa Bueno / Resumo: Atualmente, a tribo Attini compreende 45 gêneros e entre eles estão as formigas-cortadeiras cultivadoras de fungo, pertencentes aos gêneros Atta e Acromyrmex, que causam grandes danos econômicos a agricultura devido ao intenso corte de materiais vegetais frescos para cultivo do seu fungo simbiôntico Leucogaricus gongylophorus. Essas formigas apresentam diferentes mecanismos de defesa para proteger seus ninhos contra organismos competidores. Dentre esses mecanismos está a defesa humoral e celular (inata e adquirida) do sistema imune interno e a defesa imune externa, que inclui qualquer característica atuando no ambiente capaz de melhorar sua proteção contra patógenos, sendo esta caracterizada em formigas pela remoção física de patógenos e pela secreção de compostos antimicrobianos advindos de glândulas exócrinas e simbiontes bacterianos. Poucos estudos buscam integrar os diferentes fatores envolvidos na capacidade defensiva das formigas a fim de compreender estratégias fisiológicas adquiridas para proteger a colônia. Diante disso, a presente pesquisa teve por objetivo investigar a defesa da formiga-cortadeira Atta sexdens contra patógenos. Para tanto, realizamos a revisão sistemática dos mecanismos de defesa das formigas discutidos na literatura, a qual nos direcionou para investigação da defesa química externa dessa espécie de formiga. Os ensaios conduzidos foram de atividade enzimática, análise cromatográfica e testes de inibição de fungos patógenos e antagonistas. Verificam... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently Attini tribe comprises 45 genera and among them are fungus-growing leaf-cutting ants belonging to the genera Atta and Acromyrmex. They cause great economic damage to agriculture due to the intense cutting of fresh plant material for cultivation of its symbiotic fungus Leucogaricus gongylophorus. These ants present different defense mechanisms to protect their nests against competing organisms. Among these mechanisms is the humoral and cellular defense (innate and acquired) of the internal immune system and the external immune defense. This last one includes any hereditary characteristic acting in the environment and being capable of improve its protection against pathogens. It is characterized in ants by the physical removal of pathogens and by secretion of antimicrobial compounds from exocrine glands and bacterial symbionts. Few studies have sought to integrate the different factors involved in ants' defensive capacity in order to understand physiological strategies acquired to protect the colony. In this way, the present research had the goal to investigate the defense of the ant-cutter Atta sexdens against pathogens. For this, we performed the systematic review of ant defense mechanisms discussed in the literature, which directed us to investigate the external chemical defense of this ant species. The tests carried out were of enzymatic activity, chromatographic analysis and tests of inhibition of pathogenic and antagonistic fungi. We have observed that secretion... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Há uma simbiose quadripartida no ecossistema das formigas cultivadoras de fungos entre três mutualistas (Formiga da tribo Attini, jardim fúngico e actinomicetos simbiontes) e um parasita (fungo patogênico especializado Escovopsis sp). As actinobactérias associadas à formiga hospedeira produzem metabólitos secundários para inibir este patógeno, mas não o fungo mutualista. Produtos naturais interessantes foram relatados a partir destas bactérias com um amplo espectro de atividades biológicas. Portanto, várias actinobactérias foram isoladas do exoesqueleto e do jardim das formigas agricultoras para isolar compostos ativos contra diferentes alvos como Leishmania donovani e Escovopsis. Os antibióticos e compostos citotóxicos conhecidos griseorhodina A (1), griseorhodina C (2), griseorhodina G (3) e a dinactina (4) foram produzidos em cultivo sólido de ISP-2 por Streptomyces puniceus AB10, que foi isolada da formiga cortadeira Acromyrmex rugosus rugosus. As configurações absolutas de 1 e 2 foram inequivocamente estabelecidas como 6S,6aS,7S,8S e 6R,6aS,7S,8R, respectivamente, usando dicroísmo circular vibracional (VCD) e cálculos da Teoria do Funcional de Densidade (DFT). A bactéria Streptomyces puniceus AB10 produziu em meio-A líquido apenas uma familia de antibióticos como a dinactina (4). O composto 4 mostrou inibição contra Escovopsis e uma atividade maior contra L. donovani em promastigota e amastigota intracelular que a miltefosina. Dois estereoisômeros, strepchazolina A (5) e strepchazolina B (6), os antibióticos streptazolina (7), seu isômero-E (8), e o composto inorgânico octa-enxofre (9) foram produzidos em cultivo sólido de ISP-2 por Streptomyces chartreusis AC70, que foi isolada do jardim fúngico da formiga cortadeira Acromyrmex subterraneus brunneus. O composto 9 mostrou atividade antagonista contra o fungo patogênico especializado Escovopsis sp. Este é o primeiro relato de 8 como produto natural. As configurações absolutas de 5 e 6 foram inequivocamente estabelecida como 5S,6S,9R e 5S,6S,9S, respectivamente, usando dicroísmo circular vibracional (VCD) e cálculos da Teoria do Funcional de Densidade (DFT). A bactéria Candidatus Streptomyces philanthi ICBG292, isolada do exoesqueleto de operária de colônia de formiga Cyphomyrmex, produziu os antibióticos Mer-A2026B (10), piericidina-A1 (11) e nigericina (12). Os compostos 10-12 mostraram atividade contra Escovopsis sp e