A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Droosphila willistoni é uma espécie pertencente ao subgênero Sophophora com origem e distribuição Neotropical. Esta espécie é um intrigante modelo biológico para diferentes pesquisas em genética evolutiva e de populações, evolução molecular e ecologia. Sua característica mais proeminente é a elevada ocorrência de polimorfismo cromossômico para inversões paracêntricas segregantes, sendo considerada por muitos especialistas como a espécie mais polimórfica do gênero Drosophila. O genoma da linhagem Gd-H4-1 de Drosophila willistoni, oriunda da Ilha Guadalupe (Caribe), foi sequenciado no Consórcio Drosophila 12 Genomes (2007). Nosso grupo de pesquisa do Laboratório de Drosophila da UFRGS é referência mundial no estudo da caracterização do polimorfismo cromossômico de Drosophila willistoni. A disponibilização do genoma desta espécie trouxe novos desafios e motivações para as análises envolvendo este organismo-modelo tão peculiar, especificamente no que concerne à gênese de suas inversões cromossômicas. O presente estudo visa delimitar, pela primeira vez, os pontos de quebra da inversão IIL-H do cromossomo II de Drosophila willistoni, na linhagem sequenciada Gd-H4-1, e na linhagem SG12.00 coletada no Uruguai e portadora da inversão IIL-H fixada. Esta delimitação é o primeiro passo para a subsequente caracterização molecular desta região, a fim de tentar inferir o possível mecanismo que originou esta inversão e as consequências genômicas que esta possa acarretar. A primeira análise comparou o padrão cromossômico do braço IIL entre a linhagem sequenciada Gd-H4-1 e o fotomapa de Drosophila willistoni, mostrando que o braço IIL da linhagem sequenciada apresenta os arranjos IIL-A e IIL-F fixados que o diferencia do arranjo do fotomapa. Dada a devida caracterização cromossômica da linhagem sequenciada, estabeleceu-se que esta seria o padrão para a análise dos pontos de quebra das inversões em Drosophila willistoni (Capítulo III, Tópico III.1). Para o estudo dos pontos de quebra da inversão IIL-H faz-se necessária a comparação destas regiões genômicas, entre a linhagem sequenciada padrão e outra linhagem de Drosophila willistoni que possua a inversão IIL-H fixada. Sendo assim, escolheu-se a linhagem SG12.00, a qual tinha seu padrão cromossômico caracterizado. Já o estabelecimento das diferenças do padrão cromossômico no braço IIL entre as duas linhagens foi obtido por cruzamentos recíprocos entre estas, mostrando que o braço IIL da linhagem SG12.00 difere do arranjo cromossômico da Gd-H4-1 pela ocorrência dos arranjos IIL-A, IIL-F e IIL-H fixados (Capítulo III, Tópico III.2). As análises acerca da montagem dos scaffolds do genoma do cromossomo II de Drosophila willistoni foram feitas a partir do estabelecimento de 18 sondas mapeadas fisicamente neste cromossomo da linhagem Gd-H4-1, por hibridação in situ não fluorescente. Adicionalmente, quatro sondas foram estabelecidas, uma para o braço cromossômico XL, uma para o cromossomo III, e duas para o braço cromossômico XR. Os resultados obtidos mudam a tradicional inferência dos Elementos de Muller respectivos aos braços IIL e IIR do cromossomo II de Drosophia willistoni, bem como mostram que a orientação dos scaffolds do braço cromossômico IIR estava invertida (Capítulo III, Tópico III.3 e Capítulo V). Para a delimitação dos genes flanqueadores dos pontos de quebra distal e proximal da inversão IIL-H de Drosophila willistoni foram executadas diferentes etapas de planejamento e estabelecimento de sondas gênicas e intergênicas, mapeadas fisicamente por hibridação in situ não fluorescente juntamente com a tentativa de delimitação dos pontos de quebra pela técnica da PCR. A delimitação do ponto de quebra proximal da inversão IIL-H foi mais laboriosa e complexa, mostrando que este ponto está envolvido com o reuso de uma sequência de aproximadamente 1.212 pb pelo ponto de quebra distal da inversão IIL-F, bem como a ocorrência da duplicação desta mesma sequência (Capítulo III, Tópico III.4). / Drosophila willistoni is a Neotropical species member of the Sophophora subgenus. This species is an interesting model organism for several researchers on evolutionary biology, population genetics, molecular evolution and ecology. This species is mainly characterized by its huge chromosomal polymorphism of paracentric segregating inversions, being considered by several experts as the most polymorphic Drosophila species. The genome of the Gd-H4-1 strain of Drosophila willistoni, collected in the Caribbean Guadaloupe Island, was sequenced by the Drosophila 12 Genomes Consortium (2007). Our research group at Drosophila Laboratory of the UFRGS, member of such Consortium, is worldwide recognized in the study of the chromosomal polymorphism of Drosophila willistoni. The availability of the Drosophila willistoni fully sequenced genome created new challenges and incentived the study of this special model organism, mainly respect to the genesis of its chromosomal inversions. For the first time, the present Thesis aimed to characterize detect and delineate the breakpoints of a chromosomal inversion in Drosophila willistoni - the IIL-H inversion in the Gd-H4-1 and in the Uruguayan SG12.00, a homozygous strain for the IIL-H inversion. This is the first step, for a further molecular characterization of this region, in order to reveal the possible mechanism that generated that inversion and the genomic consequences of this event. The first analysis here performed, compared the chromosomal banding pattern of the IIL arm with that of the sequenced Gd-H4-1 and those of the photomap of Drosophila willistoni, showing that IIL of the sequenced strain presents the IIL-A and IIL-F in homozygosis. Such characteristic differentiate Gd-H4-1 of the assumed standard arrangement. Considering the