Especiação por distância e a evolução de espécies em anel

Autor(es)

Ayana de Brito Martins

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2014-08-15

Membros da banca

Marcus Aloizio Martinez de Aguiar; José Garcia Vivas Miranda; Paulo Inácio de Knegt López de Prado; Tiago Bosisio Quental; Clarisse Palma da Silva

• Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar

Resumo

Espécies em anel se formam quando uma população se expande em volta de uma barreira geográfica, de modo que as duas frentes de expansão que se reencontram no outro lado da barreira estejam isoladas reprodutivamente. Esse complexos são considerados um exemplo emblemático de especiação por distância, processo no qual a aquisição do isolamento reprodutivo depende da atenuação do fluxo gênico pela distância. Barreiras geográficas que limitam a dispersão dos organismos têm tido um papel central no estudo da especiação, já que a sua presença tem o potencial de facilitar este processo. Além disso, a dispersão também é limitada por fatores endógenos, de modo que, frequentemente, a área acessível a cada indivíduo é menor do que a área total da distribuição da espécies. Na especiação por distância, esta limitação é o principal mecanismo promovendo a redução do fluxo gênico. Usando modelos baseados em agentes, simulamos a expansão e divergência de uma população em volta de uma barreira central com presença contínua de fluxo gênico. Nossos resultados mostram que espécies em anel são instáveis e resultam em especiação completa ou homogeneização da divergência adquirida durante o processo de expansão, porém podem persistir por períodos prolongados de tempo, mesmo na ausência de seleção ambiental. Esta persistência é afetada pela configuração da paisagem, e sugerimos que a forma da área de distribuição de Phylloscopus trochiloides, um dos casos mais bem documentados deste fenômeno, pode ser importante para a sua existência. Com este exemplo, mostramos que modelos baseados em agentes podem ajudar a entender padrões de distribuição espacial da variação genética e discriminar o efeito de atributos geográficos em casos particulares. Dada a demonstração da ocorrência de espécies em anel nas simulações, investigamos em mais detalhe as suas condições de formação. Concluímos que, na ausência de seleção ambiental, estes complexos são raros e se formam apenas em condições muito restritas que dependem conjuntamente de atributos da paisagem, da população e dos organismos. No entanto, a aquisição do isolamento reprodutivo é melhor explicada pela estruturação populacional gerada pela configuração da paisagem, do que pela reprodução local. Discutimos que a especiação por distância pode ser particularmente favorecida no caso de espécies em anel devido à ocorrência de expansão populacional, cenário no qual a deriva genética pode potencializar a fixação diferencial de alelos. As condições de formação de espécies em anel por especiação por distância são muito restritas e, só por isso, já seria esperado que elas fossem raras. Como as espécies estão sujeitas à variação ambiental, há grandes chances de que surjam lacunas em suas distribuições ao longo do tempo. Espécies em anel podem estar especialmente sujeitas ao surgimento de lacunas, pois a sua formação é favorecida por áreas particularmente estreitas. Além disso, na ausência de seleção ambiental, o fluxo gênico as torna intrinsecamente instáveis, e espera-se que estes complexos se separem ou se misturem completamente com o tempo. Esta transitoriedade é mais um fator a contribuir para a raridade de espécies em anel (AU)

• Processo FAPESP: 10/10155-3 - Modelos de especiação espacialmente explícitos: formação de anéis de espécies e o papel do cromossomo sexual no isolamento reprodutivo
• Beneficiário: Ayana de Brito Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado