UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA

Charge publicada na “Punch Magazine” no dia 6 de dezembro de 1881, logo após o

dias.

À minha orientadora Profª Dra. Maria Raquel Santos Carvalho, pela orientação e

ensinamentos que contribuíram para a realização deste trabalho.

Aos coordenadores do programa de Pós-graduação em Genética, Prof. Vasco Azevedo e

Prof. Evanguedes Kalapothakis, pelo contínuo incentivo e aos funcionários da secretaria, por

cuidar da parte burocrática.

Ao aluno de iniciação científica Sávio Henrique de Cicco Sandes, estagiário presente e

atuante, que trabalhou muito e também me divertiu nos momentos de tensão. À técnica

Marlene de Miranda, pelo preparo de soluções, organização do laboratório permitindo que

Projeto Minhocuçu, em especial à Silvia Campos, pela colaboração e coleta das amostras.

Aos colegas de outros laboratórios, em especial: à Tatiana Moura Barroca e demais

responsáveis pelo ABI3130 que passaram pelo LBMM pela paciência e atenção com meus

sequenciamentos, quase que diários; ao Wagner Carlos Magalhães e Moara Machado do

LDGH pela boa vontade e suporte com análises de bioinformática e por ensinar passo a

passo o Pipeline desenvolvido por eles;

Aos colegas e amigos encontrados na Pós-Graduação, sempre presentes, especialmente ao

“Bonde do E3” e à Flavinha e ao Gui, amizade herdada após organização do simpósio.

Às amigas das antigas: Carolzinha e Rê; e aos amigos da PUC, que compreenderam minha

ausência em alguns momentos e mesmo assim ficaram sempre do meu lado.

Acima de tudo, à minha amada família: Pai e Mãe pelo amor incondicional e pelo incentivo

constante, meus irmãos pela torcida e força, e meu grande amor Eduardo, pelo

Lista de Figuras viii

Lista de Tabelas viii

Lista de Abreviaturas, Siglas e Unidades x

RESUMO 12

INTRODUÇÃO GERAL 13

Sobre a espécie Rhinodrilus alatus 13

alatus (Annelida, Clitellata, Lumbricina, Glossoscolecidae) 19

ABSTRACT 20

INTRODUCTION 21

MATERIALS AND METHODS 22

RESULTS 26

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 55

Figure 1 50

Figure 2 51

Figure 3 52

Figura 4 53

A biodiversidade do planeta vem sofrendo uma rápida diminuição como

consequência de ações antrópicas, seja de maneira direta ou indireta. Dentre essas ações,

destacam-se a destruição de habitats e fragmentação, a super exploração, a poluição e a

2007). A partir daí, atua a Genética da Conservação, que faz uso de teorias e técnicas da

genética para tentar minimizar o risco de extinção de espécies ameaçadas. As principais

atividades propostas por essa disciplina são: o manejo genético de populações reduzidas,

afim de se preservar a diversidade genética e minimizar endocruzamentos; a resolução de

incertezas taxonômicas e identificação de unidades de manejo; e o uso da genética

molecular na análise forense e na elucidação da biologia das espécies (Frankham et al

2002; O’Brien 1994). Nesse contexto, os estudos de estrutura genética revelam como a

variação genética está distribuída dentro e entre populações e espécies, afim de se

2006). Assim, estudos com marcadores moleculares são capazes de inferir sobre tais

fatores evolutivos e os processos históricos que modularam a estrutura genética da

população. Desse modo, o conhecimento da variação intra-específica pode contribuir para a

criação de estratégias de conservação de espécies, já que é possível a identificação de

unidades de manejo (O’Brien 1994).

Outra abordagem que utiliza a variação existente dentro de espécies é a

Filogeografia, que estuda os princípios e processos que geraram as distribuições

geográficas de linhagens genealógicas. Essa é uma disciplina relativamente recente, que

busca integrar diferentes áreas como a genética molecular, genética de populações,

etologia, demografia, filogenia, paleontologia, geologia e geografia histórica (Avise 2000). O

uso da informação existente em árvores filogenéticas, juntamente com dados de distribuição

da Terra. James (2004) mostra algumas razões e exemplos para a aplicação da sistemática

e da biogeografia de minhocas na compreensão da história geológica da Terra,

particularmente em relação ao movimento da crosta terrestre. Por serem considerados

organismos com baixa dispersão, a distribuição de minhocas pode ser justificada, muitas

vezes, somente por conexões passadas entre regiões e por eventos de vicariância.

solo através da capacidade de alterar seu habitat e criar novos ambientes para outros

organismos. Dentre as modificações pode-se citar o aumento da porosidade, formação de

matéria orgânica, alteração da microbiota e fornecimento de nutrientes por meio de suas

fezes (Römbke et al. 2005). Do ponto de vista ecológico, são organismos fundamentais em

algumas redes alimentares, sendo presas para vários vertebrados e invertebrados

(Symondson 2000). Além disso, sua importância é ainda mais valorizada, uma vez que são

bioindicadores ambientais, reforçando a necessidade de estudos de estrutura e diversidade

isoenzimas (Haimi et al. 2007), RAPD (Kautenburger 2006; Lentzsch & Golldack 2006),

microssatélites (Harper et al. 2006; Velavan et al. 2007) e haplótipos de mtDNA (Heethoff et

al. 2004; Field et al. 2007 e Cameron et al. 2008).

O estudo da diversidade genética, estrutura de populações e filogeografia de

populações de minhocuçus é inédito, não havendo seqüências disponíveis dessa espécie

em banco de dados. Recentemente, foram depositadas no “Barcode of Life Data System”

sequências do gene da Subunidade I da Citocromo c Oxidase para três indivíduos do

gênero Rhinodrilus coletados na Amazônia (www.barcodinglife.org). Entretanto, tais

sequências não estão disponíveis para a comunidade. A espécie mais próxima com

sequências disponíveis é a Lumbricus rubellus (Hoffmeister, 1843) com mais de 20.000

sequências (NCBI 2009). Desse modo, esse é o primeiro esforço em descrever a estrutura e

O surgimento da reação em cadeia da polimerase (PCR) (Saiki et al. 1985) marcou o

início da revolução na biologia molecular. Aliado a isso, o uso de iniciadores universais

dos processos demográficos quando baseados em diferentes sistemas moleculares, trazem

uma interpretação mais real dos fatos. Essa abordagem multiloci permite acessar a

evolução molecular de acordo com diferentes taxas evolutivas.

O DNA mitocondrial animal (DNAmt), com poucas exceções, é um molécula circular

com cerca de 15 a 20 kilobases de tamanho composto por 37 genes, sendo que 22 deles

codificam RNAt, 2 RNAr e 13 codificam proteínas relacionadas no transporte de elétrons e

na fosforilação oxidativa (Avise 2004). Algumas características típicas do DNAmt o tornam

ferramentas valiosas para análises genéticas: ocorrência de milhares de cópias dentro das

como o uso consolidado de primers universais testado em alguns filos de invertebrados

(Folmer et al. 1994), e um grande alcance de sinal filogenético, sendo utilizado tanto na

discriminação de espécies relacionadas, quanto na diferenciação de grupos filogeográficos

dentro da mesma espécie (Hebert 2003). Assim como nos demais genes DNAmt

codificantes a maior incidência de substituições nucleotídicas ocorrem na terceira posição

do códon, sendo que muitas vezes as substituições são ditas silenciosas, pois não

provocam mudança de aminoácido (Simon et al. 1994).

Os genes de RNA ribossômico no núcleo de células eucarióticas geralmente ocorrem

em elementos repetidos em tandem. Cada unidade repetitiva é composta por sequências

altamente conservadas que codificam os genes ribossomais (subunidades 18S, 5.8S e 28S)

e por regiões espaçadoras menores e mais variáveis. O espaço interno transcrito 1 está

presente entre o RNAr 5.8S e 28S. Ambos variam de tamanho entre e, às vezes, dentro de

espécies (Lewin 2004). Por conseguinte, esse segmento tem como característica taxas

diferentes de divergência entre as regiões codificadoras e os espaçadores, e uma evolução

em conjunto (Concerted Evolution). Esse processo evolutivo sugere que unidades repetidas

tendem ser homogeneizadas em sequências dentro das espécies ao invés de evoluir

Molecular Ecology, conforme descrito a seguir.