No Brasil, 90% dos 26 mil acidentes ofídicos são ocasionados pelo gênero Bothrops, sendo a espécie Bothrops atrox a predominante na região amazônica brasileira. A região de Santarém (PA) está relacionada com 92% dos acidentes ofídicos, dos quais 20% foram considerados graves. Essa alta incidência pode estar relacionada à diversidade dos cenários florísticos da região, possibilitando a existência de uma amplitude deste gênero. Através do uso da metodologia dos isótopos estáveis do carbono (13C) e do nitrogênio (15N), verificou-se se as variações dos hábitos e fontes alimentares existentes nos diferentes ambientes e usos de solo na Amazônia, neste caso, ambientes de floresta, savana e pastagem, influenciaram na composição isotópica dos tecidos coletados das B. atrox encontradas nestes ambientes. Para a captura das B. atrox e de suas presas em potencial, utilizou-se três métodos de coleta, como encontro ocasional, busca ativa e armadilhas de interceptação e queda (Pit fall traps). Após as capturas, essas serpentes foram mantidas no biotério da FIT e retiradas amostras de tecidos periodicamente. Os tecidos das B. atrox e suas fontes alimentares foram analisados isotopicamente por espectrometria de massas para ?13C e ?15N. As diferentes fontes alimentares das B. atrox, foram isotopicamente distintas nos três ambientes, assim como a incorporação em seus tecidos analisados. Para as B. atrox mantidas no biotério, assim como o alimento de biotério oferecido, obteve-se o turnover de alguns tecidos independentemente do ambiente em que foram coletadas inicialmente. Após algum tempo no biotério, esses animais passaram a ter o sinal isotópico da nova alimentação oferecida, sendo que em alguns tecidos, essa troca refletia rapidamente e em outros tecidos mais lentamente. Este estudo contribuiu para o conhecimento da ecologia da serpente e seu uso dos ambientes, ainda pouco relatados e para o entendimento de turnover em tecidos animais / In Brazil, 90% of 26,000 snakebites are caused by the genus Bothrops, and the Bothrops atrox the predominant species in the Brazilian Amazon. The region of Santarém (PA) is related to 92% of snake bites, of which 20% were considered severe. This high incidence may be related to floristic diversity of scenarios in the region, enabling the existence of an amplitude of this genus. By using the methodology of carbon stable isotope (13 C) and nitrogen (15N), it was found that the changes in eating habits and sources existing in different environments and land use in the Amazon, in this case, forest environments, savannah and pasture, influenced the isotopic composition of the collected tissues of B. atrox found in these environments. To catch the B. atrox and its potential prey, we used three methods of collection, as chance meeting, active surveillance and interception traps and falling (Pit fall traps). After capture, these snakes were kept in the vivarium of the FIT and tissue samples taken periodically. The tissues of B. atrox and their food sources were analyzed isotopically by mass spectrometry for ?13C and ?15N. The different food sources of B. atrox were isotopically different in the three environments as well as its incorporation into tissues analyzed. For B. atrox kept in a vivarium, as well as the vivarium food offered was obtained turnover of some tissues regardless of the environment in which they were originally collected. After some time in the vivarium, these animals now have the isotopic signal of the new offered food, and in some tissues, this change reflected quickly and others more slowly tissues. This study contributed to the knowledge of the ecology of the snake and its use environments, poorly reported and for understanding turnover in animal tissues

As serpentes do gênero Crotalus contribuem com 7,7% dos acidentes ofídicos anuais no Brasil e apresentam a letalidade mais elevada. O veneno crotálico apresenta como componente majoritário a crotoxina, formada pelas sub-unidades fosfolipase A2 (PLA2) e crotapotina, responsável pelos efeitos neurotóxicos e miotóxicos observados nas vítimas de acidente. Nós resolvemos investigar novas estratégias de imunização no sentido de direcionar a produção de anticorpos contra as frações de maior toxicidade do veneno. Utilizamos cavalos como animais soroprodutores, divididos em três grupos experimentais, Animais foram imunizados com veneno de C. d. terrificus, crotoxina, ou PLA2. Os plasmas obtidos foram analisados por testes padrões contra diferentes antígenos crotálicos e comparados com antivenenos produzidos pelo Instituto Butantan. Os resultados obtidos mostram o reconhecimento cruzado do veneno das diferentes Crotalus por todos os antivenenos utilizados, e uma maior especificidade dos plasmas produzidos contra crotoxina e PLA2 pelos componentes de maior toxicidade. / The serpents from Crotalus genus contribute with 7.7% of the annual ophidic accidents in Brazil, and have the highest lethality. The crotalic venom shows crotoxin, formed by the sub-units phospholipase A2 (PLA2) and crotapotin, as a major component and responsible for the neurotoxic and myotoxic effects shown by the snakebite victims. We decided to investigate new immunizations strategies focusing in orientating the immune response against the most toxic fractions of the venom. We used horses as serum producers, divided in three groups. Animals were immunized with either C. d. terrificus venom, crotoxin or PLA2. The plasmas obtained were analyzed by standart immunochemical tests against different crotalic antigens and compared with antivenoms produced by Instituto Butantan. The results show cross-recognition of all Crotalus venoms by the antivenoms, and a higher specificity from the plasmas produced against crotoxin and PLA2 for the most toxic components.

