Esse estudo comparou diferentes métodos fenotípicos e biomoleculares para avaliação da resistência antimicrobiana de 107 cepas de Salmonella spp. Isoladas de carcaças e couro de bovinos e de produtos cárneos. Os antimicrobianos testados foram ampicilina, cefotaxima, cloranfenicol, ciprofloxacina, gentamicina, imipenem, tetraciclina e trimetoprima. Os testes fenotípicos empregados foram: difusão do disco em ágar, utilizando discos produzidos por duas empresas diferentes e determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM), realizada em placas de microtitulação e empregando tiras comerciais de antibióticos. O método biomolecular (PCR) objetivou a pesquisa de genes de resistência a antimicrobianos (blaTEM, blaOXA-1, blaPSE-1, cat1, cat2, floR, cmlA, cmlB, aac(3)IVa, aadB, aadD, aphA1, tetA, tetB, tetC, tetD, tetE, tetG e dhfrI) , localizados no cromossomo, plasmídeos e integrons classe 1, e foi aplicado para as cepas que apresentaram resistência a pelo menos um dos antibióticos testados por algum dos testes fenotípicos e para as cepas que apresentaram resultados contraditórios nos testes fenotípicos. Todos os métodos foram executados de acordo com as normas do ClinicaI and Laboratory Standards Institute. Foi detectada resistência a pelo menos um antibiótico em 26 cepas (24%), sendo que 20 (77%) dessas foram multirresistentes. A correlação de resultados obtidos pelo método de difusão de discos empregando os discos de duas marcas diferentes foi de 99,7%, enquanto a correlação dos resultados obtidos pelos dois métodos de determinação da CIM foi de 98,6%. Para os resultados obtidos pelos métodos de difusão de discos e determinação da CIM a correlação foi de 98,4%. Não foi observada uma boa correlação entre a presença dos genes detectados e o resultado apresentado pelos métodos fenotípicos. / This study compared different phenotypic and molecular methods for the evaluation of antimicrobial resistance of 107 strains of Salmonella spp. isolated from hides and carcasses of cattle and meat products. The antimicrobials tested were ampicillin, cefotaxime, chloramphenicol, ciprofloxacin, gentamicin, imipenem, tetracycline and trimethoprim. Phenotypic tests included agar disk diffusion, using disks produced by two different companies and determination of the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) conducted in microtiter plates and commercial antibiotic strips. The biomolecular method (PCR) focused antimicrobial resistance genes (blaTEM, blaOXA-1, blaPSE-1, cat1, cat2, floR, cmlA, cmlB, aac(3)IVa, aadB, aadD, aphA1, tetA, tetB, tetC, tetD, tetE, tetG e dhfrI) located on chromosomes, plasmids and class 1 integrons, and was applied to the strains that were resistant to at least one of the antibiotics tested as detected by the phenotypic tests and to strains that showed contradictory results in the phenotypic tests. All methods were performed according to the standards of the Clinical and Laboratory Standards Institute. Resistance to at least one antibiotic was detected in 26 strains (24%), and 20 (77%) of these were multidrug-resistant. The correlation between results obtained by disk diffusion method using discs of two different brands was 99.7%, while the correlation of the results obtained by the two methods of determining the MIC was 98.6 %. For the results of the methods of disc diffusion and MIC determination the correlation was 98.4%. There was no good correlation between the presence of genes detected and the result presented by phenotypic methods.

A manutenção de espécies de anfíbios anuros na caatinga, um bioma que sofre um processo de aridificação, suscita perguntas sobre quais aspectos fisiológicos e evolutivos estão envolvidos nesse contexto. O argumento de que a plasticidade fenotípica permite que uma população sobreviva perante mudanças ambientais parece uma explicação plausível. A temperatura e sua variação foram eleitas como representativas da alteração ambiental, tendo como referência os valores correspondentes da floresta atlântica. Essa comparação fundamentou-se na evidência de que a caatinga assemelhava-se a uma floresta úmida antes da aridificação. Utilizamos como marco teórico um trabalho central de Smith-Gill e Berven (1979), que mostrou que a sensibilidade térmica da diferenciação é maior que a do crescimento em larvas de anuros. A hipótese central foi que a plasticidade de desenvolvimento da espécie Rhinella granulosa, presente na caatinga, é maior que das espécies Rhinella ornata e Rhinella icterica, habitantes da floresta atlântica. O método principal foi de comparar normas de reação térmicas de taxa de crescimento, tempo de desenvolvimento, massa na metamorfose e temperatura crítica máxima (TCMax) das espécies. Para isso, regimes térmicos foram simulados em laboratório a fim de representarem microhabitats típicos da floresta e da caatinga. A interação entre moda e variação da temperatura foi significativa para as espécies Rhinella ornata e Rhinella icterica. As espécies de floresta foram muito plásticas. Quando submetidas a regimes típicos da caatinga, apresentaram um aumento de duas vezes da taxa média de crescimento e um terço do tempo médio de desenvolvimento, em comparação com regimes de floresta. As larvas apresentaram variação individual de sensibilidade térmica, sendo que uma parte da amostra não seguiu a regra de Smith-Gill e Berven (1979), apresentando sensibilidade da diferenciação similar a do desenvolvimento. Como conseqüência, mantiveram sua massa na metamorfose canalizada em 0,25g mesmo diante de maiores picos de temperatura. A TCMax foi maior para R. granulosa, porém menos plástica que das espécies de floresta. Os resultados não corroboraram a nossa hipótese, uma vez que as espécies de floresta parecem ser mais plásticas que a espécie da caatinga. / The lasting presence of anuran amphibian species in the Caatinga, an environment that has been undergoing a desertification process, raises questions regarding the physiological and evolutionary aspects involved. The argument that phenotypic plasticity allows for the survival of populations in face of environmental changes seems to provide a plausible explanation. Temperature and its variation were elected as representatives of the desertification process. Based on the evidence that the Caatinga was originally a humid forest, correspondent values for the Atlantic forest were used as reference for comparison. The theoretical framework adopted assumes that the thermal sensitivity of differentiation in anuran larvae is higher than growth sensitivity (Smith-Gill and Berven, 1979). Our main hypothesis was that the developmental plasticity of the Caatinga species Rhinella granulosa is greater than those of Atlantic forest species Rhinella ornata and Rhinella icterica. We compared thermal reaction norms of growth rate, development time, metamorphic mass and critical thermal maxima (CTMax) for each species. Larvae were submitted to thermal regimes typical of the Caatinga and the Atlantic forest. A significant interaction between thermal mode and variation was detected for both Rhinella ornata and Rhinella icterica. Forest species appeared very plastic. When submitted to Caatinga thermal regimes, they displayed double growth rate and a third of development time in comparison to when they were submitted to Atlantic forest thermal regimes. The larvae presented individual variation in thermal sensitivity. Indeed, a fraction of the sample did not follow Smith-Gill and Bervens rule and displayed thermal sensitivity of differentiation similar to growth sensitivity. As a consequence, they maintained their metamorphic mass canalized at 0,25g in face of higher temperatures. Although Rhinella granulosa\'s CTMax was higher than for the forest species, it presented less plasticity. The results have not supported our hypothesis as the Atlantic forest species seems more plastic than the Caatinga species.

A integração morfológica determina a quantidade de variação disponível em diferentes direções do espaço multivariado entre um conjunto de caracteres, e pode assim ter importantes consequências evolutivas, enviesando a direção e a taxa de evolução morfológica em determinadas direções. Assim, estudar a evolução da integração morfológica é importante para entender a evolução fenotípica de uma linhagem. Neste trabalho, utilizo abordagens de genética quantitativa comparativa para estudar a evolução da integração morfológica no crânio em carnívoros da subordem Feliformia, grupo com extensa diversidade filogenética, morfológica e ecológica para o qual análises anteriores de integração analisaram número reduzido de espécies. Para este fim, comparo matrizes de covariância fenotípicas intra-populacionais quantificando a associação entre 35 distâncias lineares no crânio de um conjunto de táxons incluindo todas as sete famílias e mais de um terço da diversidade filogenética atual da subordem. Investigo também a associação entre integração morfológica e a evolução da morfologia média, assim como a influência da história evolutiva (filogenia) e de dois aspectos da ecologia (dieta e socialidade) sobre a evolução da morfologia média e da integração. Os padrões de integração fenotípica no crânio (i.e. quais caracteres variam em conjunto com maior intensidade) são bastante estáveis na subordem, como observado para outros mamíferos, mas revelam alguma sub-estruturação, com padrões um pouco distintos em Felidae, Hyaenidae e Prionodontidae As magnitudes de integração são também relativamente estruturadas, com valores geralmente mais altos em Felidae e consistentemente mais baixos em Hyaenidae. Apesar disso, a magnitude geral de integração é evolutivamente plástica, como em outros mamíferos, havendo importantes variações internas a cada família. Encontrei uma associação geral entre a evolução da morfologia média e modificações em padrões e magnitudes de integração para a subordem como um todo e em vários grupos menos inclusivos, o que em alguns casos se manifesta como uma semelhança da integração entre táxons morfologicamente convergentes, mas filogeneticamente distantes. A evolução de padrões de integração se correlaciona à história filogenética em Feliformia como um todo e na maior parte dos grupos acima, mas não abaixo do nível de família, corroborando padrões de covariação relativamente distintos apesar de sua alta similaridade, bem como integração mais restrita internamente a cada família. A dieta está associada à filogenia, e correlaciona-se à evolução da morfologia média e dos padrões de integração na subordem como um todo antes, mas não após correção levando em conta a proximidade filogenética, indicando que alterações na dieta são parte da história evolutiva compartilhada que levou às diferenças em morfologia média e integração existentes no grupo. Os caracteres cujos padrões de covariação estão mais associados à dieta na subordem incluem partes das regiões oral e zigomática, além de algumas partes do neurocrânio. A socialidade está relacionada à evolução da morfologia craniana média, mas não aos padrões de integração gerais em Feliformia, apesar de existirem associações entre a socialidade e os padrões de resposta a seleção de alguns caracteres específicos, incluindo partes do neurocrânio e distâncias ligadas ao arco zigomático. Os mangustos (família Herpestidae) mostraram influência significativa tanto da dieta quanto da socialidade na evolução de sua morfologia craniana média e de seus padrões de integração, ressaltando a importância desses dois aspectos ecológicos na evolução fenotípica do grupo e mostrando, pela primeira vez, uma associação direta entre a integração no crânio e o comportamento social, possivelmente intermediada por aspectos relacionados ao desenvolvimento do cérebro. O presente trabalho sugere, assim, uma complexa interação de fatores afetando a evolução da morfologia craniana em Feliformia, e indica direções para trabalhos futuros, incluindo análises dos padrões de modularidade craniana no grupo e, possivelmente, análises comparativas em diferentes morfotipos hipercarnívoros abordando a morfologia média e a integração morfológica no crânio, bem como a dieta e