Apesar de diversos trabalhos com drosofilídeos terem sido realizados na Mata Atlântica, a distribuição vertical destes organismos ainda constituía-se como um assunto inexplorado. Foram realizadas coletas em uma área de Mata Atlântica sensu stricto, na Ilha de Santa Catarina, com o objetivo caracterizar e analisar, pela primeira vez, a distribuição vertical de drosofilídeos, bem como distorções de sua proporção sexual decorrentes de tal estratificação e de variações sazonais. A estratificação vertical de drosofilídeos apresentou uma clara interação entre os fatores vertical e temporal e pareceu diferir profundamente entre o estrato inferior (0m e 1,5m) e o superior (6,75m, 12m e 17,25m). Tal divergência foi resultante da elevada abundância de Drosophila willistoni apenas no estrato inferior, em todas as estações do ano; da ocorrência exclusiva de Drosophila sp. Q2 no estrato superior, no inverno e na primavera e da elevada abundância, neste mesmo estrato, de Drosophila simulans, no outono e nos verões.A presença de dois estratos de distribuição foi associada ao clima subtropical da região, à pequena altura do dossel, ao grau de perturbação do local, e ainda, a uma possível não detecção de subdivisões dos estratos encontrados. Distorções na proporção sexual de algumas espécies foram verificadas e relacionadas às estações do ano onde o tamanho populacional foi maior. Além disso, distorções com predomínio de fêmeas foram vinculadas às estações do ano, enquanto aquelas com predominância de machos foram relacionadas à distribuição vertical. A grande riqueza de espécies observada (101) representa uma das maiores já registradas no país. Dentre as espécies descritas, foram estabelecidos os primeiros registros de D. antonietae e de D. araicas em Santa Catarina e de Drosophila koepferae no território brasileiro.

O gênero Rhinoleucophenga é composto por espécies distribuídas em ambientes abertos nas regiões Neotropical e Neártica, com o bioma Pampa destacandose pela riqueza de espécies na América do Sul. A ampla distribuição do gênero e a carência de detalhes em muitas descrições parecem esconder uma grande diversidade de espécies. Muitas das espécies conhecidas de Rhinoleucophenga foram descritas na primeira metade do século XX, tornando-se evidente a necessidade de redescrever as mesmas nos padrões atuais, dando maior detalhamento às informações morfológicas. Sete espécies foram redescritas e 17 descritas nos atuais padrões de descrição de drosofilídeos (Capítulos II, III, IV, V). As espécies redescritas foram Rhinoleucophenga brasiliensis e R. fluminensis, originalmente descritas por Lima (1935), além de R. personata, R. lopesi, R. angustifrons, R. matogrossensis e R. nigrescens, originalmente descritas por Malogolowkin (1946); e as novas descrições para o gênero foram R. punctata sp. nov., R. paraguayensis sp. nov., R. ignota sp. nov., R. fusca sp. nov., R. alata sp. nov., R. paulistorum sp. nov., R. obscura sp. nov., R. fulva sp. nov., R. maculosa sp. nov., R. nigra sp. nov. R. brasilis sp. nov., R. punctuloides sp. nov., R. trivisualis sp. nov., R. flava sp. nov., R. grimaldii sp. nov., R. exigua sp. nov. e R. jacareacanga sp. nov. Descrições complementares de Rhinoleucophenga obesa (Capítulo VI), R. joaquina e R. punctulata (Capítulo II) também foram realizadas, apontando novos caracteres que facilitam a