On three days in March each year, the sleepy little town of Sweetwater, Texas transforms into the rattlesnake capital of the world. Snake hunters and curious tourists converge on the town of 12,000 for the Annual Sweetwater Rattlesnake Roundup. On the outside of the Nolan County Coliseum, the smell of funnel cakes and hot-dogs fills the air as vendors sell snacks and souvenirs. However the real action is inside where snakes collected from all over the state lay in piles by the thousands, waiting to be sexed, milked and ultimately killed. Through interviews and observational footage, "Snakes Alive!" explores the Sweetwater Rattlesnake Roundup, those that participate in the event, and the elements that make it an unabashed West Texas tradition.

A reprodução é custosa para ambos os sexos, mas a magnitude dos gastos e sua relação com o sucesso reprodutivo diferem entre os gêneros. Os custos reprodutivos são divididos em duas categorias: custos de sobrevivência e custos energéticos. Crotalus durissus possui um ciclo reprodutivo sazonal com cópula ocorrendo no outono e a parturição no final no verão. Os machos competem por fêmeas receptivas. A inferência de custos reprodutivos associados à sobrevivência foi realizada por meio de levantamentos das taxas de atividade entre machos e fêmeas. A variação da quantidade de gordura abdominal e dos substratos energéticos do fígado e dos rins foi avaliada para mensurar o custo energético. Os resultados sugerem que para fêmeas a reprodução exige um alto investimento energético evidenciado pelos maiores níveis de gordura abdominal e de lipídios no fígado durante a fase vitelogênica e o padrão de atividade diferenciada entre machos e fêmeas sugere que a estação reprodutiva embute um custo de sobrevivência maior para os machos. / Reproduction is costly for both sexes, but the magnitude of spending and its relation to reproductive success differ between genders. Reproductive costs are divided into two categories: survival costs and energy costs. Crotalus durissus has a seasonal reproductive cycle with mating occurring in the fall and parturition in late summer. The males compete for receptive females. The inference of survival costs was accomplished through surveys of activity rates between males and females. The variation of the amount of abdominal fat and energy substrates in liver and kidneys was evaluated to measure the energy cost. The results suggest that for females reproduction requires a high energy investment - evidenced by the higher levels of abdominal fat and lipids in the liver during vitellogenic phase and activity patterns differentiated between males and females suggests that the reproductive season embeds a higher cost of survival for males.

Bothrops jararaca é uma das principais serpentes responsáveis por acidentes ofídicos em São Paulo. O efeito do envenenamento pode ser local ou sistêmico, os quais são mediados por uma variedade de componentes do veneno. Considerando que, em animais vertebrados, o fígado desempenha atividades metabólicas essenciais, além de ser o principal órgão responsável pela síntese de proteínas do plasma, a obtenção do transcriptoma deste é de extrema importância para o estudo destas proteínas. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o perfil de expressão de RNA no fígado de B. jararaca. Para isto foram obtidas 1700 sequências nucleotídicas denominadas Expressed Sequences Tags (ESTs). As sequências de nucleotídeos foram reunidas em 260 contigs, que foram submetidos ao banco de dados NCBI GenBank usando os algorítimos Blastx e Blastn. dos transcritos tiveram hit com banco de dados NR enquanto 30,5% das ESTs não tiveram homologia. De acordo com a análise do Gene Ontology (GO), os transcritos foram designados para processo biológico, componente celular e função molecular. A maioria dos transcritos foram agrupados em processo biológico, distribuídos em processo metabólico, processo celular e regulação biológica. No entanto, as atividades de ligação proteica, catalítica e de atividade regulatória enzimática foram as principais categorias relacionadas à função molecular. A análise do componente celular apresentou maior número de transcritos envolvidos com a parte celular, região extracelular e restrito a membrana de organela. O maior grupo de transcritos foi relacionado a inibidores de metaloproteases, inibidores de serinoproteases e inibidores de PLA2. Estudos de expressão gênica de alguns alvos selecionados na biblioteca de cDNA de B. jararaca foram realizados para comparação da expressão entre serpentes jovens e adultas. Esses resultados fornecem dados que poderão auxiliar nos estudos filogenéticos entre as diferentes espécies de serpentes e investigar a diferença no padrão da expressão gênica, fornecendo dados importantes sobre a biologia desses animais, contribuindo assim para a elucidação da fisiologia desses animais. Além disso, será útil na identificação de moléculas que possam ser candidatas a alvos terapêuticos. / Bothrops jararaca is the main responsible for snake bites in São Paulo. There are both local and systemic envenomation effects, which are mediated by a variety of venom components. Considering that in vertebrate animals the liver is an important organ responsible for synthesis of plasma proteins, it would be valuable to get transcriptomic information about it. Thus, the aim of this work was to analyze expression profile at RNA level in B. jararaca liver. For this purpose, we sequenced 1700 Expressed Sequence Tags (ESTs) from a cDNA library of B. jararaca liver. Nucleotide sequences were assembled into 260 contigs, which were submitted to the GenBank NCBI database using BLASTX and BLASTN algorithms. Transcripts showed 43% hits with NR database while 30.5% of ESTs had no homology. According to Gene ontology (GO) analysis, transcripts were assigned for biological process, cellular component and molecular function. Majority of transcripts were classified in biological process category distributed in metabolic process, cellular processes and biological regulation, whereas binding and catalytic activities were the main category in molecular function. Cellular component analysis identified transcripts related to cell part, extracellular region and membrane-bounded organelle. The major group of transcripts was related to metalloproteinase inhibitors, followed by serine proteinase inhibitors and phospholipase A2 inhibitors. Studies of gene expression of some selected targets in the cDNA library of B. jararaca, by real time PCR were performed to compare expression in juvenile and adult snake specimens. Our results will help in studies of phylogenetic relationships between different snake species, and investigate differences in gene expression pattern. In addition, our findings are also helpful in the identification of active compounds for development of improved therapeutics for snake bites.

