Especiação ecológica em zonas híbridas neotropicais: seleção divergente, expressão diferencial e história demográfica de Epidendrum fulgens e E. puniceoluteum (Orchidaceae)

Resumo

A divergência entre linhagens pode acontecer não somente devido a interrupção do fluxo gênico causado por barreiras geográficas, mas também sob fluxo gênico constante em linhagens adaptadas a condições bióticas ou abióticas contrastantes (especiação ecológica). Espécies proximamente relacionadas, e que hibridizam naturalmente, representam uma oportunidade única de obtenção de informações sobre o processo de especiação ecológica. Em tais sistemas, a adaptação local a condições contrastantes pode levar à especiação ao reduzir as possibilidades de cruzamento entre linhagens fenotipicamente diferentes ou ao diminuir a performance dos híbridos entre tais linhagens. Neste projeto, investigaremos a importância de mecanismos adaptativos na especiação de Epidendrum fulgens e E. puniceoluteum, mesmo sob elevado fluxo gênico interespecífico. Além disso, avaliaremos a importância da introgressão adaptiva de genes associados a tolerância a solos pobres, inundados e salinos para a sobrevivência dessas espécies na restinga. Epidendrum fulgens e E. puniceoluteum são espécies proximamente relacionadas que hibridizam em áreas de simpatria ao longo de uma faixa estreita de restinga no sul e sudeste do Brasil. Por estarem associadas a ambientes adjacentes contrastantes, a hipótese de especiação ecológica é plausível e deve ter promovido a seleção positiva em sequencias codificantes e variações nos níveis de expressão gênica. Para investigar as bases genômicas do processo de especiação ecológica entre tais espécies, utilizaremos dados genômicos obtidos através do sequenciamento do conjunto completo de transcritos (RNA-seq). Além disso, validaremos os dados de expressão utilizando PCRs quantitativas, e interpretaremos os resultados com base em dados ecológicos de composição dos solos. Os dados provenientes do RNA-seq também servirão de base para o isolamento de SNPs que serão empregados em testes de hipótese sobre os modelos de especiação. O papel da seleção natural nos processos de especiação nas zonas tropicais, onde se concentra a maior parte da biodiversidade terrestre, ainda é pouco conhecido e está condicionado a emergência de grupos modelos, cujas informações ecológicas e genéticas prévias favoreçam o desenho amostral e a formulação de hipóteses. A investigação da hipótese de especiação ecológica nesse grupo modelo será fundamental para a compreensão do papel da seleção natural na origem de novas espécies nos Neotrópicos, e um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pela evolução e manutenção de barreiras reprodutivas entre espécies mesmo sob fluxo gênico interespecífico.