identificação dessas espécies. A revisão da morfologia de R. punctulata revelou variação na forma da espermateca entre diferentes populações da espécie, oriundas dos biomas Pampa, Cerrado e Caatinga, e também da região Amazônica (Capítulo VII); tal variação morfológica foi indicada como intraespecífica por dados moleculares (COI). Com base em conjuntos de caracteres morfológicos, relações filogenéticas foram propostas para Rhinoleucophenga (Capítulo VIII). Cinco estratégias de combinação e tratamento dos dados morfológicos foram exploradas: (A) 58 razões contínuas e 62 caracteres discretos; (B) 104 medidas e 62 caracteres discretos; (C) 58 razões contínuas log-transformadas e 62 caracteres discretos; (D) 104 medidas log-transformadas e 62 caracteres discretos e (E) somente os 62 caracteres discretos. Todas as matrizes foram analisadas no Software TNT, com pesagem igual (tratamentos A-E) e com pesagem implícita (K= 6) (tratamentos A’-E’). Todos os caracteres contínuos (razões e medidas) foram tratados como aditivos e reescalonados entre 0-1 para evitar uma pesagem excessiva na transformação dos mesmos – esta é a primeira vez que um grande conjunto de caracteres morfológicos contínuos não é discretizados em estudos filogenéticos com Drosophilidae. Rhinoleucophenga apresentou-se como um gênero parafilético em relação à Pararhinoleucophenga na maioria das análises realizadas; seis agrupamentos monofiléticos de espécies também foram repetidamente obtidos, principalmente com caracteres discretos associados a caracteres contínuos tratados como razões e log-transformados (tratamento C). Os caracteres morfológicos contínuos, tratados como razões ou como medidas absolutas, exercem alta influência sobre a topologia das árvores geradas. Da mesma maneira, foram fundamentais no aprimoramento dos valores de suporte dos principais agrupamentos de espécies obtidos na filogenia proposta para Rhinoleucophenga. As árvores geradas com caracteres contínuos log-transformados apresentaram melhora nos valores de suporte médio dos clados, porém, a aplicação de pesagem representou maior influência sobre os resultados filogenéticos. Pouco se sabe sobre a ecologia das espécies de Rhinoleucophenga, especialmente no bioma Pampa. Buscando suprir a lacuna referente ao conhecimento ecológico deste, e outros gêneros de Drosophilidae, coletas de drosofilídeos foram realizadas no bioma Pampa durante 12 períodos climáticos, considerando áreas naturais e degradadas dentro deste bioma (Capítulo IX). A influência ambiental sobre a estrutura das assembleias foi temporal e espacialmente analisada por meio de nMDS, IndVal e PERMANOVA. O tipo de ambiente amostrado e os componentes climáticos juntos explicaram 56,45% da variação nas assembleias de drosofilídeos. Ambientes Neotropicais abertos, especialmente o Bioma Pampa, têm apresentado alta diversidade de espécies de Rhinoleucophenga assim como de Drosophilidae em geral (Capítulo X). Portanto, a descrição de novas espécies é indispensável para melhorar o conhecimento faunístico dessa região. Trabalhos taxonômicos com redescrições e descrições de novas espécies são ferramentas importantes para a correta identificação da fauna de Drosophilidae, gerando dados mais precisos referentes à distribuição dos táxons, e também novos conjuntos dados para estudos com enfoque sistemático e evolutivo, como aqui realizado.