characterization of the sequenced strain, it was established that it should be considered as standard for the analysis of the breakpoints of the Drosophila willistoni inversions (Chapter III, Topic III.1). To determine the breakpoints of the IIL-H inversion, it was necessary to compare such regions with those of other strain of Drosophila willistoni, with the IIL-H inversion fixed in homozygosis, the Uruguayan strain SG12.00. The establishment of the precise difference between the chromosomal arrangements of the IIL arm of both strains was obtained through reciprocal crossings between them. It was observed that the IIL arm in the SG12.00 strain differ of that of the Gd-H4-1 strain, by the occurrence of the IIL-A, IIL-F e IIL-H fixed arrangements (Chapter III, Topic III.2). Analyses of the scaffolds assemblage of the chromosome II of Drosophila willistoni were performed through the use of 18 probes mapped by non-fluorescent in situ hybridization in the chromosomes of the Gd-H4-1 strain. Additionally, four other probes were hybridized, one in the XL chromosomal arm, one in the third chromosome and two in the XR arm. The results obtained in this study changed the traditional inference of the genic content of Muller Elements for the IIL and IIR chromosomal arms of Drosophia willistoni, and demonstrated that the orientation of the scaffolds of the chromosomal arm IIR was inverted (Chapter III, Topic III.3). To determine the genes flanking the distal and proximal breakpoints of the IIL-H inversion of Drosophila willistoni we followed several methodological steps. The first was the planning and the choice of probes of genic and intergenic sequences, and their physical mapping by non-fluorescent in situ hybridization and an attempt to define the breakpoints by PCR The delimitation of the proximal breakpoint of IIL-H was laborious and more complex, showing that this breakpoint is involved with the reuse of a 1.212 pb sequence by the distal breakpoint of the IIL-F invrsion, and is also involved with the duplication of this same sequence (Chapter III, Topic III.4).

Resumo: A família Drosophilidae teve sua primeira espécie descrita em 1787 quando Fabricius descreveu Musca funebris, que mais tarde foi reclassificada como Drosophila funebris, espécie tipo da família que atualmente é composta por cerca de 4.170 espécies descritas. Os drosofilídeos são popularmente conhecidos como ―mosca da fruta‖, mas além de frutos em decomposição, também podem ser encontrados em flores, guano de morcego, cladódios de cactos, carcaças de insetos e outros animais, fluxos de seiva e material vegetal em decomposição, e em muitos outros recursos. Por estas moscas serem muito abundantes, apresentarem curto ciclo de vida, e serem facilmente coletadas, tornaram-se bons modelos em estudos de genética, e nas décadas mais recentes estão também se tornando bons modelos ecológicos. Embora muito estudadas nos diversos biomas do mundo, poucos estudos foram desenvolvidos nos Campos Sulinos, ambiente que tem sofrido com a degradação em decorrência da agricultura e pecuária no estado do Rio Grande do Sul. Nos últimos anos o bioma Pampa vem recebendo maior atenção do Ministério do Meio Ambiente, com isso espera-se que este seja mais valorizado e receba maior atenção científica, contribuindo para sua conservação. No presente estudo, mostragens sazonais de drosofilídeos foram realizadas em uma área natural, na região do município de Bossoroca (28° 45’024‖S 54° 56’729‖W) entre Abril de 2011 e Abril de 2012, com iscas de banana e recursos naturais encontrados em campo. Nas coletas foram considerados os ambientes de campo aberto, borda e interior das manchas de mata que compõem o Pampa Além do acompanhamento da variação sazonal das populações de Drosophilidae, também foi analisada a variação de medidas de diversidade como, por exemplo, o índice de heterogeneidade de Shannon-Wiener (H’) e o de equitabilidade de Smith-Wilson (Evar),entre campo, borda e interior de mata ao longo das estações. Novas espécies foram propostas para o gênero Rhinoleucophenga: R. pampeana sp. nov., R. missionera sp. nov. e R. pampeana sp. nov. Através de uma ampla revisão da literatura, também foi realizado um levantamento das espécies de Drosophilidae registradas no Bioma Pampa, incluindo toda sua extensão, entre Brasil, Uruguai e Argentina. Como resultado das novas amostragens, Drosophila briegeri Pavan & Breuer, D. fuscolineata Duda, Rhinoleucophenga obesa Loew, R. punctulata Duda, R. subradiata Duda e Zygothrica orbitalis Sturtevant foram pela primeira vez registradas neste bioma, e dentre as mais abundantes estiveram Drosophila simulans Sturtevant, D. willistoni Sturtevant, D. mediopunctata Dobzanhsky & Pavan, D. buzzatii Patterson & Wheeler, D. mercatorum Patterson & Wheeler, D. maculifrons Duda, D. immigrans Sturtevant, D. hydei Sturtevant e Zaprionus indianus Gupta. De uma maneira geral, tanto espécies neotropicais quanto exóticas foram mais concentradas na borda e no interior das manchas de mata, sendo esta tendência influenciada pela variação sazonal. Consequentemente, medidas de diversidade também variaram ao longo das estações entre o campo aberto e o interior das manchas de mata. Logo, a sazonalidade parece ser o principal componente capaz de explicar a variação da diversidade de Drosophilidae no Pampa durante o período amostrado, sendo as manchas de mata fundamentais para a manutenção dessa diversidade. O Pampa brasileiro revelou uma grande riqueza de Drosophilidae, mais do que o dobro dos registros atuais para o Pampa uruguaio e argentino. Apesar disso, os três países apresentam amplas áreas do bioma Pampa ainda totalmente desconhecidas quanto a fauna de Drosophilidae. O conjunto dessas informações ressalta a importância e a necessidade de mais estudos para desvendar a fauna de Drosophilidae no bioma Pampa.