No Brasil, 90% dos 26 mil acidentes ofídicos são ocasionados pelo gênero Bothrops, sendo a espécie Bothrops atrox a predominante na região amazônica brasileira. A região de Santarém (PA) está relacionada com 92% dos acidentes ofídicos, dos quais 20% foram considerados graves. Essa alta incidência pode estar relacionada à diversidade dos cenários florísticos da região, possibilitando a existência de uma amplitude deste gênero. Através do uso da metodologia dos isótopos estáveis do carbono (13C) e do nitrogênio (15N), verificou-se se as variações dos hábitos e fontes alimentares existentes nos diferentes ambientes e usos de solo na Amazônia, neste caso, ambientes de floresta, savana e pastagem, influenciaram na composição isotópica dos tecidos coletados das B. atrox encontradas nestes ambientes. Para a captura das B. atrox e de suas presas em potencial, utilizou-se três métodos de coleta, como encontro ocasional, busca ativa e armadilhas de interceptação e queda (Pit fall traps). Após as capturas, essas serpentes foram mantidas no biotério da FIT e retiradas amostras de tecidos periodicamente. Os tecidos das B. atrox e suas fontes alimentares foram analisados isotopicamente por espectrometria de massas para ?13C e ?15N. As diferentes fontes alimentares das B. atrox, foram isotopicamente distintas nos três ambientes, assim como a incorporação em seus tecidos analisados. Para as B. atrox mantidas no biotério, assim como o alimento de biotério oferecido, obteve-se o turnover de alguns tecidos independentemente do ambiente em que foram coletadas inicialmente. Após algum tempo no biotério, esses animais passaram a ter o sinal isotópico da nova alimentação oferecida, sendo que em alguns tecidos, essa troca refletia rapidamente e em outros tecidos mais lentamente. Este estudo contribuiu para o conhecimento da ecologia da serpente e seu uso dos ambientes, ainda pouco relatados e para o entendimento de turnover em tecidos animais / In Brazil, 90% of 26,000 snakebites are caused by the genus Bothrops, and the Bothrops atrox the predominant species in the Brazilian Amazon. The region of Santarém (PA) is related to 92% of snake bites, of which 20% were considered severe. This high incidence may be related to floristic diversity of scenarios in the region, enabling the existence of an amplitude of this genus. By using the methodology of carbon stable isotope (13 C) and nitrogen (15N), it was found that the changes in eating habits and sources existing in different environments and land use in the Amazon, in this case, forest environments, savannah and pasture, influenced the isotopic composition of the collected tissues of B. atrox found in these environments. To catch the B. atrox and its potential prey, we used three methods of collection, as chance meeting, active surveillance and interception traps and falling (Pit fall traps). After capture, these snakes were kept in the vivarium of the FIT and tissue samples taken periodically. The tissues of B. atrox and their food sources were analyzed isotopically by mass spectrometry for ?13C and ?15N. The different food sources of B. atrox were isotopically different in the three environments as well as its incorporation into tissues analyzed. For B. atrox kept in a vivarium, as well as the vivarium food offered was obtained turnover of some tissues regardless of the environment in which they were originally collected. After some time in the vivarium, these animals now have the isotopic signal of the new offered food, and in some tissues, this change reflected quickly and others more slowly tissues. This study contributed to the knowledge of the ecology of the snake and its use environments, poorly reported and for understanding turnover in animal tissues