The biodiversity that exists in our planet is huge and far from being known. Most of the times the techniques that are used in species identification are based in the morphology of the specimens, and the description is a time-consuming work, that is limited to specialists. At contrast, DNA Barcode is intended to be a fast and accessible tool, which proposes the use of a standard DNA sequence encompassing the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene, with the aim of identifying species from already described sequences and discovering new species. Nevertheless, its efficiency is based on the diagnosis of specific properties, as monophyly of the intraspecific sequences and the existence of a Barcode gap between intra and interspecific variation. In this study, we tested the efficacy of the DNA Barcode in the identification/discovery of mycophagous drosofilid species belonging to the genera Hirtodrosophila, Mycodrosophila and Zygothrica. The specimens were collected throughout the southern Brazil, specially in the Santa Catarina and Rio Grande do Sul states, which totalized 10 collection points and 177 individuals. After morphological identification, total DNA was extracted and the COI (cytochrome oxidase c subunit I) and COII (cytochrome oxidase c subunit II genes) were amplified and sequenced, holding a total of 117 and 137 sequences, respectively, which were analyzed through phenetic and phylogenetic methods. A total of 33 different morphotypes were encountered and, with the collections it was possible to realize that the mycophagous genera Hirtodrosophila, Mycodrosophila and Zygothrica are well distributed throughout the Southern Brazilian Region. Furthermore, many species have here their first description for the sampled region. The molecular analyses revealed the existence of a Barcode gap between the intra and the interspecific distances, although there was an overlap between the interespecific congeneric and intergeneric variation, prperties which hamper clear generic delimitation but stimulate DNA Barcode utilization for species designation. The phenograms/phylogenies obtained through the algorithms of Neighbor- Joining/Bayesian Inference also have shown that despite the reciprocal monophyly presented by the different species, the three genera were shown as polyphyletic within Drosophilidae. In this sense, we suggest here that the DNA Barcode technique is effective in the mycophagous species discrimination, but not in genera differentiation. In fact, the application of this technology for this group of species revealed straightforward utility in cryptic species discrimination when the analysis of morphological characters is not precise, mainly due to the exclusive existence of females. Moreover, our data show the importance of joining DNA Barcode with morphological data, which may help in the delimitation or even in the differentiation of likely new species. / A biodiversidade existente em nosso planeta é imensa e ainda está longe de ser conhecida. As técnicas utilizadas na identificação de espécies baseiam-se, muitas vezes, na morfologia dos espécimes, e sua descrição é um trabalho que demanda conhecimento e tempo, limitando-se à especialistas. Em contrapartida, com a intenção de ser uma ferramenta mais rápida e de fácil acesso, o DNA Barcode propõe o uso de uma sequência padronizada de DNA do gene mitocondrial citocromo c oxidase subunidade I (COI) com o objetivo de identificar espécimes a partir de espécies já descritas e descobrir novas espécies. Para sua efetividade, entretanto, é preciso que propriedades como o monofiletismo das sequências intraespecíficas e a existência de um gap entre as variações intra e interespecíficas sejam diagnosticadas. Neste trabalho, nós testamos a eficácia desta técnica para a identificação/descoberta de espécies de drosofilídeos micófagos dos gêneros Hirtodrosophila, Mycodrosophila e Zygothrica. Os espécimes foram obtidos a partir de coletas realizadas na região Sul do Brasil, em especial, nos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, totalizando 10 pontos de coleta e 177 indivíduos. Após a identificação morfológica, o DNA total foi extraído e os genes COI (citocromo c oxidase subunidade I) e COII (citocromo c oxidase subunidade II) foram amplificados e sequenciados, obtendo-se 117 e 137 sequências, respectivamente, que foram posteriormente analisadas através de métodos fenéticos e filogenéticos. Um total de 33 diferentes morfotipos foi encontrado e, pelas coletas, pode-se perceber que os gêneros micófagos Hirtodrosophila, Mycodrosophila e Zygothrica são bem distribuídos na região Sul. Muitas espécies, inclusive, têm aqui seu primeiro registro de coleta