A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Apesar de assembléias de drosofilídeos já terem sido estudadas em diversos ambientes, os manguezais ainda surgem como um ambiente inexplorado. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as assembléias de drosofilídeos encontradas nos manguezais da ilha de Santa Catarina, sul do Brasil. Para isso, foram realizadas 28 coletas nos três principais manguezais da ilha – Itacorubi (13 coletas), Tavares (8 coletas) e Ratones (7 coletas) - entre o período de julho de 2002 e julho de 2005. Um total de 82.942 espécimes foi analisado, distribuídos em 69 espécies de seis gêneros. Foi encontrada uma grande dominância de Drosophila simulans Sturtevant, seguida por D. malerkotliana Parshad & Paika, Zaprionus indianus Gupta, D. mediostriata Duda, D. willistoni Sturtevant, D. paulistorum Dobzhansky & Pavan, D. repleta Wollaston, D. polymorpha Dobzhansky & Pavan e D. mercatorum Patterson & Wheeler. As demais espécies não atingiram 1% de abundância relativa. Não foram encontradas diferenças importantes entre os locais, mas as diferenças sazonais foram relevantes. A dinâmica populacional de várias espécies pareceu estar relacionada, experimentando picos de abundância no outono, embora haja algumas exceções importantes O número de indivíduos e a riqueza de espécies observada também foram mais elevados nesta estação, mas a eqüitabilidade e a riqueza de espécies estimada por rarefação se mostraram mais elevadas no inverno. No entanto, algumas importantes variações temporais pareceram não ser relacionadas a fatores que operam sazonalmente. A composição das assembléias pareceu sofrer uma pequena modificação quando são comparadas as amostras de verão e outono com as de inverno e primavera. As assembléias de outono apresentaram uma estrutura típica, caracterizada pela abundância aumentada de D. malerkotliana, enquanto as demais estações se assemelharam mais aos períodos adjacentes do que aos mesmos períodos de anos diferentes.

Galileo foi identificado em D. buzzatii e classificado como transposon do tipo foldback devido às suas longas IRs (repetições invertidas), que capacitam o elemento a formar uma estrutura secundária que leva a quebras e rearranjos cromossômicos. Evidências indicam que Galileo foi responsável pela geração de três inversões naturais segregantes em populações de D. buzzatii. A descoberta de Galileo em seis das 12 espécies de Drosophila sequenciadas, incluindo a D. willistoni, através de um estudo in silico, foi promissora para a busca de agentes causadores de quebras e rearranjos cromossômicos nesta espécie, que é altamente polimórfica, e em espécies a ela relacionadas. Nesse contexto, o presente estudo foi o primeiro a caracterizar o transposon Galileo em populações naturais de espécies do grupo willistoni de Drosophila. Para a investigação da presença de Galileo foram construídos primers com base na sequência de Galileo encontrada no genoma da linhagem sequenciada (GdH4) de Drosophila willistoni, para amplificar um fragmento do domínio central do elemento, assim como da inferida transposase e de seu domínio THAP. Os fragmentos polimórficos foram clonados e sequenciados para posterior caracterização molecular. O alinhamento das sequências nucleotídicas e de aminoácidos foi obtido no software Muscle com posterior edição no Bio Edit e o programa Gene Doc foi utilizado na tradução das sequências. Foram investigadas as espécies Drosophila willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis e quatro das semiespécies de D. paulistorum (Amazônica, Andino-Brasileira, Interior e Orinocana) do subgrupo willistoni, e D. nebulosa, D. capricorni e D. fumipennis, subgrupo bocainensis, do grupo willistoni, pelas técnicas de PCR e Dot blot. Foi encontrada variabilidade intra e interespecífica no tamanho dos fragmentos amplificados de Galileo, sendo que todas as sequências analisadas são indicativas de cópias defectivas. Foram caracterizadas 22 variantes a partir das sequências obtidas, permitindo a construção de um dendrograma de acordo com a presença ou ausência das variantes no genoma de todas as espécies estudadas por meio do software NTSYSpc 2.1. Os dados resultaram em dois clados bem-definidos: (1) formado pelas quatro semiespécies de D. paulistorum e (2) pelas espécies crípticas D. tropicalis, D. insularis e D. equinoxialis. Drosophila willistoni do subgrupo willistoni, D. sucinea, D. nebulosa e D. capricorni do subgrupo bocainensis, apresentaram variantes exclusivas e, assim, formaram ramos independentes aos dois agrupamentos. Entre todas as espécies crípticas do subgrupo willistoni somente D. willistoni não compartilha qualquer uma das suas quatro variantes. O quadro que emerge de nossos