contra L. donovani. O composto 12 mostrou uma atividade maior contra L. donovani em promastigota e amastigota intracelular que a miltefosina. O composto 10 também foi ativo contra o fungo Trichoderma sp. Streptomyces sioyaensis ICBG311, isolada de machos alados de colônia de formiga Cyphomyrmex, produziu uma nova naftoquinona chamada cyphoquinona (13), dois novos compostos antifúngicos denominados cyphomycina (14) e epoxicyphomycina (15), e o antifúngico conhecido GT-35 (16). Os compostos 14-16 mostraram atividade contra diferentes linhagens de Escovopsis sp e Candida albicans K1 com MIC de 1.0, 0.5 e 0.25 ?g/mL, e uma atividade maior contra L. donovani em promastigota e amastigota intracelular que a miltefosina, enquanto 13 apresentou atividade baixa contra L. donovani. A cyphomycina (14) também mostrou uma potente atividade in vitro contra os patógenos humanos resistentes Aspergillus fumigatus 11628 (resistente à equinocandina), C. glabrata 4720 (resistente ao triazol), e C. auris B11211 (resistente à echinocandina, ao triazol, e à anfotericina B), com MIC de 0.5, 0.5 e 4 ?g/mL, respectivamente. Um estudo de dose única de cyphomycina (14) no modelo de camundongos neutropênicos de candidíase disseminada exibiu uma dose-resposta iv com um log de redução de 0.56 e 0.66 do carga infecciosa quando é tratado com 20 e 40 mg/kg da cyphomycina (14), respectivamente, e epoxicyphomycina (15) exibiu um log de redução de 0.53 com 40 mg/kg, demonstrando relevância clínica e eficácia de 14 e 15 neste modelo padrão da indústria de infecção por Candida. Por outro lado, GT-35 (16) matou os ratos 1 hora após a dose de 40 mg/kg. / There is a quadripartite symbiosis in the fungus-growing ant ecosystem between three mutualist (Attine ant, fungal garden and symbiotic actinomycetes) and one parasite (specialized pathogenic fungus Escovopsis sp). The actinobacteria associated to the ant host produce secondary metabolites to inhibit this pathogen but not the crop fungus. Interesting natural products have been reported from these bacteria with a wide spectrum of biological activities. In this thesis, several actinobacteria were isolated from the exoskeleton and garden of fungus-growing ants to isolate active compounds against different targets such as Leishmania donovani and Escovopsis. The known antibiotic and cytotoxic compounds griseorhodin A (1), griseorhodin C (2), griseorhodin G (3) and dinactin (4) were produced in solid ISP-2 culture by Streptomyces puniceus AB10, which was isolated from the leaf-cutter ant Acromyrmex rugosus rugosus. The absolute configurations of 1 and 2 were unambiguously established as 6S,6aS,7S,8S and 6R,6aS,7S,8R, respectively, using vibrational circular dichroism (VCD) and density functional theory (DFT) calculations. The bacterium Streptomyces puniceus AB10 produced in broth A-medium only one family of antibiotics as dinactin (4). Compound 4 showed inhibition against Escovopsis and a higher activity against L. donovani promastigotes and intracellular amastigotes than miltefosine. Two stereoisomers strepchazolin A (5) and strepchazolin B (6), the antibiotic streptazolin (7), its E-isomer (8), and the inorganic compound cyclooctasulfur (9) were produced in solid ISP-2 culture by Streptomyces chartreusis AC70, which was isolated from the fungal garden of the leaf-cutter ant Acromyrmex subterraneus brunneus. Compound 9 showed antagonist activity against the specialized pathogenic fungus Escovopsis sp. This is the first report of 8 as natural product. The absolute configurations of 5 and 6 were unambiguously established as 5S,6S,9R and 5S,6S,9S, respectively, using vibrational circular dichroism (VCD) and density functional theory (DFT) calculations. The bacterium Candidatus Streptomyces philanthi ICBG292, isolated from the exoskeleton of a worker of a Cyphomyrmex colony, produced the antibiotics Mer-A2026B (10), piericidin-A1 (11) and nigericin (12). Compounds 10-12 showed activity against Escovopsis sp and against L. donovani. Compound 12 showed higher activity against L. donovani promastigotes and intracellular amastigotes than miltefosine. Compound 10 was also active against the fungus Trichoderma sp. Streptomyces sioyaensis ICBG311, isolated from winged male ants of Cyphomyrmex colonies, produced a new naphtoquinone named cyphoquinone (13), two new antifungal compounds named cyphomycin (14) and epoxycyphomycin (15), and the known antifungal GT-35 (16). Compounds 14-16 displayed activity against several strains of Escovopsis sp and Candida albicans K1 with a MIC of 1.0, 0.5 and 0.25 ?g/mL, and a higher activity against L. donovani promastigotes and intracellular amastigotes than miltefosine, while 13 a weak activity against L. donovani. Cyphomycin (14) also showed potent in vitro activity against the resistant human pathogens Aspergillus fumigatus 11628 (echinocandin resistance), C. glabrata 4720 (triazole resistance), and C. auris B11211 (echinocandin, triazole, and amphotericin B resistance), with MIC of 0.5, 0.5 and 4 ?g/mL, respectively. A single-dose study of cyphomycin (14) in a neutropenic mouse disseminated candidiasis model exhibited a dose-like response with 0.56 and 0.66 log reduction of infectious burden when treated with 20 and 40 mg/kg cyphomycin (14), respectively, and epoxycyphomycin (15) exhibited 0.53 log ii reduction with 40 mg/kg, demonstrating clinical relevance and effectiveness of 14 and 15 in this industry-standard model of Candida infection. On the other hand, GT-35 (16) killed the mice 1 hr post dose at 40 mg/kg.