Active contours have been proven to be a powerful semiautomatic image segmentation approach, that seems to cope with many applications and different image modalities. However, they exhibit inherent drawbacks, including the sensibility to contour initialization due to the limited capture range of image edges and problems with concave boundary regions. The Gradient Vector Flow replaces the traditional image force and provides an enlarged capture range as well as enhanced concavity extraction capabilities, but it involves an expensive computational effort and considerably increased memory requirements at the time of computation. In this paper, we present an enhancement of the active contour model to facilitate semiautomatic contour detection in huge images. We propose a tile-based image decomposition accompanying an image force computation scheme on demand in order to minimize both computational and memory requirements. We show an efficient implementation of this approach on the basis of general purpose GPU processing providing for continuous active contour deformation without a considerable delay.

Population genetic structure is widespread in many organisms and can be found at small spatial scales. Fine-scale differentiation is the result of ecological and evolutionary processes working together to produce an overall pattern, but the relative importance of these factors in population differentiation is poorly understood. The goals of my research were to describe patterns of population genetic differentiation and to identify ecological and evolutionary factors important for population divergence. To this end, I investigated several aspects of genetic differentiation for three vertebrates in northern California. The focal species were the terrestrial garter snake (Thamnophis elegans) and the common garter snake (Thamnophis sirtalis) that occupy a series of ponds, lakes and flooded meadows in northern California. I found significant genetic differentiation and isolation by distance, as well as correlated patterns of pairwise divergence in both species. Independent estimates of effective population size and bi-directional migration rates also uncovered source-sink dynamics in both species that suggest frequent extinction-recolonization events within a metapopulation context. The generality of source-sink dynamics for an ecologically similar species within the same ecosystem was explored using a third species, B. boreas. I also identified ecological correlates of several population genetic parameters for all three species. Although F[subscript ST] were similar, B. boreas had larger effective population sizes, lower migration rates, lacked source-sink dynamics, and appeared to be in migration-drift equilibrium, indicative of a temporally stable population structure. A clustering analysis identified a series of block faults as a common barrier to dispersal for both garter snakes, and ecological correlates were found to be more similar among response variables than within species. I then compared degree of genetic differentiation at quantitative traits with that at neutral markers to infer strength of selection and adaptive divergence between two ecotypes of T. elegans. Selection on most traits was relatively weak, but strong diversifying selection was found for background coloration, total number of ventral scales and number of infralabials. Overall, my research documented ecological and evolutionary processes associated with population differentiation in a metacommunity and respresents an important contribution toward the unification of ecology and evolutionary biology. / Graduation date: 2005

Estudando uma comunidade de serpentes da Serra da Mantiqueira, foram encontradas 11 espécies de serpentes, e constatada a superioridade numérica de indivíduos da família Viperidae. As áreas abertas foram as mais freqüentadas, além de mostrar maior riqueza de espécies. A maioria das espécies encontradas apresenta a viviparidade como modo reprodutivo. A altitude mostrou influenciar a distribuição e abundância das espécies. As três espécies mais abundantes foram B. neuwiedi, B. jararaca e C. durissus, e são apresentadas informações de sua história natural. As fêmeas são maiores e mais robustas do que os machos. Entre filhotes, o dimorfismo sexual não ocorre ou é restrito. Fêmeas são mais ativas na primavera e no verão, e machos no outono. As fêmeas parecem ser mais agressivas. As três espécies alimentam-se preferencialmente de pequenos mamíferos. A espermatogênese e a vitelogênese são sazonais, e machos e fêmeas estocam espermatozóides no trato genital a fim de harmonizarem seus ciclos. O nascimento dos filhotes ocorre no verão. / This study was conducted in the Serra da Mantiqueira, and show biological and ecological aspects within a community of snakes. Eleven species were found. The snakes was mostly found in open areas, and open areas also showed a greater richness of species. A significant percentage of the species reproduced by viviparity. Altitude influenced the abundance and distribution of the species. The three dominant species of snakes was B. neuwiedi, B jararaca and C. durissus. Females are bigger and stronger then the males. Among the young, sexual dimorphism does not happen or it is restricted. Females also showed increased activity during the spring and summer, whiles males had increased activity levels during the autumn months. Females were more aggressive. These three species feed primarily on small mammals. Spermatogenesis and vitellogenesis are seasonal, and males and females show sperm storage in the genital tract so their cycles are harmonized. B. jararaca is bigger and stronger than B. neuwiedi, and female B. jararaca have larger and heavier litters.

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