achados é sugestivo de mais de um evento evolutivo, implicando tanto a manutenção por ancestralidade de certas variantes quanto a ocorrência de perdas estocásticas. Além disso, o fenômeno de introgressão, já bem-documentado dentro do subgrupo willistoni, pode ter sido o mecanismo pelo qual tenham sido transferidas sequências de Galileo entre alguns táxons estudados, principalmente entre algumas semiespécies de D. paulistorum. A singularidade de D. willistoni entre as crípticas quanto às diferentes sequências de Galileo em seu genoma, pode ser consequência da presença de elementos quiméricos, uma vez que foi observada a inserção secundária de outros elementos em Galileo de D. buzzatii. Considerando a peculiaridade de Galileo, como gerador de inversões cromossômicas em populações naturais de D. buzzatii, nossos resultados sugerem que Galileo também pode ter desempenhado um papel importante na evolução genômica no grupo willistoni de Drosophila, uma vez que D. willistoni e D. paulistorum apresentam muitos arranjos cromossômicos segregando em suas populações naturais. / Galileo was identified in Drosophila buzzatii and classified as a foldback-like transposon due to its long IRs (inverted repeats), which allow the element to form a secondary structure that leads to breaks and chromosomal rearrangements. Several evidences indicate that Galileo was responsible for the generation of three natural segregating inversions in populations of D. buzzatii. The finding of Galileo in six of the 12 species of Drosophila that were sequenced, including D. willistoni, through an in silico study, is promising for the search of agents that cause chromosomal breaks and rearrangements in this species, that is highly polymorphic, and in related species. Based on this context, this was the first work to characterize the Galileo transposon in natural populations of the willistoni group of Drosophila. To detect the presence of Galileo, we used primers based on the sequence of Galileo found in the genome of the sequenced lineage (GdH4) of Drosophila willistoni, so that a fragment of the central domain of the element is amplified, as well as the putative transposase and its THAP domains. The polymorphic fragments were cloned and sequenced for later molecular characterization. The alignment of the nucleotide sequences and amino acids was obtained in the Muscle software with later edition in the Bio Edit, and the Gene Doc program was used to translate the sequences. We investigated, by PCR and Dot blot, the following species: D. willistoni, D. tropicalis, D. equinoxialis, D. insularis and four semispecies of D. paulistorum (Amazonian, Andean-Brazilian, Interior and Orinocan) of the subgroup willistoni, besides D. nebulosa, D. capricorni and D. fumipennis, subgroup bocainensis, group willistoni. The size variability of the Galileo amplified fragments was intra and interspecific; all the analyzed sequences indicate defective copies. Twenty two variants were identified in the obtained sequences, allowing the construction of a dendrogram based in the presence or absence of the variants in the genomes of all the species studied through the NTSYSpc 2.1 software. The data produced two well-defined clades: (1) formed by the four semispecies of D. paulistorum and (2) by the sibling species D. tropicalis, D. insularis and D. equinoxialis. D. willistoni (subgroup willistoni), D. sucinea, D. nebulosa and D. capricorni (subgroup bocainensis) have exclusive variants of Galileo, forming two independent branches of the two clades. Among all the sibling species of the subgroup willistoni, only D. willistoni does not share any of its four variants. The results of our observations suggest more than one evolutionary event, indicating both the maintenance by ancestrality of some variants and the occurrence of stochastic loss. Besides, the introgression phenomenon, well-documented in the willistoni subgroup, may have been the mechanism through which the Galileo sequences were transferred between some taxons that were studied, specially between some semispecies of D. paulistorum. The uniqueness of D. willistoni among siblings, regarding the different Galileo sequences in its genome, can be a consequence of the presence of quimeric elements, since a secondary insertion of other elements in Galileo of D. buzzatii was observed. Taking into account the Galileo element singularities, as a generator of chromosomal inversions in natural populations of D. buzzati, our findings suggest that Galileo could also have played an important role in the genomic evolution of the Drosophila willistoni group, since D. willistoni and D. paulistorum have many chromosomal rearrangements segregating in their natural populations.