para a região. As análises moleculares revelaram a existência de um Barcode gap entre as distâncias intra e interespecíficas, porém com a presença de sobreposição das distâncias interespecíficas congenéricas e intergenéricas, propriedade que dificultam a clara delimitação dos gêneros, mas estimulam sua utilização para a designação das espécies. Os fenogramas/filogenias obtidos pelos algoritmos de Neighbor-Joining/Análise Bayesiana também mostraram que, a despeito da monofilia recíproca apresentada pelas diferentes espécies, os três gêneros apresentam-se polifiléticos dentro de Drosophilidae. Neste sentido, sugere-se aqui que a técnica seja efetiva na discriminação de espécies, mas não de gêneros diferentes. De fato, a aplicação da técnica de DNA Barcode para este grupo de organismos revelou a sua utilidade em auxiliar na discriminação entre espécies crípticas quando a análise de caracteres morfológicos não se faz precisa, principalmente pela existência exclusiva de fêmeas. Além disso, nossos dados demonstram a importância de agregar o DNA Barcode a dados de morfologia, o que pode auxiliar na deliminação ou até levar à diferenciação de prováveis espécies novas.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2005. / ENGLISH ABSTRACT: Thirty lactic acid bacteria were isolated from the intestinal tract of Drosophila simulans Stuvervant and nine lactic acid bacteria from Merlot grapes collected from the same winery in the Stellenbosch region, South Africa. The isolates were grouped according to morphological, biochemical and physiological characteristics. Isolates selected from each group were identified to species level by PCR with species-specific primers, PCR-based DGGE and 16S rDNA sequencing. The majority of isolates from the intestinal tract of Drosophila simulans Stuvervant belonged to the species Lactobacillus plantarum, but Lactobacillus paracasei, Lactobacillus sanfranciscensis, Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides, Lactococcus lactis subsp. lactis, Enterococcus faecalis and Pediococcus pentosaceus were also identified. As far as we could determine, this is the first report on the isolation of L. paracasei, L. sanfranciscensis, L. mesenteroides subsp. mesenteroides, L. lactis subsp. lactis, E. faecalis and P. pentosaceus from vinegar flies. Lactobacillus plantarum has previously been isolated from Merlot grapes. The genotypic relatedness among isolates of L. plantarum isolated from the intestinal tract of vinegar flies and from Merlot grapes were determined by RAPD-PCR. The isolates were grouped into four genotypically well-separated clusters. Thirteen isolates from grape must and five from flies yielded identical RAPD-PCR banding patterns and grouped into one cluster, suggesting that they are descendants from the same strain. This suggests that L. plantarum has the ability to use vinegar flies as a vector. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Dertig melksuurbakterieë is vanuit die dermkanaal van Drosophila simulans Stuvervant geïsoleer en nege melksuurbakterieë vanuit Merlot-druiwe. Die druiwe is afkomstig van dieselfde wynkelder in die Stellenbosch-area van Suid-Afrika. Die isolate is volgens morfologiese, biochemiese en fisiologiese eienskappe gegroepeer. Verteenwoordigende isolate vanuit die fenotipiese groepe is tot spesievlak met behulp van lukraak ge-amplifiseerde polimorfe-DNA (RAPD) polimerase ketting-reaksie (PKR), PKR met spesie-spesifieke inleiers, PKR-gebaseerde denaturerende gradient-jel elektroforese (DGGE) en 16S rDNA sekwensering geïdentifiseer. Die meerderheid isolate uit die ingewande van Drosophila simulans Stuvervant is as Lactobacillus plantarum geklassifiseer. Stamme van Lactobacillus paracasei, Lactobacillus sanfranciscensis, Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides, Lactococcus lactis subsp. lactis, Enterococcus faecalis en Pediococcus pentosaceus is ook geïdentifiseer. Sover bekend, is dit die eerste keer dat L. paracasei, L. sanfranciscensis, L. mesenteroides subsp. mesenteroides, L. lactis subsp. lactis, E. faecalis en P. pentosaceus uit asynvlieë geïsoleer is. Lactobacillus plantarum is voorheen uit Merlot-druiwe geïsoleer. Die genotipiese ooreenkoms tussen die stamme van L. plantarum wat uit die asynvlieë en Merlot-druiwe geïsoleer is, is deur middel van RAPD-PKR bepaal. Hiervolgens is die stamme in vier genotipies goed-gedefinieerde groepe geplaas. Dertien isolate vanuit druiwemos en vyf vanuit asynvlieë het identiese RAPD-PKR bandpatrone vertoon en het in een groep gesorteer. Hierdie resultate dui daarop dat die stamme heel moontlik uit een voorouer ontstaan het en dat asynvlieë heel moontlik as vektor vir L. plantarum dien.

