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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2015.tde-01102015-135856
Document
Author
Full name
Adriana Moriguchi Jeckel
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Grant, Taran (President)
Machado, Glauco
Pimenta, Daniel Carvalho
Title in Portuguese
Defesa química em Melanophryniscus moreirae: a diversidade de alcaloides aumenta à medida que os indivíduos envelhecem?
Keywords in Portuguese
Anfíbios
Bufonidae
Osteocronologia
Abstract in Portuguese
Anfíbios possuem uma grande diversidade de toxinas na pele que os defendem contra predadores e patógenos. Essas substâncias podem ser produzidas endogenamente ou sequestrados da dieta composta por artrópodes. Independentemente da origem, os compostos químicos podem variar muito entre espécies, entre populações da mesma espécie e até mesmo entre indivíduos de uma mesma população. Diferenças entre espécies e entre diferentes populações podem ser explicadas por diferenças na capacidade de produção ou sequestro de toxinas, por pressões ecológicas diferentes e por presença de artrópodes que contém alcaloides no ambiente. As variações entre indivíduos de uma mesma população são comuns, porém a causa ainda não foi totalmente compreendida. A nossa hipótese é que parte dessas variações ocorrem pela diferença de idade entre indivíduos da mesma população. A diversidade de toxinas presente na pele de um indivíduo representa o balanço entre o tempo de vida, a produção e/ou sequestro dos compostos e a liberação dos mesmos para proteção. Para testar a nossa hipótese, nós escolhemos a espécie Melanophryniscus moreirae, um anuro da família Bufonidae, endêmico da Serra da Mantiqueira, Brasil. Esta espécie faz parte do único gênero desta família capaz de sequestrar alcaloides lipofílicos da dieta, e existem estudos que detectaram compostos biossintetizados. As análises através de cromatografia a gás acoplada a um espectrômetro de massas resultaram em grandes quantidades de alcaloides e de bufotenina, uma amina biogênica, com grande variância entre os indivíduos. A determinação da estrutura etária da população foi feita através de osteocronologia. Determinando a idade de cada indivíduo, foi possível identificar diferenças na idade de maturidade entre os sexos, e supor uma explicação para o dimorfismo sexual encontrado. Testamos a nossa hipótese aplicando três regressões múltiplas com idade, sexo e massa da pela como variáveis explicativas, e número de alcaloides, quantidade de alcaloides e quantidade de bufotenina como as variáveis resposta de cada regressão. O número de alcaloides foi explicado pela idade, demonstrando que quanto mais velho é o animal, mais ele se alimentou, e maior é a probabilidade de ter se alimentado de diferentes fontes de alcaloides. Nosso estudo explica uma parte da variação de toxinas em anuros, porém, mais estudo será necessário para compreender esse sistema complexo de defesa química.
Title in English
Chemical defense in Melanophryniscus moreirae: does alkaloid diversity increase as individuals grow older?
Keywords in English
Amphibia
Bufonidae
Skeletochronology
Abstract in English
Amphibians have a great diversity of toxins in their skin to defend them against predators and pathogens. These compounds can be either produced or sequestrated from an arthropod diet. Independently of origin, these chemical compounds vary in composition between different species, between populations of the same species and even individuals of the same species. Differences between species and populations could be explained by differences in production or sequestration capacity, ecological pressures and alkaloid-containing arthropods availability. Variations among individuals of the same population are common, but the cause of this variation is not very well understood. We hypothesize that part of this variation is explained by differences in age of the individuals. The diversity of toxins in the skin is represents the balance between lifespan, production and/or sequestration of compounds and their use for protection. To test our hypothesis we used the species Melanophryniscus moreirae, a bufonid toad, and endemic from Serra da Mantiqueira, Brazil. This species belongs to the only genus of this family that has the ability to sequester alkaloids from the diet, and other studies had also detected biossynthesized compuonds. The Gas-Chromatography/Mass Spectrometry analysis resulted in high amounts of alkaloids and bufotenine, a biogenic amine, with high variance among individuals. We determined the age structure of this population by skeletochronology. By determining their age, we could find differences in maturation age between the sexes, and assume possible explanations for the size sexual dimorphism. We applied three multiple regression analysis to test our age hypothesis, with age, sex and skin mass as explanatory variables, and number of alkaloids, quantity of alkaloids and quantity of bufotenine as response variable of each regression. Age explained number of alkaloids, showing that the older the animal is, more it ate and the probability of eating from different alkaloid source is higher. Our study explains part of the chemical compound variation, but more study is needed to understand this complex system of chemical defense.
 
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Publishing Date
2015-10-06
 
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