Droosphila willistoni é uma espécie pertencente ao subgênero Sophophora com origem e distribuição Neotropical. Esta espécie é um intrigante modelo biológico para diferentes pesquisas em genética evolutiva e de populações, evolução molecular e ecologia. Sua característica mais proeminente é a elevada ocorrência de polimorfismo cromossômico para inversões paracêntricas segregantes, sendo considerada por muitos especialistas como a espécie mais polimórfica do gênero Drosophila. O genoma da linhagem Gd-H4-1 de Drosophila willistoni, oriunda da Ilha Guadalupe (Caribe), foi sequenciado no Consórcio Drosophila 12 Genomes (2007). Nosso grupo de pesquisa do Laboratório de Drosophila da UFRGS é referência mundial no estudo da caracterização do polimorfismo cromossômico de Drosophila willistoni. A disponibilização do genoma desta espécie trouxe novos desafios e motivações para as análises envolvendo este organismo-modelo tão peculiar, especificamente no que concerne à gênese de suas inversões cromossômicas. O presente estudo visa delimitar, pela primeira vez, os pontos de quebra da inversão IIL-H do cromossomo II de Drosophila willistoni, na linhagem sequenciada Gd-H4-1, e na linhagem SG12.00 coletada no Uruguai e portadora da inversão IIL-H fixada. Esta delimitação é o primeiro passo para a subsequente caracterização molecular desta região, a fim de tentar inferir o possível mecanismo que originou esta inversão e as consequências genômicas que esta possa acarretar. A primeira análise comparou o padrão cromossômico do braço IIL entre a linhagem sequenciada Gd-H4-1 e o fotomapa de Drosophila willistoni, mostrando que o braço IIL da linhagem sequenciada apresenta os arranjos IIL-A e IIL-F fixados que o diferencia do arranjo do fotomapa. Dada a devida caracterização cromossômica da linhagem sequenciada, estabeleceu-se que esta seria o padrão para a análise dos pontos de quebra das inversões em Drosophila willistoni (Capítulo III, Tópico III.1). Para o estudo dos pontos de quebra da inversão IIL-H faz-se necessária a comparação destas regiões genômicas, entre a linhagem sequenciada padrão e outra linhagem de Drosophila willistoni que possua a inversão IIL-H fixada. Sendo assim, escolheu-se a linhagem SG12.00, a qual tinha seu padrão cromossômico caracterizado. Já o estabelecimento das diferenças do padrão cromossômico no braço IIL entre as duas linhagens foi obtido por cruzamentos recíprocos entre estas, mostrando que o braço IIL da linhagem SG12.00 difere do arranjo cromossômico da Gd-H4-1 pela ocorrência dos arranjos IIL-A, IIL-F e IIL-H fixados (Capítulo III, Tópico III.2). As análises acerca da montagem dos scaffolds do genoma do cromossomo II de Drosophila willistoni foram feitas a partir do estabelecimento de 18 sondas mapeadas fisicamente neste cromossomo da linhagem Gd-H4-1, por hibridação in situ não fluorescente. Adicionalmente, quatro sondas foram estabelecidas, uma para o braço cromossômico XL, uma para o cromossomo III, e duas para o braço cromossômico XR. Os resultados obtidos mudam a tradicional inferência dos Elementos de Muller respectivos aos braços IIL e IIR do cromossomo II de Drosophia willistoni, bem como mostram que a orientação dos scaffolds do braço cromossômico IIR estava invertida (Capítulo III, Tópico III.3 e Capítulo V). Para a delimitação dos genes flanqueadores dos pontos de quebra distal e proximal da inversão IIL-H de Drosophila willistoni foram executadas diferentes etapas de planejamento e estabelecimento de sondas gênicas e intergênicas, mapeadas fisicamente por hibridação in situ não fluorescente juntamente com a tentativa de delimitação dos pontos de quebra pela técnica da PCR. A delimitação do ponto de quebra proximal da inversão IIL-H foi mais laboriosa e complexa, mostrando que este ponto está envolvido com o reuso de uma sequência de aproximadamente 1.212 pb pelo ponto de quebra distal da inversão IIL-F, bem como a ocorrência da duplicação desta mesma sequência (Capítulo III, Tópico III.4). / Drosophila willistoni is a Neotropical species member of the Sophophora subgenus. This species is an interesting model organism for several researchers on evolutionary biology, population genetics, molecular evolution and ecology. This species is mainly characterized by its huge chromosomal polymorphism of paracentric segregating inversions, being considered by several experts as the most polymorphic Drosophila species. The genome of the Gd-H4-1 strain of Drosophila willistoni, collected in the Caribbean Guadaloupe Island, was sequenced by the Drosophila 12 Genomes Consortium (2007). Our research group at Drosophila Laboratory of the UFRGS, member of such Consortium, is worldwide recognized in the study of the chromosomal polymorphism of Drosophila willistoni. The availability of the Drosophila willistoni fully sequenced genome created new challenges and incentived the study of this special model organism, mainly respect to the genesis of its chromosomal inversions. For the first time, the present Thesis aimed to characterize detect and delineate the breakpoints of a chromosomal inversion in Drosophila willistoni - the IIL-H inversion in the Gd-H4-1 and in the Uruguayan SG12.00, a homozygous strain for the IIL-H inversion. This is the first step, for a further molecular characterization of this region, in order to reveal the possible mechanism that generated that inversion and the genomic consequences of this event. The first analysis here performed, compared the chromosomal banding pattern of the IIL arm with that of the sequenced Gd-H4-1 and those of the photomap of Drosophila willistoni, showing that IIL of the sequenced strain presents the IIL-A and IIL-F in homozygosis. Such characteristic differentiate Gd-H4-1 of the assumed standard arrangement. Considering the characterization of the sequenced strain, it was established that it should be considered as standard for the analysis of the breakpoints of the Drosophila willistoni inversions (Chapter III, Topic III.1). To determine the breakpoints of the IIL-H inversion, it was necessary to compare such regions with those of other strain of Drosophila willistoni, with the IIL-H inversion fixed in homozygosis, the Uruguayan strain SG12.00. The establishment of the precise difference between the chromosomal arrangements of the IIL arm of both strains was obtained through reciprocal crossings between them. It was observed that the IIL arm in the SG12.00 strain differ of that of the Gd-H4-1 strain, by the occurrence of the IIL-A, IIL-F e IIL-H fixed arrangements (Chapter III, Topic III.2). Analyses of the scaffolds assemblage of the chromosome II of Drosophila willistoni were performed through the use of 18 probes mapped by non-fluorescent in situ hybridization in the chromosomes of the Gd-H4-1 strain. Additionally, four other probes were hybridized, one in the XL chromosomal arm, one in the third chromosome and two in the XR arm. The results obtained in this study changed the traditional inference of the genic content of Muller Elements for the IIL and IIR chromosomal arms of Drosophia willistoni, and demonstrated that the orientation of the scaffolds of the chromosomal arm IIR was inverted (Chapter III, Topic III.3). To determine the genes flanking the distal and proximal breakpoints of the IIL-H inversion of Drosophila willistoni we followed several methodological steps. The first was the planning and the choice of probes of genic and intergenic sequences, and their physical mapping by non-fluorescent in situ hybridization and an attempt to define the breakpoints by PCR The delimitation of the proximal breakpoint of IIL-H was laborious and more complex, showing that this breakpoint is involved with the reuse of a 1.212 pb sequence by the distal breakpoint of the IIL-F invrsion, and is also involved with the duplication of this same sequence (Chapter III, Topic III.4).