The influence of genotype variation on phenotype has been a longstanding question in biology but it is now one of the greatest challenges of the post-genomics era. Discovering the link between common gene variants that affect phenotypes within and between populations is likely to provide insight into the molecular physiology of phenotypic traits and the mechanisms by which they evolve. The overall goal of this thesis is to link naturally occurring genotypic variation with the organism??s phenotype. The specific goal of this thesis is to connect natural variation in the mitochondrial genotype with the organismal phenotype using the model organism Drosophila simulans. Mitochondria are intracellular organelles found in most eukaryotes and produce over 90% of the energy needed by cells. Determining the connection of mitochondrial genotype to whole organism phenotype is of particular interest because of the broad use of mitochondrial (mt) DNA as a molecular marker in evolutionary biology and population genetics, the organelle??s central role in cellular energy production, the potential for the mitochondria to influence organismal distribution particularly in the face of climate change and in human degenerative disease. I use the model organism D. simulans because it has high genetic variability, can be easily sampled from the wild and manipulated in the lab, and the energy producing reactions that take place in its mitochondria are highly conserved among metazoa. I studied naturally occurring mutations to understand the influence of these changes in natural populations. The four studies in this thesis have employed a Genotype-Biochemistry-Phenotype (GBP) model to link naturally occurring variation in the mitochondrial genotype with organism phenotype in D. simulans mitochondria. Three major conclusions can be drawn from the thesis that follow the genotype to biochemistry to phenotype model. Firstly, a subset of the mutations in genes that comprise the mitochondrial genotype is functionally significant. Secondly, the biochemical efficiency of OXPHOS is regulated by mitochondrial homeostasis. Thirdly, key organismal life history traits influenced by the mitochondrial genotype and this is mediated through the biochemistry of OXPHOS.

Infection by multiple parasites is a part of everyday life for many organisms. The host immune system may be a central mediator of the many ways parasites might influence one another (and their hosts). Immunity provides a means for the colonized to reduce the success of current and future colonizers and has evolved across the tree of life several times independently. Along the way, the immune systems of plants as well as many groups of animals has evolved perhaps an accidental vulnerability wherein defense against one parasite can increase susceptibility to others. This so-called immune 'cross-talk' is a conundrum worth investigating not only to understand the impact of parasites on focal organisms, but also to better predict how immunity itself influences the evolution and epidemiology of parasites whose spread we might like to curtail. For plants, co-infection often comes from insect herbivores and various bacteria that colonize the leaf interior. Both colonizers can reduce plant fitness directly or indirectly by potentiating future enemies via cross-talk in plant immunity. This phenomenon has largely been studied in laboratory model plants, leaving a substantial gap in our knowledge from native species that interact in the wild. This dissertation helps close this gap by investigating the ecology of co-infection of a native plant by its major insect herbivore and diverse leaf-colonizing bacteria. I revealed that leaf co-infection in the field by leaf-mining herbivores and leaf-colonizing ("phyllosphere") bacteria is substantially more common than single infection by either group and that bacterial infection can cause increased feeding by herbivores in the laboratory. Immune cross-talk can also shape the field-scale patterns of herbivory across a native plant population. Studying the main herbivore of this native plant in detail revealed that, in contrast to many specialist herbivores, our focal species avoids plant defenses likely because it does not possess a specialized means of avoiding their toxicity. Nonetheless, this species may depend on the very same defenses it avoids by being initially attracted to plants that produce them. This foraging strategy is unique among known specialists. Lastly, I moved beyond immune cross-talk to explore how co-occurring phyllosphere bacteria might directly impact one another through competition. In the lab, I found that different growth strategies underlie competitive ability for two major clades of bacteria within the genus Pseudomonas, and that toxin production and resistance may be important mediators of competition within the phyllosphere. However, competitively superior bacteria that produce toxins may indirectly facilitate the survival of inferior competitors through their being toxin resistant, which likely enhances co-existence of diverse bacteria in the phyllosphere. Together, this dissertation has revealed a variety of means by which co-infecting bacteria and insects might influence one another through plant defense cross-talk, as well as how the complex interplay of colonization and competition might affect the structure of leaf microbial communities in nature.

