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Delimitação de espécies e filogeografia do complexo Paratrygon aiereba (Müller & Henle, 1841) (Myliobatiformes: Potamotrygonidae: Potamotrygoninae): uma abordagem genômica utilizando restriction site associated DNA sequencing

Processo: 19/22570-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 02 de março de 2020
Vigência (Término): 01 de março de 2021
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Zoologia - Taxonomia dos Grupos Recentes
Pesquisador responsável:Fernando Portella de Luna Marques
Beneficiário:Fernando Portella de Luna Marques
Anfitrião: Nathan Richard Lovejoy
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Toronto (U of T), Canadá  
Assunto(s):Biodiversidade   Filogenia molecular   Biogeografia   Sistemática   Neotropical

Resumo

Nas últimas décadas, dados moleculares se tornaram um componente fundamental de muitas disciplinas em Ciências Biológicas. À exemplo, a Sistemática passou por mudanças consideráveis resultado do desenvolvimento de novas técnicas de obtenção de quantidades de dados genômicos sem precedentes e de ferramentas analíticas que permitem abordar questões até então não resolvidas por métodos convencionais. Atualmente, técnicas de sequenciamento de alto desempenho (high throughput sequencing - HTS) tais como sequências de DNA associadas à sítios de restrição duplamente digeridos (double digest restrictionsite associated DNA - ddRADseq) permitem que sistematas moleculares amostrem sequências de um grande número de loci independentes distribuídos aleatoriamente ao longo do genoma a um custo relativamente baixo. O protocolo de ddRAD-Seq tem a propriedade de selecionar grandes quantidades de loci ortólogos de nucleotídeos polimórficos únicos (SNP) para vários indivíduos em níveis intra- e interespecíficos tornando essa técnica útil para abordar questões de estrutura populacional e filogeografia. Isto é especialmente relevante àqueles interessados em definir limites de linhagens históricas, principalmente no caso de espécies crípticas. Como exemplo de espécie críptica podemos destacar o complexo de espécies Paratrygon aiereba (Muller Henle, 1841). Esta espécie de arraia é a única representante do gênero e está distribuída pelas bacias do Orinoco e Amazonas. A subfamília na qual está inserida é a Potamotrygoninae - um grupo singular de arraias de água doce Neotropicais que colonizaram o sistema fluvial da América do Sul durante o Mioceno a partir de um ancestral marinho - a qual é composta pelo gênero Paratrygon e por outros três: Heliotrygon, Plesiotrygon e Potamotrygon. Comparado aos outros membros de Potamotrygoninae, - especialmente Potamotrygon com <30 espécies -, Paratrygon exibe baixa diversidade de espécies (uma espécie). Esta observação levou alguns pesquisadores a suspeitar da existência de uma diversidade oculta para esta espécie nominal amplamente distribuída. Recentemente, um estudo morfológico não publicado propôs 8 espécies adicionais para o gênero, cada uma delas endêmica de sub-bacias do Orinoco e Amazonas. Estas espécies putativas são congruentes com a filogenia mais recente de Potamotrygoninae baseada em uma árvore gênica inferida majoritariamente pela análise de marcadores mitocondriais. Dentro deste contexto, este projeto se propõe a abordar a estrutura populacional, a filogeografia histórica e a diversidade de linhagens dentro do complexo de espécies Paratrygon aiereba. Para tanto, propomos o uso de dados de ddRADseq e modelos de coalescência a fim de abordar as seguintes perguntas: (i.) A estrutura populacional dos dados genômicos são congruentes com as espécies putativas do gênero?; (ii.) A topologia de espécies inferida a partir dos dados genômicos são congruentes com as hipóteses geradas a partir de dados mitocondriais - compatíveis com as espécies putativas morfológicas?; (iii.) Os protocolos de delimitação de espécies baseados em modelos de coalescência são congruentes com as hipóteses de espécies existentes?; e finalmente, (iv.) Quais são os eventos paleogeográficos da América do Sul que respondem pelos padrões de diversificação e distribuição encontrados nas linhagens de Paratrygon? Acreditamos que as respostas para essas perguntas são fundamentais para o avanço do nosso entendimento sobre a diversidade e evolução deste componente da biota Neotropical.