Resumo: A família Drosophilidae teve sua primeira espécie descrita em 1787 quando Fabricius descreveu Musca funebris, que mais tarde foi reclassificada como Drosophila funebris, espécie tipo da família que atualmente é composta por cerca de 4.170 espécies descritas. Os drosofilídeos são popularmente conhecidos como ―mosca da fruta‖, mas além de frutos em decomposição, também podem ser encontrados em flores, guano de morcego, cladódios de cactos, carcaças de insetos e outros animais, fluxos de seiva e material vegetal em decomposição, e em muitos outros recursos. Por estas moscas serem muito abundantes, apresentarem curto ciclo de vida, e serem facilmente coletadas, tornaram-se bons modelos em estudos de genética, e nas décadas mais recentes estão também se tornando bons modelos ecológicos. Embora muito estudadas nos diversos biomas do mundo, poucos estudos foram desenvolvidos nos Campos Sulinos, ambiente que tem sofrido com a degradação em decorrência da agricultura e pecuária no estado do Rio Grande do Sul. Nos últimos anos o bioma Pampa vem recebendo maior atenção do Ministério do Meio Ambiente, com isso espera-se que este seja mais valorizado e receba maior atenção científica, contribuindo para sua conservação. No presente estudo, mostragens sazonais de drosofilídeos foram realizadas em uma área natural, na região do município de Bossoroca (28° 45’024‖S 54° 56’729‖W) entre Abril de 2011 e Abril de 2012, com iscas de banana e recursos naturais encontrados em campo. Nas coletas foram considerados os ambientes de campo aberto, borda e interior das manchas de mata que compõem o Pampa Além do acompanhamento da variação sazonal das populações de Drosophilidae, também foi analisada a variação de medidas de diversidade como, por exemplo, o índice de heterogeneidade de Shannon-Wiener (H’) e o de equitabilidade de Smith-Wilson (Evar),entre campo, borda e interior de mata ao longo das estações. Novas espécies foram propostas para o gênero Rhinoleucophenga: R. pampeana sp. nov., R. missionera sp. nov. e R. pampeana sp. nov. Através de uma ampla revisão da literatura, também foi realizado um levantamento das espécies de Drosophilidae registradas no Bioma Pampa, incluindo toda sua extensão, entre Brasil, Uruguai e Argentina. Como resultado das novas amostragens, Drosophila briegeri Pavan & Breuer, D. fuscolineata Duda, Rhinoleucophenga obesa Loew, R. punctulata Duda, R. subradiata Duda e Zygothrica orbitalis Sturtevant foram pela primeira vez registradas neste bioma, e dentre as mais abundantes estiveram Drosophila simulans Sturtevant, D. willistoni Sturtevant, D. mediopunctata Dobzanhsky & Pavan, D. buzzatii Patterson & Wheeler, D. mercatorum Patterson & Wheeler, D. maculifrons Duda, D. immigrans Sturtevant, D. hydei Sturtevant e Zaprionus indianus Gupta. De uma maneira geral, tanto espécies neotropicais quanto exóticas foram mais concentradas na borda e no interior das manchas de mata, sendo esta tendência influenciada pela variação sazonal. Consequentemente, medidas de diversidade também variaram ao longo das estações entre o campo aberto e o interior das manchas de mata. Logo, a sazonalidade parece ser o principal componente capaz de explicar a variação da diversidade de Drosophilidae no Pampa durante o período amostrado, sendo as manchas de mata fundamentais para a manutenção dessa diversidade. O Pampa brasileiro revelou uma grande riqueza de Drosophilidae, mais do que o dobro dos registros atuais para o Pampa uruguaio e argentino. Apesar disso, os três países apresentam amplas áreas do bioma Pampa ainda totalmente desconhecidas quanto a fauna de Drosophilidae. O conjunto dessas informações ressalta a importância e a necessidade de mais estudos para desvendar a fauna de Drosophilidae no bioma Pampa.

A presente tese trata de espécies de drosofilídeos (Insecta, Diptera, Drosophilidae) associadas a flores, baseando-se em uma multiabordagem com informações morfológicas, ecológicas, biogeográficas, comportamentais e moleculares sobre estes organismos. Um inventário da biodiversidade de drosofilídeos associados a flores foi realizado em várias localidades do Brasil, com um amplo esforço amostral, que compreendeu amostras de flores de 125 espécies de plantas, de 47 famílias. Deste total, 56 espécies de plantas, de 18 famílias, se mostraram hospedeiras de drosofilídeos, revelando uma fauna ainda grandemente desconhecida. Das 28 espécies encontradas, 12 foram consideradas de ecologia restrita a flores, seis de biologia incerta e 10 como oportunistas. Cerca de 40% (12 espécies) da diversidade encontrada constituiu-se de espécies não descritas. Esta proporção sobe para 2/3 ao se excluir as espécies oportunistas. Entre as oportunistas foram encontradas nove espécies de Drosophila Fallén, 1823 e uma de Zaprionus Coquillett, 1901. Entre as de biologia incerta estão duas espécies de Cladochaeta Coquillett, 1900, uma de Rhinoleucophenga Hendel, 1917 e três de Scaptomyza Hardy, 1849. Já em relação às espécies de ecologia restrita a flores, estiveram representadas oito espécies do grupo bromeliae de Drosophila, duas espécies do subgênero Phloridosa Sturtevant, 1942, também de Drosophila, e duas espécies de Zygothrica Wiedemann, 1830. Uma lista completa das localidades onde foram encontradas cada uma das espécies é fornecida, incluindo vários novos registros. Também são listadas as plantas hospedeiras de cada espécie. Quatro espécies novas de Drosophilidae são formalmente descritas: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov. Adicionalmente, complementos de descrição nos moldes modernos são fornecidos para D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. O grupo bromeliae de Drosophila foi o táxon mais representativo, tanto em número de espécies como em número de indivíduos. Oito espécies foram encontradas, seis das quais originalmente não descritas. Graus variados de amplitude de nicho foram observados, com espécies polífagas (D. bromelioides e D. bromeliae), oligófagas (D. anaeterrae sp. nov. e tipo III') e monófagas (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., tipo IV' e tipo VI). As espécies monófagas apresentaram ecologia especializada em flores de Solanum. Estas diferenças ecológicas estiveram associadas a diferenças morfológicas, sendo observado um aumento de tamanho do ovipositor e uma redução (ou modificação) dos filamentos respiratórios dos ovos com o aumento do grau de especialização. As espécies deste grupo também puderam ser divididas em dois grupos geográficos: espécies de distribuição predominantemente meridional (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. e D. jurubeba sp. nov.) e espécies de distribuição predominantemente setentrional (D. bromeliae, tipo III', tipo IV' e tipo VI). Experimentos de cruzamento com três espécies do grupo (D. bromeliae, D. bromelioides e D. anaeterrae sp. nov.) demonstraram que estas apresentam isolamento reprodutivo completo e diferenças marcantes no padrão de som de corte do macho, fator que pode estar funcionando como mantenedor do isolamento pré-zigótico entre elas. Análises de barcode baseadas em seqüências de COI se mostraram bastante eficientes na correta discriminação de sete espécies do grupo bromeliae e duas espécies do subgênero Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 e D. lutzii Sturtevant, 1916). Esta abordagem, portanto, fornece uma importante ferramenta para a identificação destas espécies, em especial de fêmeas, já que neste caso a diferenciação por morfologia se torna difícil. Análises filogenéticas realizadas com dados moleculares, obtidos para estas espécies pela primeira vez nesta tese, a partir de seqüências dos genes mitocondriais COI e COII, sugeriram que o subgênero Phloridosa tenha se originado na radiação immigrans-tripunctata do subgênero Drosophila Fallén, 1823, contrariando estudos anteriores baseados em caracteres morfológicos. Os resultados aqui obtidos, entretanto, encontram respaldo em uma reavaliação da morfologia destas espécies, baseada na terminália masculina. Por fim, análises filogenéticas com os mesmos marcadores para o grupo bromeliae sugerem a monofilia do grupo, sendo que as linhagens basais são representadas pelas espécies especialistas em Solanum, seguidas de um clado composto pelas espécies generalistas, onde as duas espécies polífagas formam as primeiras ramificações deste clado e as duas espécies oligófagas representam espécies-irmãs na extremidade terminal. A justaposição das relações filogenéticas das espécies deste grupo com as informações morfológicas e ecológicas sobre elas nos permitiram a formulação de um potencial cenário sobre a história evolutiva do grupo. / This thesis is a study on flower-breeding species of drosophilids (Insecta, Diptera, Drosophilidae) based on a multi-approach with morphological, ecological, biogeographic, behavioural and molecular information on such organisms. A biodiversity inventory of flowerbreeding drosophilids was carried out in several localities in Brazil, with a broad sampling effort, comprising samples of flowers of 125 plant species, from 47 families. Overall, 56 plant species, from 18 families, showed to be hosts for drosophilid species, revealing a fauna still mostly unknown. Twenty-eight species were found, 12 of them being considered restrict flower-breeding species, six of uncertain biology and 10 opportunists. Approximately 40% (12 species) of the diversity found comprised undescribed species. This proportion raises to 2/3 if opportunist species are excluded. Within the opportunist species, nine species of Drosophila Fallén, 1823 and one of Zaprionus Coquillett, 1901 were found. The species of uncertain biology were represented by two species of Cladochaeta Coquillett, 1900, one of Rhinoleucophenga Hendel, 1917 and three of Scaptomyza Hardy, 1849. The restrict flower-breeding drosophilids constituted of eight species of the bromeliae group of Drosophila, two species of the subgenus Phloridosa Sturtevant, 1942 of Drosophila and two species of Zygothrica Wiedemann, 1830. A complete list of localities where each species was found is provided, including various new records. A list of host plants is also presented for each species. Four species of Drosophilidae were formally described: Rhinoleucophenga joaquina sp. nov., Drosophila anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov. Additionally, complements of description in a modern taxonomic view are provided for D. bromeliae Sturtevant, 1921 e D. bromelioides Pavan & Cunha, 1947. The bromeliae group of Drosophila was the most representative taxon, both in number of species and individuals. Eight species were found, six of them undescribed. Varying levels of niche breadth were observed, with polyphagous (D. bromelioides and D. bromeliae), olygophagous (D. anaeterrae sp. nov. and type III') and monophagous (D. solani sp. nov., D. jurubeba sp. nov., type IV' and type VI) species. The monophagous species showed a specialisation in Solanum flowers. Such ecological differences were linked with morphological differences, with bigger oviscapts and reduced (or modified) respiratory egg filaments with the increasing of the level of specialisation. Species of this group also could be divided in two geographic groups: species with a predominantly southern distribution (D. bromelioides, D. anaeterrae sp. nov., D. solani sp. nov. and D. jurubeba sp. nov.) and species with a predominantly northern distribution (D. bromeliae, type III', type IV' and type VI). Crossing-experiments with three species of the group (D. bromeliae, D. bromelioides and D. anaeterrae sp. nov.) demonstrated that they have complete reproductive isolation and marked differences in the pattern of male courtship songs, what can be keeping premating isolation between them. A barcode analysis based on COI sequences was successful in the correct discrimination between seven species of the bromeliae group and between two species of the subgenus Phloridosa (D. denieri Blanchard, 1938 and D. lutzii Sturtevant, 1916). This analysis, therefore, provides an important tool for the identification of these species, especially for females, which presents a difficult morphological discrimination. Phylogenetic analysis performed with molecular data, obtained for the first time for these species in this thesis, based on sequences of the mitochondrial genes COI and COII, suggested that the subgenus Phloridosa is related to the immigrans-tripunctata radiation of the subgenus Drosophila Fallén, 1823, contrarily to previous studies based on morphological characters. The results obtained in this study, therefore, find additional support on a re-evaluation of the morphology of these species, based on the male terminalia. Finally, phylogenetic analysis based on the same molecular markers for the bromeliae group suggested the monophyly of the group, with the basal lineages constituting the Solanum-specialised species, followed by a clade comprising the generalist species, with the polyphagous species representing the early offshoots and the olygophagous ones as a terminal pair of sister-species. The superimposition of the phlylogenetic relationships of this species with the information based on morphology and ecology of these species permitted a formulation of a potential scenario of the evolutionary history of the group.

Apesar de assembléias de drosofilídeos já terem sido estudadas em diversos ambientes, os manguezais ainda surgem como um ambiente inexplorado. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as assembléias de drosofilídeos encontradas nos manguezais da ilha de Santa Catarina, sul do Brasil. Para isso, foram realizadas 28 coletas nos três principais manguezais da ilha – Itacorubi (13 coletas), Tavares (8 coletas) e Ratones (7 coletas) - entre o período de julho de 2002 e julho de 2005. Um total de 82.942 espécimes foi analisado, distribuídos em 69 espécies de seis gêneros. Foi encontrada uma grande dominância de Drosophila simulans Sturtevant, seguida por D. malerkotliana Parshad & Paika, Zaprionus indianus Gupta, D. mediostriata Duda, D. willistoni Sturtevant, D. paulistorum Dobzhansky & Pavan, D. repleta Wollaston, D. polymorpha Dobzhansky & Pavan e D. mercatorum Patterson & Wheeler. As demais espécies não atingiram 1% de abundância relativa. Não foram encontradas diferenças importantes entre os locais, mas as diferenças sazonais foram relevantes. A dinâmica populacional de várias espécies pareceu estar relacionada, experimentando picos de abundância no outono, embora haja algumas exceções importantes O número de indivíduos e a riqueza de espécies observada também foram mais elevados nesta estação, mas a eqüitabilidade e a riqueza de espécies estimada por rarefação se mostraram mais elevadas no inverno. No entanto, algumas importantes variações temporais pareceram não ser relacionadas a fatores que operam sazonalmente. A composição das assembléias pareceu sofrer uma pequena modificação quando são comparadas as amostras de verão e outono com as de inverno e primavera. As assembléias de outono apresentaram uma estrutura típica, caracterizada pela abundância aumentada de D. malerkotliana, enquanto as demais estações se assemelharam mais aos períodos adjacentes do que aos mesmos períodos de anos diferentes.