The influence of genotype variation on phenotype has been a longstanding question in biology but it is now one of the greatest challenges of the post-genomics era. Discovering the link between common gene variants that affect phenotypes within and between populations is likely to provide insight into the molecular physiology of phenotypic traits and the mechanisms by which they evolve. The overall goal of this thesis is to link naturally occurring genotypic variation with the organism??s phenotype. The specific goal of this thesis is to connect natural variation in the mitochondrial genotype with the organismal phenotype using the model organism Drosophila simulans. Mitochondria are intracellular organelles found in most eukaryotes and produce over 90% of the energy needed by cells. Determining the connection of mitochondrial genotype to whole organism phenotype is of particular interest because of the broad use of mitochondrial (mt) DNA as a molecular marker in evolutionary biology and population genetics, the organelle??s central role in cellular energy production, the potential for the mitochondria to influence organismal distribution particularly in the face of climate change and in human degenerative disease. I use the model organism D. simulans because it has high genetic variability, can be easily sampled from the wild and manipulated in the lab, and the energy producing reactions that take place in its mitochondria are highly conserved among metazoa. I studied naturally occurring mutations to understand the influence of these changes in natural populations. The four studies in this thesis have employed a Genotype-Biochemistry-Phenotype (GBP) model to link naturally occurring variation in the mitochondrial genotype with organism phenotype in D. simulans mitochondria. Three major conclusions can be drawn from the thesis that follow the genotype to biochemistry to phenotype model. Firstly, a subset of the mutations in genes that comprise the mitochondrial genotype is functionally significant. Secondly, the biochemical efficiency of OXPHOS is regulated by mitochondrial homeostasis. Thirdly, key organismal life history traits influenced by the mitochondrial genotype and this is mediated through the biochemistry of OXPHOS.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:53:00Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_drr_me_jabo.pdf: 1682299 bytes, checksum: 857694a3592c34a735a068d3d1efe73f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este estudo objetivou estabelecer as associações entre lepidópteros desfolhadores e moscas frugívoras com seus parasitóides em uma cultura de café, em Cravinhos, SP. Os lepidópteros desfolhadores foram obtidos com guarda-chuva entomológico, rede de varredura e por catação manual. Para a obtenção de pupários de tefritóideos foram realizadas seis coletas de aproximadamente quatro kg de frutos/coleta e, para a obtenção de pupários de drosofilídeos, coletas de frutos em estágio de cereja diretamente das plantas, sendo parte deles exposta em bandejas sob suas copas. Foram obtidos 96 lepidópteros pertencentes a três famílias e sete espécies: Lophocampa sp. (Arctiidae), Glena sp., Herbita sp. Physocleora sp. e Prochoerodes sp. (Geometridae) e Lascoria sp. e Leucania sp.(Noctuidae); também emergiram duas espécies de parasitóides: Protapanteles sp. (Braconidae) e Casinaria sp. (Ichneumonidae). Dos frutos destinados à obtenção de tefritóideos foram obtidos 2.920 pupários, de onde emergiram adultos de Ceratitis capitata (14%) e Anastrepha fraterculus (86%) e os parasitóides Asobara anastrephae, Doryctobracon areolatus, Microcrasis lonchaeae e Utetes anastrephae e 126 pupários de lonqueídeos, de onde emergiram 85 adultos de Neosilba pendula e os parasitóides U. anastrephae e M. lonchaeae. Dos frutos coletados diretamente das plantas foram obtidos 35 pupários, de onde emergiram 24 drosofilídeos pertencentes a três espécies: Zaprionus indianus, Drosophila nebulosa e D. simulans e, dos frutos mantidos sob a copa das plantas, 24 pupários, de onde emergiram exemplares de Z. indianus, D. cardini, D. immigrans e D. willistoni; também foi observada a emergência do parasitóide Ganaspis sp. / The objective of this study was to establish the associations between Lepidoptera defoliators and frugivorous flies with their parasitoids in coffee crop in Cravinhos, SP, Brazil. The Lepidoptera defoliators were obtained from the beating tray, sweeping net and manual collecting. To obtain tephritoids pupae were harvested approximately 4kg of fruits/sample, and to obtain drosophilids pupae, fruits in cherry stage were collected directly from the tree, and part of them was exposed under the canopy. If was obtained 96 Lepidoptera specimens of three families and seven species: Lophocampa sp. (Arctiidae), Glena sp., Herbita sp. Physocleora sp. and Prochoerodes sp. (Geometridae) and Lascoria sp. and Leucania sp. (Noctuidae); also two parasitoids species has emerged: Protapanteles sp. (Braconidae) and Casinaria sp. (Ichneumonidae). Of the fruits destined to obtain tephritoids 2.920 pupae were obtained, from which emerged adults of Ceratitis capitata (14%) and Anastrepha fraterculus (86%) and their parasitoids Asobara anastrephae, Doryctobracon areolatus, Microcrasis lonchaeae and Utetes anastrephae and 126 pupae of lonchaeids from which emerged 85 adults of Neosilba pendula and their parasitoids M. lonchaeae and U. anastrephae. From the fruits harvested were obtained 35 pupae from which emerged 24 drosophilid of three species: Zaprionus indianus, Drosophila nebulosa and D. simulans. The fruits kept from under the canopy, 24 pupae, where of which emerged specimens of Z. indianus, D. cardini, D. immigrans and D. willistoni; also was observed the occurrence of parasitoid Ganaspis sp.