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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.47.2019.tde-24012019-150846
Documento
Autor
Nome completo
Guido Barbieri Bittencourt
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Ventura, Dora Selma Fix (Presidente)
Bonci, Daniela Maria Oliveira
Henriques, Leonardo Dutra
Yovanovich, Carola Anabel Mariana
Título em português
Morfologia dos fotorreceptores e genética dos pigmentos visuais de Bothrops jararaca e Crotalus durissus terrificus (Serpentes, Viperidae)
Palavras-chave em português
Ecologia visual
Ffotorreceptores
Opsinas
Retina
Serpentes
Viperidae
Resumo em português
Serpentes habitam grande diversidade de habitats na maior parte do planeta. Tamanha variedade ambiental implica o desempenho de distintos nichos ecológicos e padrões comportamentais, muitas vezes relacionados a diferentes adaptações de seus sistemas visuais. Não apenas a dispersão destes animais oferece oportunidades privilegiadas de investigação, os diversos e particulares históricos evolutivos neste grupo demarcam transições ambientais convenientes para esclarecer a influência da cena visual sobre a organização de sistemas visuais, comportamentos e a filogenia. A análise comparativa da retina destes animais traz informações a respeito de adaptações comportamentais e ecológicas relativas ao ambiente e padrões circadianos de atividade. Neste trabalho foi realizada a análise dos genes de fotopigmentos visuais e da morfologia dos fotorreceptores de duas espécies de serpentes da família Viperidae, Bothrops jararaca e Crotalus durissus terrificus. Três indivíduos de cada espécie foram obtidos junto ao laboratório de Herpetologia do Instituto Butantan. O RNA total foi extraído a partir de retinas homogeneizadas e convertido em cDNA por meio da reação de transcriptase reversa. Os genes de interesse foram amplificados com uso de primers específicos por meio de reação em cadeia de polimerase (PCR). Após purificação dos produtos de PCR foi realizado o sequenciamento dos genes de opsinas visuais expressos nas retinas das duas espécies, lws, rh1 e sws1. Cada opsina, maximamente sensível a uma banda espectral específica e presente em diferentes populações de fotorreceptores da retina, teve o seu pico de absorção estimado com base na estrutura proteica revelada. Adicionalmente, foi conduzida análise dos tipos celulares de células fotorreceptoras da retina das duas espécies de viperídeos, por meio da técnica de imunohistoquímica, visando caracterização morfológica dos fotorreceptores em que estão compreendidas cada classe de opsina. Os resultados obtidos apontam para os mesmos grupos morfológicos de fotorreceptores e a mesma sensibilidade espectral dos respectivos pigmentos visuais, das duas espécies analisadas: cones simples e cones duplos com o fotopigmento LWS, e pico de sensibilidade espectral (max) estimado em ~555nm; cones simples com o fotopigmento SWS1, e max estimado em ~360nm; e bastonetes, com o fotopigmento RH1, com max de ~500nm. Desta forma conclui-se similaridade do nicho ecológico e do histórico natural das duas espécies, que apontam para adaptações ao habito noturno. Isto demonstra o sucesso evolutivo e a versatilidade proporcionada pela disposição de retina duplex dominada por bastonetes. Em B. jararaca e C. d. terrificus, serpentes da subfamília Crotalinae, estas características de organização do sistema visual são somadas à capacidade de detecção de comprimentos de onda infravermelhos, o que aponta para similaridades em relação a serpentes do grupo Henophidia, consideradas evolutivamente mais primitivas, e consagra novamente a vantagens obtidas na manutenção deste padrão sensorial
Título em inglês
Not informed by the author
Palavras-chave em inglês
Opsins
Photoreceptores
Retina
Snakes
Viperidae
Visual ecology
Resumo em inglês
Serpents inhabit a great diversity of habitats around the planet. Such environmental variability implies the performance of distinct ecological niches and behavior patterns that are related to different visual system adaptations. The diversity of environments inhabited by snakes and their evolutionary history provides a privileged investigative opportunity on the adaptive organization of the visual systems, specific behaviors and phylogeny. The comparative analysis of the retina of those animals provide many information concerning behavior and ecological adaptations related to their respective environment and circadian rhythm patterns. In this study, we performed genetic analysis of the opsin genes and morphological analysis of the photoreceptors of two snakes from the Viperidae family, Bothrops jararaca and Crotalus durissus terrificus. Three subjects of each species were collected at the Butantan Institute. Total RNA was extracted from homogenized retinas, and mRNA was converted to cDNA by reverse transcriptase reaction. The opsin genes lws, rh1 and sws1 were amplified by polymerase chain reactions (PCR), using specific primers. Each opsin is expressed in a different photoreceptor population and is maximally responsive to a determined spectral absorption peak (max) that was inferred according to the protein structure. Additionally, photorreceptor cell populations were analyzed using immunohistochemistry technique. Results point out to the same morphological cell populations and the same absorption peak in their respective opsins in the two species: double and single cones with the LWS photopigment and estimated max at ~555nm; single cones with the SWS1 photopigment and max at ~360nm; and rods with the rhodopsin RH1 photopigment and max at ~500nm. In this way, great similarity of ecological niche and natural history was concluded for both species, which present adaptations to the nocturnal habit. This should demonstrate the great evolutionary success and versatility attained by the rod-domminated duplex retina. In B. jararaca and C. d. terrificus, snakes from the Crotalinae subfamily, those retinal features are summed to the capability of infra-red detection, which point out to similarity with snakes from the basal Henophidia group
 
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Guido_Corrigida.pdf (1.63 Mbytes)
Data de Publicação
2019-01-31
 
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