Filogeografia, genômica populacional e especiação de populações naturalmente fragmentadas de Bromeliaceae

Resumo

Apesar dos Neotrópicos abrigarem inúmeras regiões relevantes para a conservação, o conhecimento sobre padrões e processos responsáveis por moldar a enorme biodiversidade desta região é ainda emergente. A integração de diferentes disciplinas como a sistemática, filogeografia, genética e gênomica de populações, ecologia e morfometria pode contribuir significativamente para o entendimento de grupos de espécies com difícil delimitação. Este tipo de abordagem pode ser especialmente útil em regiões com elevada biodiversidade, como as que ocorrem na região Neotropical, principalmente visando o uso sustentável e a conservação. Existem dois importantes tópicos que são particularmente relevantes na delimitação de espécies através da taxonomia integrativa. Um deles é como lidar com espécies que são naturalmente fragmentadas. E o outro é como tomar decisões em relação a linhagens que sofrem constante hibridação e introgressão. Essas dificuldades fazem com que a caracterização da biodiversidade seja um grande desafio para grupos de radiação recente, assim como as bromélias, cujos níveis de diversidade beta e microendemismos são impressionantes, especialmente em ambientes naturalmente fragmentados como os afloramentos rochosos do sudeste brasileiro. Os objetivos deste projeto são; 1) caracterizar a variação genética e morfológica de um complexo de espécies de bromélia (Pitcairnia flammea), que ocorre em ambientes naturalmente fragmentados na Floresta Atlântica; 2) Contribuir para a delimitação das espécies deste complexo a partir de análises integradas de filogeografia, genômica populacional, morfometria e modelagem de nicho ecológica; 3) Investigar o grau de isolamento reprodutivo entre as populações e linhagens e o papel do fluxo gênico intraespecíficos e interespecífico (hibridação e introgressão) na manutenção da integridade e coesão destas linhagens; 4) Estudar a história evolutiva e inferir os prováveis mecanismos e processos responsáveis pelos padrões filogeográficos deste complexo de espécies utilizando (a) sequencias de DNA plastidial e nuclear e (b) um grande set de SNPs genotipados a partir do método de RAD-Seq; 5) Combinar os dados provenientes das análises moleculares e dos ENMS para entender como a história demográfica das populações afetou a distribuição geográfica da variação genética; 6) Identificar SNPs associados a genes candidatos sob seleção em populações do complexo P. flammea, que podem ser importantes para a adaptação local dessas espécies (ex. genes associados a condições ambientais extremas como alta insolação, estoque água, baixa disponibilidade de nutrientes, etc.). As comparações dos padrões genômicos neutros e adaptativos observados proporcionará uma ampla discussão dos efeitos em longo prazo da fragmentação populacional no sucesso reprodutivo e no potencial evolutivo das espécies que ocorrem em ambientes naturalmente fragmentados. Além disso, o melhor entendimento destes processos nos permitirá uma previsão das consequências das mudanças climáticas globais e efeito da fragmentação natural e também antrópica na especiação e adaptação em regiões extremamente biodiversas. Estas informações são fundamentais para a compreensão dos processos que geraram a diversidade de espécies nestes biomas, além de fornecer subsídios para o uso sustentável e conservação desta e de outras espécies adaptadas a ambientes fragmentados. (AU)