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Transposition elements (TEs) are DNA sequences with the ability to move from one chromosome region to another. These elements have different mechanisms of transposition and diversity in their sequences, giving them wide distribution among most organisms. The DNA transposon mariner is found in a range of bodies, being ubiquitous in eukaryotes and is excellent for studying the behavior of TE within natural populations of Drosophila. Among the natural populations of D. simulans there are variations in the number of copies of mariner and, hence, in its activity. But within a same population such variations are scarcely assessed. To estimate the activity in natural populations of D. simulans, crosses were made between these and the mutant strain, D. simulans white-peach. The F1 males have spots in the eyes that indicate reversion to the wild condition in a white-peach context, which are used to estimate the activity. In this work, isofemale strains were prepared from recently collected natural populations and from strains maintained in the laboratory. The variables assessed the activity within and between isofemale strains. The number of spots in F1 revealed how many transposition events occurred, and there was no difference in variances between the isofemale strains of the same collection site. The area of the spots showed in what phase of development transposition occurred more frequently. In the test experiment, the embryo stage showed the large patches. Blotches indicated that mobilization occurred in the early stages of cellular determination. In crosses between the evaluated isofemale strains and the white-peach strains, mobilization occurred at all stages of development. Molecular analysis of the copies by qPCR showed variation. But there was no correspondence between the high number of copies and patches most isofemale strains. These differences may be due to a single highly active element or of many elements with low activity. Some already described mariner regulation mechanisms may be acting in isofemale strains evaluated by inhibiting or decreasing the activity of some copies. Additional analyses are also needed to investigate how many copies are actually active in the genome of natural and recently collected strains. / Os elementos de transposição (TEs) são seqüências de DNA com a capacidade de moveremse de uma região cromossômica para outra. Estes elementos apresentam mecanismos de transposição diferenciados e diversidade em suas sequências conferindo-lhes ampla distribuição entre a maioria dos organismos. O transposon de DNA mariner é encontrado numa gama de organismos, sendo ubíquo nos eucariotos e é excelente para estudar o comportamento dos TE dentro de populações naturais de Drosophila. Entre as populações naturais de D. simulans há variações no número de cópias de mariner e, consequentemente, na sua atividade. Porém, dentro de uma mesma população tais variações são pouco avaliadas. Para estimar a atividade em populações naturais de D. simulans, cruzamentos foram realizados entre estas e a linhagem mutante, D. simulans white-peach. Os machos da F1 apresentam nos olhos manchas de reversão à condição selvagem num contexto white-peach, que são utilizadas para estimar a atividade. Nesse trabalho, foram estabelecidas isolinhagens de populações naturais, recentemente coletadas e utilizadas linhagens mantidas no laboratório. As variáveis avaliaram a atividade dentro e entre as isolinhagens. O número de manchas da F1 revelou quantos eventos de transposição ocorreram e através da análise não apresentou diferenças nas variâncias entre as isolinhagens de um mesmo local de coleta. A área das manchas representa em qual fase do desenvolvimento mais ocorreu transposição. No experimento teste, a fase de embrião foi a que apresentou manchas grandes. Manchas grandes indicam que a mobilização ocorreu nos estágios iniciais de determinação celular. Nos cruzamentos entre as isolinhagens avaliadas e a linhagem white-peach, a mobilização ocorreu em todas as fases do desenvolvimento. A análise molecular do número de cópias de mariner por qPCR mostrou variação no número de cópias, porém não houve correspondência entre a alta quantidade de cópias e de manchas na maioria das isolinhagens. Essas diferenças podem ser devidas a um único elemento altamente ativo ou de vários com baixa atividade. Mecanismos de regulação de mariner já descritos podem estar atuando nas isolinhagens avaliadas, inibindo ou diminuindo a atividade de algumas cópias. Também são necessárias análises adicionais que investiguem quantas cópias realmente estão ativas no genoma das linhagens naturais e recentemente coletadas.

L’objectif de ce projet est de réaliser l’étude d’écologie moléculaire, non pas d’une espèce isolée, mais d’un groupe fonctionnel. Dans l’écosystème forestier africain, certaines espèces sont caractéristiques de la forêt, d’autres de la savane, et ont connu des phases d’expansion et de régression au cours des changements climatiques du quaternaire. Leur génome a-t-il enregistré un signal commun de l’histoire démographique qui en a résulté ? J’ai travaillé sur 9 espèces du genre Zaprionus (Drosophilidae). J’ai obtenu pour six d’entre elles un jeu de données complet comprenant deux échantillonnages populationnels N=20 (15 dans un cas) pour 10 gènes nucléaires et un gène mitochondrial. J’ai cherché la trace d’expansions démographiques en utilisant le DT de Tajima, le FS de Fu, la distribution mismatch. Avec les horloges moléculaires disponibles, l’histoire démographique de chaque espèce a été explorée par des méthodes bayésiennes sous BEAST (ADN mitochondrial) ou dans un modèle avec recombinaison utilisant FastSimCoal (ADN nucléaire). Cinq espèces d’affinités forestières présentent la signature d’une expansion de population. C’est le cas de Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. Une sixième espèce, Z. indianus, semble avoir une histoire démographique plus complexe ce qui serait compatible avec son écologie savanicole. Les délais imposés par la lourdeur des outils numériques disponibles ont limité à ce stade l’exploitation complète de ces données. En conclusion, le génome de toutes les espèces, de savane ou de forêt, porte la signature des changements climatiques passés. Ceci valide les prémisses de notre approche d’une "génomique des écosystèmes". / The aim of this project was to carry out a molecular ecology study, not only on a single species, but on a whole functional group. In the africain forest ecosystem, some species are typical of the forest while others are typical of the savanna, and have undergone stages of expansion and regression during Quaternary climate changes. Do their genomes share a common signature of the ensuing demographic history? I worked on nine species from the Zaprionus genus (Drosophilidae). For six species, I was able to gather a complete dataset including two population samples of N=20 (15 in one case) for 10 nuclear genes and one mitochondrial gene. I investigated the signature of population expansion by using Tajima’s DT, Fu’s FS, and the mismatch distribution. The demographic history of each species was investigated using Bayesian methods including BEAST (for mtDNA) and a recombination model using FastSimCoal (for nuclear DNA), with available molecular clocks. Five forest-dwelling species show the signature of a population expansion: Z. aff. proximus, Z. davidi, Z. sepsoides, Z. taronus et Z. vittiger. A sixth species, Z. indianus, shows a more complex history in agreement with its dependence on savanna. The completion of the analysis of the whole dataset was precluded by the time-consuming numerical procedures involved. To conclude, the genome of all of these species – either form savanna of from the forest – shows the signature of past climatic changes, thus validating an "ecosystem genomics" approach.