possivelmente outros fatores / Morphological integration determines the standing variation available within a lineage in different directions of the multivariate space of a trait set, and can therefore have important evolutionary consequences, biasing the direction and rate of morphological evolution in certain directions. Consequently, studying the evolution of morphological integration is important to understand a lineage\'s phenotypic evolution. Here I employ a comparative quantitative genetic framework to study the evolution of morphological integration in the skull for the suborder Feliformia (Carnivora), a group with remarkable phylogenetic, morphological and ecological diversity for which previous analysis of integration included a limited number of species. To this purpose, I compare within-population phenotypic covariance matrices quantifying the associations between 35 skull linear measurements in a set of taxa including all seven feliform families and over one third of the suborder\'s extant phylogenetic diversity. I also assess the association between morphological integration and the evolution of average skull morphology, as well as the influence of evolutionary history (phylogeny) and two ecological aspects (diet and sociality) on the evolution of average morphology and integration. Skull integration patterns (i.e. which characters covary the most) are quite stable in the suborder, as seen among other mammals, but also have some structuring between groups, with relatively distinct patterns in Felidae, Hyaenidae and Prionodontidae. Integration magnitudes are also relatively structured, with generally higher values in Felidae and consistently lower values in Hyaenidae. Nevertheless, the overall magnitude of integration is evolutionarily labile, as in other mammals, with important variations occurring within each family. I found a general association between the evolution of average morphology and changes in integration patterns and magnitudes for the suborder as a whole and also for many less inclusive groups, which in some cases leads to similar integration between morphologically convergent, but phylogenetically distant taxa. The evolution of integration patterns is correlated to phylogenetic history in Feliformia as a whole and in most groups above, but none below the family level, corroborating relatively distinct covariation patterns in spite of their high similarity, and also a greater constraint of integration within each family. Diet is associated to phylogeny, and correlates to the evolution of average morphology and integration patterns in the suborder before, but not after correction for phylogenetic relatedness, indicating that dietary changes are part of the shared evolutionary history which shaped the differences in average morphology and integration existing in the group. The characters with covariation patterns more closely associated to diet include parts of the oral and zygomatic skull regions, as well as parts of the neurocranium. Sociality is related to the evolution of average skull morphology, but not to general integration patterns in Feliformia as a whole, although there are correlations between sociality and the selection response patterns of some specific characters, including parts of the neurocranium and measurements related to the zygomatic arch. Mongooses (family Herpestidae) had the evolution of their average skull morphology and integration patterns significantly influenced by both diet and sociality, stressing the importance of these two ecological factors for phenotypic evolution of this group and showing for the first time a direct association between morphological integration in the skull and social behaviour, possibly mediated by aspects related to brain development. The present work thus suggests a complex interaction of factors affecting the evolution of skull morphology in Feliformia, and opens up directions for future work, including analyses of skull modularity patterns in this group and, possibly, comparative analyses of different hypercarnivore morphotypes addressing average skull morphology and morphological integration, as well as diet and possibly other factors

A diversidade de estruturas de captura de presas (tentáculos e braços orais) em medusas adultas está associada a diferentes mecanismos de captura e hábitos alimentares. O entendimento do desenvolvimento dessas estruturas pode esclarecer a mecânica da alimentação e, consequentemente, aumentar o conhecimento sobre as consequências tróficas dos recorrentes blooms de cifomedusas. No entanto poucos estudos descrevem o desenvolvimento inicial das estruturas de captura e sua interação com o ambiente fluido (i.e., número de Reynolds, Re). Em vista disso, o objetivo deste trabalho foi descrever os estágios de desenvolvimento em espécies de Rhizostomeae (Mastigias papua, Cassiopea sp., Cotylorhiza tuberculata, Catostylus townsendi, Catostylus mosaicus, Lychnorhiza lucerna, Phyllorhiza punctata e Rhopilema esculentum) e \"Semaeostomeae\" (Chrysaora plocamia e Aurelia cf. sp. 4), com foco na umbrela e nos braços orais (capítulo 1); testar a hipótese de que diferentes temperaturas durante o crescimento geram desenvolvimento diferenciado da umbrela e dos braços orais, que compensariam o efeito da camada limite sob baixas temperaturas (i.e., baixo Re) para o funcionamento efetivo dessas estruturas como filtros coletores (capítulo 2); caracterizar a distribuição da epiderme ciliada e os fluxos produzidos em éfiras e medusas jovens de Lychnorhiza lucerna, medir a espessura da camada de água que os cílios conseguem mover e calcular o Re em torno dos digitata coberto por cílios (capítulo 3). Para isso as éfiras foram submetidas a tratamentos específicos e fotografadas até completarem 35 dias de idade e foi filmado o transporte de partículas pela epiderme ciliar. Concluímos que a caracterização do desenvolvimento inicial de distintas linhagens de éfiras de Scyphozoa possibilitou o conhecimento da morfologia das medusas, i.e., de suas estruturas natatórias e alimentares, propiciando, assim o entendimento de suas funções. Por sua vez, cifomedusas se mostraram resilientes às variações de temperatura, exibindo um crescimento diferenciado que deve garantir a manutenção das funções das estruturas natatórias e alimentares. A epiderme ciliar está presente ao longo de toda a medusa e moveu uma camada de água de até 0,28 mm. O batimento ciliar colabora com o mecanismo alimentar com o transporte de partículas e atua na dinâmica de mecânica de fluidos por criar fluxos na mesma direção do fluxo gerado pelas contrações umbrelares, ajudando a diminuir o efeito da camada limite. Por fim, ressaltamos que este trabalho mostrou a relevância de se estudar conjuntamente o desenvolvimento morfológico, o comportamento e a mecânica de fluidos para se compreender de forma complementar os mecanismos subjacentes à ecologia alimentar de importantes predadores marinhos como as medusas de Scyphozoa / The diversity of prey capture structures (tentacles and oral arms) in adult jellyfish is associated with different capture mechanisms and feeding habits. The understanding of these structures development can clarify the feeding mechanics and, consequently, increase the knowledge about the trophic consequences of the recurrent jellyfish blooms. However, few studies describe the capture structures initial development and their interaction with the fluid environment (i.e., Reynolds number, Re). The objective of this work was to describe the development stages in Rhizostomeae (Mastigias papua, Cassiopea sp., Cotylorhiza tuberculata, Catostylus townsendi, Catostylus mosaicus, Lychnorhiza lucerna, Phyllorhiza punctate and Rhopilema esculentum) and \"Semaeostomeae\" (Chrysaora plocamia and Aurelia cf. sp. 4) species, focusing on the bell and oral arms (chapter 1); to test the hypothesis that different temperatures during growth generate a differentiated development of the bell and oral arms, which would compensate for the boundary layer effect under low temperatures (i.e., low Re) for the effective functioning of these structures as collector filters (Chapter 2); to characterize the distribution of the ciliated epidermis and the flows produced in ephyrae and young jellyfish of Lychnorhiza lucerna, to measure the water layer thickness that the cilia can move and to calculate the Re around the digitata covered by cilia (Chapter 3). For this, the ephyrae were submitted to specific treatments and photographed until they were 35 days old and the transport of particles through the ciliary epidermis was filmed. We conclude that the initial development characterization of different strains of Scyphozoa ephyrae makes it possible to know the morphology of jellyfish, i.e., their swimming and feeding structures, thus providing an understanding of their functions. On the other hand, scyphomedusa showed to be resilient to the temperature variations, exhibiting a differentiated growth that must guarantee the maintenance of the swimming and food structures functions. The ciliary epidermis is present throughout the jellyfish and has moved a layer of water up to 0.28 mm. The ciliary stroke collaborates with the food mechanism with the transport of particles and acts on the dynamics of fluid mechanics by creating flows in the same direction of the flow generated by the bell contractions, helping to diminish the effect of the boundary layer. Finally, we highlight that this work showed the relevance of jointly studying the morphological development, behavior and fluid mechanics to comprehend in a complementary way the mechanisms underlying the food ecology of important marine predators such as Scyphozoa jellyfish

A criação de inimigos naturais em laboratório pode resultar em mudanças genéticas e fenotípicas drásticas devido às alterações ocasionadas principalmente pela deriva genética, endogamia e seleção natural. Estas alterações podem afetar o fitness das populações e reduzir a capacidade adaptativa às condições naturais. Além disto, a criação de inimigos naturais em hospedeiros alternativos pode comprometer a eficiência em campo. Poucos estudos tiveram como objetivo estudar estratégias para minimizar estes efeitos em condições de laboratório. Quantificar a variação genética em características biológicas pode auxiliar a estimar a resposta adaptativa às condições de criação, além de fornecer informações importantes para o melhoramento de agentes de controle biológico. A hibridização intraespecífica, ou seja, o cruzamento entre populações divergentes também pode ser um método relevante e eficaz para aumentar a aptidão biológica de agentes de controle, uma vez que permite a introdução de variação genética externa capaz de recuperar o fitness de populações mantidas em laboratório por muito tempo. Desta forma, este trabalho teve como objetivo estudar as mudanças genéticas e fenotípicas associadas à criação de Trichogramma galloi nos hospedeiros natural e alternativo, bem como investigar a herdabilidade de caracteres fundamentais para o desempenho do parasitoide e identificar os efeitos da hibridização intraespecífica em populações já estabelecidas em laboratório. Os resultados mostraram que a longevidade, a porcentagem de emergência e o número de parasitoides por ovo do hospedeiro apresentaram um aumento entre gerações para a população mantida no hospedeiro natural, indicando haver sinais de adaptação às condições de criação. No entanto, para a população mantida no hospedeiro alternativo foi observada uma redução na fecundidade e porcentagem de emergência quando oferecido o hospedeiro natural para o parasitismo, indicando haver um custo adaptativo associado à utilização de um novo hospedeiro. Foi possível verificar a existência de variação genética significativa na fecundidade. Em média, 46% da variância fenotípica observada foi determinada pela variância genética aditiva, sendo os demais 54% devido à variância ambiental e componentes genéticos dominantes. Nos cruzamentos intraespecíficos não foram observados casos de heterose, no entanto, foi observada a recuperação do fitness em híbridos obtidos a partir da população que apresentava desempenho inferior. Como conclusões deste trabalho, (i) foi possível detectar sinais de adaptação às condições de laboratório na população mantida no hospedeiro natural e uma menor eficiência sobre a praga alvo ao longo das gerações na população mantida no hospedeiro alternativo; (ii) verificou-se variação genética significativa na fecundidade da população estudada e; (iii) a hibridização intraespecífica se mostrou eficaz para amenizar os efeitos da depressão por endogamia em uma das populações de T. galloi estudada. / The rearing of natural enemies in laboratory conditions can result in drastic genetic and phenotypic changes due to natural selection, inbreeding, and genetic drift. These changes may affect population fitness and reduce the adaptive potential in natural conditions. Moreover, rearing on alternative hosts may compromise field efficiency. Few studies have focused in strategies to minimize these effects in laboratory conditions. Quantify the genetic variation in biological traits can help estimate the adaptive response to rearing conditions in addition to provide important information for the improvement of biological control agents. Intraspecific hybridization, that is, the crossing between different populations may also be an important and effective method to increase fitness, since it introduces genetic variation able to recover the fitness of populations under laboratory for a long time. Thus, the aims of this work were to: study the genetic and phenotypic changes in laboratory populations of Trichogramma galloi on the natural and alternative host, investigate the heritability of fundamental traits to parasitoid success and identify the effects of intraspecific hybridization in populations already established in the laboratory. The results showed that longevity, emergence rate and the number of parasitoids per host egg increased between generations for the population maintained on the natural host, which corresponds to adaptation signs to the rearing conditions. However, the population reared on the alternative host had a reduction in fecundity and emergence rate when exposed to the natural host, indicating that there is a fitness cost associated with the utilization of a new host. It was possible to verify the existence of significant genetic variance in fecundity. On average, 46% of the observed phenotypic variance was determined by the additive genetic variance, with the remaining 54% due to environmental variance and dominant genetic components. In the intraspecific crosses there were no cases of heterosis, however, the recovery of fitness was observed in hybrids obtained from the population with lower performance. In summary, (i) it was possible to detect signs of adaptation to the rearing conditions in the population maintained on the natural host and a reduction in the efficiency on the target pest over the generations in the population reared on the alternative host; (ii) there was significant genetic variation in fecundity of the population studied and (iii) intraspecific hybridization proved to be effective to mitigate the effects of inbreeding depression in one of the populations of T. galloi studied.

Genitálias de machos tendem a apresentar maior elaboração e taxas de evolução mais altas que as de fêmeas, fenômeno cujos mecanismos associados ainda são pouco compreendidos. Nesta tese buscamos explorar tais mecanismos através da compreensão sobre os papéis funcionais e do desenvolvimento por trás da diversificação genital em Pentatomidae. No primeiro capítulo, investigamos o funcionamento das peças genitais externas em machos e fêmeas de espécies de diferentes linhagens, identificando grupos de estruturas que funcionam de forma mais integradas entre si. Mostramos que existem marcas funcionais únicas a algumas linhagens, mas por outro lado algumas características são conservadas e se repetem em todas as espécies. No segundo capítulo, inferimos uma filogenia para Pentatomidae usando dados moleculares e morfológicos, com enfoque na subfamília mais diversa e confusa taxonomicamente, Pentatominae. Identificamos diversas linhagens propostas na literatura com grande suporte, corroboramos a monofilia de Pentatomidae e a polifilia de Pentatominae. No terceiro capítulo, testamos a hipótese de que diferentes componentes genitais em fêmeas possuem maior restrição evolutiva por serem mais integradas durante o desenvolvimento, em comparação aos machos. Corroboramos esta hipótese, e sugerimos que as genitálias dos machos são evolutivamente moldadas pela forma como funcionam na cópula, enquanto a diversificação nas fêmeas é restringida por sua origem ontogenética. / Male genitalia tend to show greater elaboration and evolve faster in relation to females, a phenomenon whose underlying mechanisms are still poorly understood. In this thesis, we explore these mechanisms seeking to understand the functional and developmental roles in the diversification of genitalia in Pentatomidae. In the first chapter, we investigated the function of the external genital parts in males and females from different lineages, with the goal of identifying structures that work in a more integrated fashion. We showed that each species have unique functional signals, but some characteristics are more conserved and invariable. In the second chapter, we inferred a phylogeny to the Pentatomidae using morphological and molecular data, focusing on the most diverse and taxonomically confusing subfamily, Pentatominae. We recognized several lineages proposed on the literature with strong support, corroborate the monophyly of Pentatomidae and the paraphyly of Pentatominae. In the third chapter, we test the hypothesis that different genital components in females are more evolutionarily constrained for being more integrated during the development, comparing to males. We corroborated this hypothesis and suggest that male genitalia are evolutionarily shaped by their functional roles in copula, while the diversification in female genitalia is more constrained due to its ontogenetic origin.

Os efeitos negativos da ocorrência de baixas temperaturas sobre o arroz são de difícil controle e manejo, por ser um fator imprevisível. Embora não seja uma tarefa fácil, em diversas regiões do mundo, já foram desenvolvidas cultivares com adequada tolerância ao frio. O caminho para o desenvolvimento de cultivares deve envolver, a adoção de várias estratégias para tornar o processo de melhoramento desse caráter ágil e preciso. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade genética existente entre os acessos de arroz da subespécie Japonica do Banco de Germoplasma da ESALQ/USP e caracterizá-los a fim de identificar fontes de tolerância ao frio durante a fase reprodutiva. O trabalho foi conduzido em dois anos agrícolas sendo o primeiro experimento em 2013 e o segundo em 2014. No primeiro experimento, foi feita a identificação da diversidade genética por caracteres agromorfológicos e a avaliação do seu rendimento em condições de estresse por baixas temperaturas na fase reprodutiva. A divergência genética entre os acessos foi quantificada por meio de análises estatísticas multivariadas, sendo que foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis. O método de agrupamento utilizado foi o algoritmo de otimização de Tocher e foi feita análise de componentes principais para determinar as variáveis que mais contribuíram para a variabilidade dos acessos. No segundo experimento, os genótipos que apresentaram bom desempenho foram avaliados novamente a fim de identificar aqueles tolerantes ao frio na fase reprodutiva. Foi observada a presença de variabilidade genética para os caracteres avaliados. No primeiro experimento, os acessos japoneses apresentaram em média maior rendimento e massa de mil grãos e menor esterilidade quando comparados com as cultivares comerciais, indicando possível existência de fontes de tolerância ao frio na fase reprodutiva. Considerando simultaneamente as variáveis analisadas, de acordo com o algoritmo de otimização de Tocher, os acessos e cultivares foram reunidos em 37 grupos de similaridade. Os genótipos avaliados no segundo experimento apresentaram elevada esterilidade (próxima a 100%). No entanto, deve-se destacar que foram registradas temperaturas críticas baixas (inferiores a 15°C) ao longo de quase todo o ciclo, especialmente durante o período reprodutivo. / Being an unpredictable factor, the negative effects of occurrence of low temperatures on rice are difficult to control and managed. Although it is not an easy task, in various regions of the world, cultivars have been developed with adequate cold tolerance. The path to the development of cultivars should involve the adoption of various strategies to make the process of improvement of this character more agile and precise. The objective of this study was to evaluate the genetic diversity among rice accessions of Japonica subspecies of the Germplasm Bank of ESALQ / USP and characterize them morphological in order to identify sources of cold tolerance during the reproductive phase. The work was conducted in two years with the first trial in 2013 and the second in 2014. In the first trial, the identification of the genetic diversity of agronomic characters and the evaluation of its performance under stress conditions by low temperatures in the reproductive phase. The genetic divergence among accessions was quantified by means of multivariate statistical analysis, using the Mahalanobis distance. The clustering method used was Tocher optimization algorithm and it was also performed made principal component analysis to determine the variables that contributed the most to the variability of accessions. In the second trial, the genotypes that performed better were evaluated again in order to identify those that were cold tolerant in the reproductive phase. It was observed the presence of genetic variability for all the characters. In the first trial, the Japanese accessions showed on average higher yield and thousand grain weight, and also less sterility compared to commercial cultivars, which may indicate the existence of cold tolerance sources in the reproductive phase. Considering the variables analyzed, according to the Tocher optimization algorithm, accessions and cultivars were divided into 37 groups of similarity. The genotypes used in the second test showed high sterility (close to 100%). However, it should be noted that low critical temperatures were recorded (below 15 ° C) over almost the entire cycle, especially during the breeding season.

As moscas-das-frutas são pragas da fruticultura nas regiões tropicais e subtropicais sendo que a Anastrepha fraterculus (Diptera, Tephritidae) é a espécie de maior importância econômica na Região Neotropical. Na realidade, A. fraterculus corresponde a um complexo de espécies crípticas que apresentam variações com relação ao uso de plantas hospedeiras. O presente estudo teve como objetivo investigar se a utilização de diferentes frutos hospedeiros resulta em diferenças morfológicas e/ou reprodutivas em indivíduos de amostras populacionais de A. sp.1 aff. fraterculus derivadas de diferentes frutos hospedeiros coletados em áreas de simpatria. Foram realizadas análises (a) morfológicas das asas e de conjuntos de cerdas da cabeça, além da descrição dos tipos de sensilas dos flagelos das antenas e (b) da escolha de parceiros reprodutivos entre espécies provenientes de diferentes frutos hospedeiros. As análises de morfometria mostraram variação nas asas relacionadas a diferentes frutos e que o grau de assimetria das estruturas varia entre as diferentes amostras. As análises dos tricomas das asas mostraram que não existe variação numérica de células entre as asas com formas diferentes, indicando que essa variação deve ser devida a diferenças na forma e/ou tamanho das células. As análises de assimetria flutuante em relação ao número de cerdas da cabeça indicaram diferenças entre as amostras. Em relação à assimetria posicional das cerdas, as populações apresentaram diferentes graus de assimetria. A análise das sensilas mostrou que existem diferenças na distribuição de cada tipo ao longo do flagelo, sendo a maior variação na região mediana, mas para quatro dos tipos não foram observadas diferenças nas amostras dos diferentes frutos. No experimento de escolha de parceiro reprodutivo houve uma tendência das fêmeas em escolher machos provenientes do mesmo fruto hospedeiro. No experimento de troca de fruto hospedeiro com uma população de laboratório, os resultados mostraram que houve um decréscimo na taxa de emergência de adultos, além de outros que apresentaram malformações. Os efeitos provocados por essa mudança de substrato do desenvolvimento larval foram distintos para as asas e cerdas, havendo manifestação no aumento da assimetria flutuante apenas nessas últimas. A diferença de resposta das estruturas pode resultar de distinção na robustez dos mecanismos que promovem a estabilidade ontogenética dessas estruturas. No presente estudo foi possível avaliar que o fruto hospedeiro no qual a larva se desenvolve, influencia a morfologia das asas, o reconhecimento de parceiros reprodutivos e pode ser um fator de estresse durante a ontogenia de A. sp.1 aff. fraterculus / The fruit flies of Tephritidae family are insect pests distributed around the tropical and subtropical regions of the world. Among these flies, Anastrepha fraterculus is one of the most important pest species in the Neotropical Region. In reality, A. fraterculus correspond to a complex of cryptic species that shows differences in relation to the usage of host plants for larval development. The present study aimed to investigate if the use of distinct host fruits causes morphological and/or reproductive alterations in individuals from population samples of A. sp.1 aff. fraterculus derived from distinct sympatric fruits. To attain this goal, two series of experiments were conducted: (a) morphological analyses of the wings and of head bristles, besides the description of the sensilla types in the flagellum, and (b) tests on choice of reproductive partners derived from different host fruits. Morphometric analyses show variation in the wings to be associated to distinct fruits and that asymmetry vary among samples. The number of trichomes was invariable in the wings exhibiting subtle morphological distinctions, indicating that the differences might be due to shape and/or size of the cells. Fluctuating asymmetry in the number and position of head bristles is varied significantly among the flies derived from distinct fruits. The analysis on the distribution of sensilla along the flagellum revealed that the distribution of each one is distinct, most of variation occurring at the median region; however for four sensilla types no differences were detected. Experiments on mating choice showed a tendency of females to elect males derived from the same fruit type. The experiments on effects of host fruit changing in a laboratory colony of flies showed that a decrease in adult emergence did occur. An increase in the number of malformed adults was observed. The observed effects of changing the substrate for larval development were distinct for wings and bristles with an increase in the asymmetry of the latter. The distinction in response of the structures is suggestive that differences may exist in the robustness of the mechanisms that afford ontogenetic stability of wings and bristles. The present study indicates that the fruit in which the larvae develop has influence in the morphology of the wings, in the recognition of reproductive partners and may be a stressing factor during the ontogeny of A. sp.1 aff. fraterculus

Widespread changes in gene expression accompany vascular smooth muscle cell (VSMC) phenotypic switching, a hallmark of vascular disease. Upon insult, VSMCs downregulate contractile proteins and upregulate genes linked to vascular remodelling, such as matrix metalloproteinases (MMPs) and pro-inflammatory cytokines. However, the epigenetic mechanisms which regulate VSMC phenotypic switching remain unclear. This thesis explores the role of histone 3 lysine 9 dimethylation (H3K9me2), a repressive epigenetic mark, in regulating the expression of disease-associated VSMC genes. Intriguingly, murine models of VSMC phenotypic switching revealed reduced levels of H3K9me2 upon loss of the contractile state while chromatin immunoprecipitation (ChIP) identified a subset of IL-1α/injury-responsive VSMC gene promoters enriched for H3K9me2. To test the functional importance of H3K9me2 for VSMC gene regulation the methyltransferase G9A/GLP was pharmacologically inhibited in vitro and in vivo. The resulting loss of H3K9me2 attenuated the expression of contractile VSMC markers and significantly potentiated IL-1α/injury-induced expression of MMP and pro-inflammatory genes. H3K9me2-mediated regulation of contractile and IL-1α-responsive VSMC gene expression was confirmed in cultured human VSMCs (hVSMCs). This prompted the use of hVSMCs to investigate the mechanism underlying H3K9me2-dependent regulation of IL-1α-mediated VSMC genes. Interestingly, G9A/GLP inhibition did not influence the level of IL-1α-induced nuclear localisation of the NFkB transcription factor p65 but significantly increased IL-1α-induced p65 binding to the IL6 promoter, correlating with reduced H3K9me2 levels. In contrast, enrichment of p65 was not observed at reported NFkB sites within the MMP3 promoter after IL-1α stimulation. Rather, IL-1α-induced MMP3 expression was dependent on JNK activity and G9A/GLP inhibition potentiated IL-1α-induced binding of the AP-1 transcription factor cJUN to the MMP3 promoter. Collectively, these findings suggest that H3K9me2 plays a role in maintaining the contractile VSMC state and prevents binding of both NFkB and AP-1 transcription factors at specific IL-1α-regulated genes to possibly block spurious induction of a pro-inflammatory state.

Caracteres fenotípicos convergentes em diferentes espécies de insetos herbívoros sugerem uma adaptação funcional a um mesmo hábito alimentar. Nesse sentido, as barreiras apresentadas pelas plantas dificultam o acesso do herbívoro influenciando a evolução de suas estruturas. Espécies de Heliconiini com diferentes padrões alimentares (consumo de tecidos rígidos ou tenros) têm mostrado formas diferenciadas da cápsula cefálica e não existe estudo que explique essas diferenças. Levando em conta que os heliconíneos menos derivados tendem a se alimentar em folhas velhas e os mais derivados em folhas jovens, e que durante o processo de alimentação a mandíbula é a estrutura principalmente associada à mastigação, propomos que dito aumento da cabeça seja devido a modificações sofridas na forma mandibular e ao maior desenvolvimento do músculo adutor da mandíbula, que responde diferencialmente ao tipo de tecido consumido. Avaliamos as alometrias ontogenética e filogenética das mandíbulas das principais linhagens de Heliconiini criadas nas suas plantas hospedeiras preferidas, e mediante o uso de morfometria geométrica, elaboraremos uma proposta filogenética para ser comparada com as relações filogenéticas reconhecidas para o grupo, que também serão reconstruídas nesse trabalho, com base em marcadores moleculares. Identificamos também mediante a morfologia mandibular se as alterações de forma são causadoras das mudanças cefálicas e se correspondem aos diferentes hábitos alimentares apresentados pelas espécies. Para isso, induzimos alometría mudando quanto o comportamento alimentar de uma espécie restrita a folhas novas (tenras) para folhas velhas (rígidas), na procura de possíveis modificações nas mandíbula e músculo adutor. Adicionalmente, usando análises alométricas da mandíbula e músculo adutor, exploramos um aspecto comportamental importante em Heliconiini: a gregariedade, buscando elucidar se o incremento na sobrevivência obtida a altas densidades larvais, já reconhecida no grupo, é ocasionada por facilitação alimentar (comportamento) ou por mudanças alométricas nas estruturas alimentares (morfologia). / Convergent phenotypic traits in different species of herbivorous insects may indicate a functional adaptation to the same feeding habits. The barriers presented by plants hinder the herbivore's access, influencing the evolution of their feeding structures; species of Heliconiini with different feeding patterns (consumption of either tough or soft tissues) have shown different forms of head capsule and there are no studies explaining these differences. Taking into account that the less derived heliconians tend to eat old leaves and the more derived heliconians eat young ones, and that during the feeding process the mandible is main chewing structure, we propose that increase in head size is due to changes in the mandibular form and to greater development of the mandibular adductor muscle that responds differentially to the type of tissue consumed. We evaluate ontogenetic and phylogenetic allometries of the mandibles from the main lineages of Heliconiini that were reared on their favorite host plants. By using geometric morphometry, we tested a corresponding phylogenetic hypothesis to be compared to the molecular phylogenetic relations recognized to the group, also reconstructed in this work based on molecular markers. We also tested, through mandibular morphology, if the changes in shape are caused by cephalic changes in size and if they correspond to the different feeding habits presented by each species. To do this, we induced allometry by experimentally altering feeding behavior of one species restricted to new leaves (soft) to old leaves (tough), searching for possible changes in the mandible and adductor muscle. In addition, using allometric analysis of the mandible and adductor muscle, we explored an important behavioral aspect in Heliconiini -the gregariousness, trying to elucidate whether increase in the survival rates achieved at high larval densities, already recognized in the group, is caused by food facilitation (behavioral effect) or by allometric changes in the feeding structures (morphological cause).