Cariologia e Filogenia Molecular em Trinomys e Proechimys (echimyidae, Rodentia)
Nome: MARIANNA XAVIER MACHADO
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 22/02/2017
Orientador:
| Nome | Papel |
|---|---|
| Valéria Fagundes | Orientador |
Banca:
| Nome | Papel |
|---|---|
| Vander Calmon Tosta | Examinador Externo |
| Ana Paula Carmignotto | Examinador Externo |
| Roberta Paresque | Examinador Interno |
| Yuri Luiz Reis Leite | Examinador Interno |
| Valéria Fagundes | Orientador |
| Marcela Ferreira Paes | Suplente Externo |
| Sarah Maria Vargas | Suplente Interno |
Resumo: A família Echimyidae Gray, 1825 é a mais diversa dos roedores neotropicais, sendo um exemplo de rápida diversificação ecológica e fenotípica ao longo da história evolutiva. Apresenta história taxonômica confusa, com vários nomes genéricos propostos, diversos abandonados, tornando os dados sobre a família e gêneros altamente instáveis. Entretanto, recentes trabalhos envolvendo estudos morfométricos e filogenéticos têm esclarecido as relações entre os membros da família e o diagnóstico das espécies tem sido melhor definido com o auxílio de dados cariotípicos. Dentro da família Echimyidae, Proechimys é o gênero mais complexo e taxonomicamente pouco entendido. Por cerca de um século, foi dividido em dois subgêneros: Trinomys restrito a Mata Atlântica e Proechimys distribuído de Honduras ao sul do Paraguai. Somente em
1996, através de estudos baseados em sequêcias de DNA mitocondrial, Trinomys foi elevado a gênero. Trinomys, por sua vez, é tratado como um dos gêneros mais complexos no leste do Brasil. Os dados cariotípicos presentes na literatura tem revelado que os gêneros Proechimys e Trinomys abrigam uma diversidade maior de táxons do que se reconhece, revelando a necessidade de uma investigação utilizando ferramentas com bom poder discriminatório. O presente trabalho teve como objetivo compilar, reinterpretar e determinar a diversidade cariotípica de Trinomys e Proechimys, associando cariótipos à distribuição geográfica e, por meio de filogenias geradas por sequências de DNA de genes nucleares e mitocondriais, associar clados e cariótipos. O
primeiro capítulo aborda um estudo de filogenia molecular e citotaxonomia de
Trinomys, no qual cariótipos e sequências de 62 novos exemplares foram somados aos disponíveis na literatura para recuperar filogenias moleculares utilizando os genes citB e vWF, visando avaliar se o cariótipo é um bom marcador para a diagnose dos táxons. Os cariótipos de T. paratus e T. setosus denigratus foram descritos pela primeira vez. A reconstrução filogenética dos dados concatenados recuperou dez linhagens evolutivas com alto suporte, cada qual associada às espécies de Trinomys. Os cariótipos associados a cada clado são distintos entre si, não havendo compartilhamento de formas cariotípicas entre as espécies. Os cariótipos idênticos, aliados à ausência de monofiletismo e baixos valores de divergência genética, não dão suporte à manutenção da divisão entre T. gratiosus gratiosus e T. g. bonafidei, bem como de T. lbispinus
minor e T. a. albispinus. Entretanto, confirmam três subespécies para T. setosus: T. s. setosus, T. s. elegans e T. s. denigratus, recuperando o status de denigratus como subespécie válida. Assim, os resultados obtidos reforçam a importância dos dados cariotípicos na caracterização das espécies de Trinomys. O segundo capítulo investiga a variação cariotípica em uma nova espécie de Proechimys do grupo goeldii, sendo analisados os cariótipos e as sequências de DNA mitocondrial de dois exemplares, um com 2n=15 e outro com 2n=17, e reconstruída a filogenia molecular com vários representantes de Proechimys, visando buscar evidências para identificar o mecanismo de evolução cariotípica e a posição filogenética desses espécimes no gênero
Proechimys. Verificou-se que os exemplares com 2n=15 e 2n=17 recuperam um clado monofilético dentro do grupo de espécies goeldii, com baixa divergência intraclado (2,26%), distintos de P. goeldii e de P. longicaudatus, com divergência intercalado de 12,78% e 12,06%, respectivamente. Ao contrário do que sugerido na literatura, no qual se sugere que a variação cariotípica é devido a um sistema múltiplo de determinação do sexo do tipo XX:XY1Y2, com 2n=17 exclusivo a machos, nossos dados associados à
