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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.42.2023.tde-06102023-091102
Documento
Autor
Nome completo
Norton Felipe dos Santos Silva
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Silva, Jose Roberto Machado Cunha da (Presidente)
Hara, Marcos Ryotaro
Iwai, Leo Kei
Riciluca, Katie Cristina Takeuti
Título em português
Morfologia, química e função na glândula da membrana artrodial e química de hidrocarbonetos cuticulares em um opilião (arachnida, opiliones)
Palavras-chave em português
comunicação química
feromônio de contato
lubrificação
membrana intersegmentar
opiliões
Resumo em português
O processo de artropodização inclui a evolução de um exoesqueleto rígido que está na origem de uma série de modificações morfológicas. As pernas articuladas, por exemplo, são possíveis justamente por haver partes rígidas que permitem a sustentação do corpo e ao mesmo tempo a inserção de musculatura internamente. Enquanto músculos, pressão hidráulica e tendões comandam os movimentos, uma vasta gama de estruturas sensoriais externalizadas no exoesqueleto recebe estímulos do ambiente e glândulas diversas atuam no bom funcionamento, proteção, balanço hídrico e comunicação entre indivíduos. As articulações das pernas precisam permitir movimento entre as partes rígidas que ligam. Estas áreas do corpo são revestidas por uma membrana artrodial cujo revestimento mais delgado possibilita movimento. Estas membranas possuem aberturas glandulares conhecidas unicamente por fotos de microscopia eletrônica de varredura. No corpo principal deste doutorado, então, investimos no aprofundamento do conhecimento sobre esta região, buscando entender sua estrutura interna, química de seus componentes e compreensão da função de tais químicos. Do ponto de vista morfológico, descrevemos os componentes teciduais e celulares da membrana artrodial por meio de técnicas diversas como microscopia eletrônica de varredura, óptica e de transmissão. Para a descrição química, utilizamos testes histoquímicos, de cromatografia líquida de alta performance, eletroforese e espectrometria de massas. Já para o estudo da função das secreções, quantificamos os componentes por meio de um espectrofotômetro, fracionamos e analisamos os componentes com cromatografia líquida de alta performance, incubamos e determinamos o grau de inibição de crescimento de fungos e bactérias. Os resultados obtidos após o uso desta diversidade de técnicas são descritos em detalhes em cada capítulo e seus respectivos resumos. Mas obtivemos a primeira descrição de uma glândula de membrana artrodial, proteômica e demonstração de ação antifúngica e antibacteriana nestas secreções em aracnídeos da ordem Opiliones. Em uma parte adicional deste doutorado, investigamos uma propriedade do exoesqueleto também completamente desconhecida em opiliões (Opiliones): os hidrocarbonetos cuticulares. Estes primariamente minimizam perda d´água, mas também são conhecidos por possuírem inúmeras funções nas interações de artrópodes com outros animais. Tipicamente, são químicos de contato que participam em reconhecimento específico e sexual, além de prover inúmeras informações sobre o indivíduo. Em opiliões, há amplas evidências da importância da quimiorrecepção de contato, tanto do ponto de vista do emissor quanto do receptor. Entretanto, não tínhamos ideia de quais químicos atuariam nestas interações. Descrevemos, então, os hidrocarbonetos cuticulares de ambos os sexos em uma espécie de opilião, tendo detectado inúmeros químicos utilizados em comunicação química em outros taxa, além de diferença entre machos e fêmeas. A tese está dividida em 4 capítulos independentes, mas sob o guarda-chuva de estrutura cuticular em Opiliones. Cada um consiste em uma publicação. O primeiro está publicado, o segundo está aceito, o terceiro e o quarto estão submetidos.
Título em inglês
Morphology, chemistry and function in the arthrodial membrane gland and cuticular hydrocarbon chemistry in a harvestman (arachnida, opiliones)
Palavras-chave em inglês
chemical communication
contact pheromone
harvestman
intersegmental membrane
lubrication
Resumo em inglês
The process of arthropodization includes the evolution of a rigid exoskeleton that is at the origin of a series of morphological modifications. Articulated legs, for example, are possible precisely because there are rigid parts that allow the body to be supported and at the same time allows insertion of muscles internally. While muscles, hydraulic pressure, and tendons command the movements a wide range of sensory structures externalized in the exoskeleton receive stimuli from the environment, and various glands play a role in the proper functioning, protection, water balance, and communication between individuals. The joints of the legs need to allow movement between the rigid parts they connect. These areas of the body bear an arthrodial membrane whose thinner lining enables movement. This membrane has glandular openings known only from scanning electron microscopy micrographs. In the main body of this PhD, then, we invested in deepening our knowledge of this region, seeking to understand its internal structure, chemistry of its components, and understanding the function of such chemicals. From a morphological point of view, we described the tissue and cellular components of the arthrodial membrane using various techniques such as scanning, optical and transmission electron microscopy. For the chemical description, we used histochemical tests, high performance liquid chromatography, electrophoresis and mass spectrometry. To study the function of the secretions, we quantified the components using a spectrophotometer, fractionated and analyzed the components using high performance liquid chromatography, incubated and determined the degree of inhibition of fungal and bacterial growth. The results obtained after using this diversity of techniques are described in detail in each chapter and their respective summaries. But we have obtained the first description of an arthrodial membrane gland, proteomics and demonstration of antifungal and antibacterial action on these secretions in arachnids of the order Opiliones. In a further part of this PhD, we investigate a property of the exoskeleton also completely unknown in harvesters (Opiliones): the external covering of the body by cuticular hydrocarbons. These primarily minimize water loss, but are also known to have numerous functions in arthropod interactions with other animals. Typically, they are contact chemicals that participate in specific and sexual recognition, in addition to providing a wealth of information about the individual. In harvesters, there is ample evidence for the importance of contact chemoreception from both the sender and receiver perspectives. However, we had no idea which chemicals would be relevant in these interactions. We therefore described the cuticular hydrocarbons of both sexes in one species of harvester, having detected numerous chemicals used in chemical communication in other taxa, as well as a difference between males and females. The thesis is divided into 4 independent chapters, but under the umbrella of cuticular structure in Opiliones. Each consists of one publication. The first is published, the second is accepted, the third and fourth are submitted.
 
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Data de Publicação
2023-10-09
 
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