Escalas da biodiversidade: estudos integrados de evolução e função de venenos ofídicos nos múltiplos níveis da diversidade

• Processo: 18/04494-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Zoologia
• Acordo de Cooperação: NSF - Dimensions of Biodiversity e BIOTA
• Pesquisador responsável: Erika Hingst-Zaher
• Beneficiário: Frederico de Alcântara Menezes
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/50127-5 - Dimensions US-BIOTA São Paulo: scales of biodiversity: integrated studies of snake venom evolution and function across multiple levels of diversity, AP.BTA.TEM
• Assunto(s): Biodiversidade Herpetologia Serpentes Venenos Venenos de serpentes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiversidade | Serpentes | venenos | Herpetologia

Resumo

O entendimento da rápida diversificação dentro de uma linhagem evolutiva requer a determinação dos fatores e características que a promoveram. O veneno tem sido hipotetizado como sendo a inovação iniciadora da irradiação das serpentes, pois expandiu suas oportunidades tróficas. Já o subsequente recrutamento de toxinas e neofuncionalização de seus genes teriam promovido a diversificação seguinte. Este projeto irá determinar como inovações secundárias fundamentais dentro dos venenos contribuem com a diversificação das serpentes avançadas e testar possíveis vieses nos caminhos genéticos que moldaram a rápida evolução fenotípica dos venenos, de forma a compreender o mecanismo que norteia a diversificação no grupo. Primeiro, testaremos a relação entre diversidade e ações de venenos e as taxas de diversificação genética, utilizando mais de 100 espécies das três famílias de serpentes venenosas que ocorrem nos Estados Unidos e no Brasil, coletadas em áreas de biodiversidade excepcionalmente alta. Usando dados de transcriptômica, espectrometria de massas quantitativa e ensaios funcionais, iremos estimar a filogenia, quantificar a função e complexidade de venenos, além de testar a relação entre a diversificação dos clados e a composição dos venenos. Em seguida, iremos avaliar a genética da diferenciação fenotípica e mutações influenciando a produção de venenos, por meio da investigação detalhada de seis pares de espécies (duas de cada grupo) com divergência recente e diferenças significativas nas ações de seus venenos. Para cada uma delas, avaliaremos a importância dos mecanismos pre-transcricionais (ex.: regulação cis ou o número de cópias) e pós-transcricionais (ex.: eficiência de tradução ou microRNAs) que podem ser determinantes na diversidade de toxinas, além de testar se os efeitos do veneno são presa-específicos. Isto irá fornecer detalhes sem precedentes sobre processos microevolutivos que fundamentam uma característica chave que influencia padrões macroevolutivos. Teremos assim uma perspectiva integrada, do nível molecular ao do organismo, sobre processos fundamentais geradores de biodiversidade. (AU)