reinterpretação e análise de todos os dados cariotípicos disponíveis na literatura, confirmou que se trata de um rearranjo em autossômicos, presente em ambos os sexos, e que o cariótipo com 2n=17 seria resultado de um processo de fusão/fissão dos pares 1 e 7 (a partir de um hipotético 2n=18 com todos os cromossomos acrocêntricos) e o cariótipo com 2n=16 seria a forma homomórfica com rearranjo entre 1 e 7. Os cariótipos com 2n=15 e 2n=14 seriam as formas heteromórficas e homomórficas, respectivamente, do rearranjo entre os pares 2 e 3. A divergência genética desse clado é
compatível com outros para divergência intraespecífica, envolvendo os indivíduos com 2n=15 e 2n=17, e equivalente à espécie distinta das demais válidas para Proechimys. Os dados reforçam a associação desses exemplares com as espécies que formam o grupo goeldii e ainda que devam pertencer a uma unidade taxonômica distinta, não descrita para Proechimys. O terceiro capítulo avalia a utilização do cariótipo como um marcador específico para o gênero Proechimys com a análise citogenética de 43 novos exemplares, os quais foram incorporados aos disponíveis na literatura, permitindo a compilação de 1125 exemplares cariotipados de Proechimys, com levantamento de 39 cariótipos a ele atribuídos. Também foi gerada uma filogenia molecular dos genes vWF e citB, que recuperou treze linhagens evolutivas, sendo duas ainda não descritas para espécies do gênero. Os cariótipos quando disponíveis foram associados a sua respectiva sequência de DNA na filogenia a fim de verificar se o cariótipo está associado aos clados monofiléticos. O presente estudo mostrou a formação de subclados em alguns
táxons, com alto suporte dentro de cada um desses grupos. Em P. cuvieri, o clado A (2n=28/FN=46) apresentou 8,86% de divergência genética entre o clado B (2n=28/FN=48) e de 10,36% em relação ao clado C (sem cariótipo associado), enquanto que o clado B divergiu em 3%, do clado C, sugerindo que A (P. cuvieri, 2n=28/FN=46) é uma unidade taxonômica distinta de B (2n=28/FN=48) e C, que devem representar uma espécie ainda não descrita. Em P. longicaudatus, ocorreu a formação de dois clados divergentes entre si em 10,75%, tendo o clado associado ao cariótipo 2n=28/FN=50 identificado como P. longicaudatus, enquanto que o associado a 2n=28/FN=48,50 deve pertencer a uma unidade taxonômica ainda não descrita. Em P. roberti, o cariótipo 2n=30/FN=56 no clado A mostrou baixa divergência em relação aos
clados B (3,31%) e C (2,93%), mas alta divergência em relação ao clado D (6,94%), associado ao cariótipo 2n=30/FN=56, com a morfologia do último par distinta do citótipo A. Nossa análise sugere que o clado D, com distribuição disjunta, alta divergência e cariótipo distinto deva corresponder à uma unidade taxonômica distinta. Proechimys guyannensis se apresentou como a espécie mais complexa devido à grande diversidade cariotípica associada à espécie. A filogenia mostrou três subgrupos: A, B e C, com relativamente baixa divergência, o clado B diverge em 2,45% do clado A, o clado C em 5,22% de B e o clado C em 5,49% de A. Embora baixa diversidade, a monofilia, localização geográfica disjunta e os cariótipos distintos permitiram associar os cariótipos de P. guyannensis: 2n=40/FN=50-52, para o Amapá, Guiana Francesa e
Venezuela (clado B); 2n=46/FN=50 para o leste do Amazonas, Roraima e Pará (clado A) e 2n=38/52 ao clado C para o extremo noroeste do Amazonas. Esse último apresenta variações cariotípicas marcantes e a maior divergência com os demais clados, podendo significar uma barreira no intercruzamento desses indivíduos com os dos demais clados. Devido à ausência de resolução filogenético dos basal em P. guyannensis, baixo número de exemplares analisados molecularmente e cariotipados, esforços adicionais são
necessários, pois esse táxon pode representar um conjunto de espécies. Representantes de P. steerei não foram cariotipados no presente estudo mas a revisão bibliográfica permitiu associar cada cariótipo a sua respectiva sequência. São reconhecidos os citótipos 2n=24/ FN=40-42, com variações do FN devido a eventos de inversão pericêntrica no par 3. Análise do presente estudo indicou que não há estruturação na distribuição dos cariótipos, podendo se considerar a variação do FN dentro de P. steerei (FN=40, 41, 42) como um polimorfismo cromossômico, sendo FN=41 a forma intermediária entre as duas homomórficas.
