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Diversidade e evolução de Gymnotiformes (Teleostei, Ostariophysi)

Processo: 16/19075-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de agosto de 2017 - 31 de julho de 2022
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Zoologia - Taxonomia dos Grupos Recentes
Pesquisador responsável:Naércio Aquino Menezes
Beneficiário:
Instituição-sede: Museu de Zoologia (MZ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Pesquisadores principais:Aléssio Datovo da Silva
Pesq. associados:Angela Maria Zanata ; Carl J Ferraris ; Carlos David Canabarro Machado de Santana ; Carole C Baldwin ; Casey Dillman ; Dahiana Katherine Arcila Mesa ; Fernando Cesar Paiva Dagosta ; Henrique Rosa Varella ; Janine Marlies Ziermann ; Jansen Alfredo Sampaio Zuanon ; Jonathan Coddington ; Manoela Maria Marinho Koh ; Mark Sabaj Perez ; Michel Donato Gianeti ; Osvaldo Takeshi Oyakawa ; Priscila Camelier de Assis Cardoso ; Raimundo Nonato Gomes Mendes Júnior ; Renildo Ribeiro de Oliveira ; Ricardo Betancur R ; Tiago Pinto Carvalho ; Tulio Franco Teixeira ; Vicki Ann Funk ; WILLIAM GARETH RICHARD CRAMPTON ; Wolmar Benjamin Wosiacki
Assunto(s):Ictiologia  Genética  Peixes elétricos  Ecologia  Sistemática 

Resumo

Por que estudar peixes elétricos neotropicais? O inventário das espécies de Gymnotiformes surgiu da necessidade de completar a lista do conhecimento taxonômico de todas as espécies de Ostariophysi. Por representarem um grupo monofilético, rico em espécies e exclusivamente neotropical, os peixes elétricos serão utilizados como "táxon modelo" para o estudo da diversidade de organismos aquáticos em uma escala continental. Gymnotiformes podem ajudar a esclarecer a evolução de elementos anatômicos complexos em Ostariophysi, bem como a capacidade de geração de eletricidade em animais. Neste projeto serão integrados dados morfológicos, moleculares e de padrões de descarga de órgão elétrico, abordagem multidisciplinar pouco comum em estudos de ictiologia sistemática na América do Sul. Desta forma, serão produzidos estudos de taxonomia, anatomia comparada, filogeografia, filogenia e modelagem de nicho, documentando vários aspectos da diversidade e história evolutiva destes peixes. Além disto, pretende-se estabelecer correlações entre as taxas de diversificação no continente sul americano e africano, através da investigação de um estudo de caso sobre a convergência evolutiva entre um clado de peixes elétricos neotropicais e o seu equivalente ecomorfológico na África (peixes elétricos da ordem Osteoglossiformes).Com base nos componentes taxonômico (inventário de espécies) e filogenético (relacionamentos em vários níveis hierárquicos), associados a métodos filogenéticos comparativos, no projeto serão incluídos estudos de casos em cenários Macroevolutivos (em nível de e acima do nível de espécies) e Microevolutivos (dentro de espécies) para responder as seguintes perguntas: 1. Quantas espécies existem na ordem Gymnotiformes?; 2. Qual o relacionamento entre estas espécies?; 3. Qual o cenário temporal e biogeográfico no qual os Gymnotiformes se diversificaram?; 4. A diversidade assimétrica de espécies em clados irmãos, é resultado de eventos de irradiações adaptativas?; 5. Qual o papel dos eventos geomorfológicos do Micoceno sobre a riqueza atual de espécies de peixes na América do Sul?; 6. Qual o papel das flutuações climáticas do Pleistoceno sobre a diversidade atual de espécies de peixes na América do Sul?; 7. O estase morfológico presente em algumas espécies de peixes elétricos está diretamente relacionado à conservação filogenética de nichos?; 8. Quais os caracteres morfológicos que possuem um sinal filogenético? Resultados preliminaries indicam que a abordagem multidisciplinar integrada aqui proposta possa resultar em um acréscimo de cerca de 50% no número de espécies atualmente conhecidas de Gymnotiformes, além de gerar as hipóteses de relações filogenéticas mais completas já feitas para o grupo. Além da publicação de numerosos artigos científicos, o projeto servirá como base para o treinamento de uma nova geração de ictiólogos, em vários níveis acadêmicos, no MZUSP e NMNH com a possibilidade de utilizar uma metodologia integrada em estudos sobre biodiversidade. Ainda, a execução desta proposta envolverá as comunidades científicas do MZUSP e NMNH, através da realização de diversos Workshops e disciplinas especiais no programa de pós-graduação do MZUSP. Ações educativas serão realizadas através no programa Q?rius do NMNH, e Divisão de Difusão Cultural do MZUSP. (AU) Why study neotropical electric fishes? A comprehensive inventory of Gymnotiformes is essential in order to completely understand the full breadth of diversity from all lineages of primary freshwater fishes in the Ostariophysi. In addition, Gymnotiformes are an excellent group to study processes underlying continental scale diversity due to their endemicity, monophyly and asymmetric species richness within lineages. Further, the study of neotropical electric fishes might help to elucidate the evolution of complex anatomical structures across the Ostariophysi and to understand the process of generation of electricity by animals. In this project, data from morphology, DNA, and patterns of the electric organ discharges will be integrated into a multidisciplinary approach uncommon in ichthyological systematic studies in South America. This process will generate studies including taxonomy, comparative anatomy, phylogeography, phylogeny, and niche modeling to document various aspects of the diversity and evolutionary history of these unique fishes. Based on the taxonomic (species inventory) and phylogenetic (relationships at various hierarchical levels) components of the proposal, associated with comparative phylogenetic methods, the project will provide study cases in macroevolutionary (species-level and above) and microevolutionary (within species) scenarios to answer the following questions: 1. How many species are present in the order Gymnotiformes?; 2. What are the relationships among these species?; 3. What are the temporal and biogeographic scenarios under which Gymnotiformes diversified?; 4. Is the asymmetric diversity of species in sister clades the result of adaptive radiation events?; 5. What role did geomorphological events in the Miocene play for the current wealth of fish species in South America?; 6. What role did climate fluctuations in the Pleistocene play for the current diversity of fish species in South America?; 7. Is the morphological stasis that is present in some species of Neotropical Electric Fishes due to phylogenetic niche conservatism?; and 8. Which morphological characters carry phylogenetic signal. Preliminary results indicate that the integrative approach herein proposed might increase by 50% the number of currently recognized species in the Gymnotiformes and generate the most complete hypotheses of phylogenetic relationships ever made for the order. In addition to publishing numerous scientific papers, this effort will serve as a training ground for a new generation of ichthyologists at various academic levels at MZUSP and NMNH using an integrated methodology in the study of biodiversity. Implementation of this proposal will involve the scientific communities of both MZUSP and NMNH, by conducting workshops and special courses in the graduate program of MZUSP. Educational outreach activities will be conducted through the Q?rius program at the NMNH, and the MZUSP education department. (AU)