DNA Barcoding e estruturação populacional de espécies de Belostoma (Belostomatidae: Hemiptera) e Culicoides (Ceratopogonidae: Diptera) da Planície Costeira do Rio Grande do Sul

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Gauterio, Thaísa Bozzetti
Orientador(a): Robe, Lizandra Jaqueline, Ferrari, Augusto
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Belostoma
Culicoides
Identificação molecular
Biogeografia
Modelagem de Nicho Ecológico
Filogenia
Molecular identification
Biogeography
Environmental Niche Modeling
Phylogeny
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12030
Resumo: Tese (Doutorado)
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spelling Gauterio, Thaísa BozzettiRobe, Lizandra JaquelineFerrari, Augusto2025-01-16T00:12:33Z2025-01-16T00:12:33Z2021GAUTERIO, Thaísa Bozzetti. DNA Barcoding e estruturação populacional de espécies de Belostoma (Belostomatidae: Hemiptera) e Culicoides (Ceratopogonidae: Diptera) da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. 2021. 200 f. Tese (Doutorado em Biologia de Ambientes Aquáticos Continentais) - Programa de Pós-graduação em Biologia de Ambientes Aquáticos Continentais, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2021https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12030Tese (Doutorado)O Neotrópico é uma das regiões mais diversas do planeta, embora a maior parte de sua diversidade ainda não tenha sido descrita. Este cenário é especialmente preocupante devido à crise da biodiversidade atual, que pode ocasionar as chamadas “cripto-extinções”. Esta situação é ainda mais grave em grupos de espécies de tamanho corporal pequeno, como é o caso dos insetos. De fato, o impedimento taxonômico associado à grande diversidade de espécies, ao tamanho corporal reduzido e a ausência de caracteres diagnósticos mais efetivos é um problema que diversos grupos de insetos enfrentam. Alguns grupos de Diptera e Hemiptera, em especial aqueles pertencentes a gêneros associados aos ambientes aquáticos, como Belostoma e Culicoides estão entre os mais afetados pelo impedimento taxonômico, o que está diretamente relacionado a um déficit no conhecimento de diversos aspectos relacionados à sua evolução ou à sua ecologia. Isso ocorre a despeito da importância ecológica e econômica apresentada por suas espécies. Assim, o objetivo geral desta tese foi analisar a diversidade taxonômica e os padrões associados à evolução de espécies de Diptera e Hemiptera da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS). Para isso, foram realizadas análises moleculares, morfológicas, biogeográficas e de modelagem de nicho ecológico. No capítulo 1, apresento o artigo intitulado “Disentangling the taxonomy of Belostoma Latreille (Hemiptera, Heteroptera, Belostomatidae) with the aid of DNA Barcoding approaches”, publicado na revista Austral Entomology. Neste estudo, sequências obtidas para dois genes mitocondriais (COI e 16S) suportaram a divisão de Belostoma em 10 clados, representados por seis espécies reciprocamente monofiléticas, uma espécie potencialmente nova e outros três clados demonstrando inconsistências taxonômicas. Em um destes clados, nove morfotipos diferentes, entre os quais três espécies do grupo oxyurum, demonstraram-se geneticamente similares, revelando a presença de grandes níveis de plasticidade fenotípica, e demonstrando a utilidade de ferramentas de DNA Barcode para o estudo do gênero. O segundo capítulo apresenta o manuscrito intitulado “Population structure of Belostoma angustum Lauck (Insecta: Hemiptera: Heteroptera: Belostomatidae) across different geomorphological units of the Brazilian Pampa Biome”, submetido na revista Invertebrate Biology e que abordou a estruturação populacional de B. angustum, nas diferentes regiões geomorfológicas do Rio Grande do Sul, comparando amostras obtidas para a região da PCRS com aquelas coletadas nas demais regiões do Bioma Pampa a partir de sequências dos genes mitocondriais COI e 16S e do gene nuclear ITS. Este artigo demonstrou que, apesar da alta capacidade de dispersão da espécie, há sinal de estruturação populacional com divergência entre populações da PCRS e aquelas de regiões interiores. Este resultado vem de encontro com o único ix estudo publicado até o momento abordando os padrões de distribuição da diversidade genética em B. angustum, que sugeria que esta espécie formava uma população panmítica. Este artigo também demonstra que a espécie alvo sofreu uma expansão populacional durante o Pleistoceno, quando parece ter colonizado áreas mais interiores a partir de um refúgio localizado em áreas mais antigas da PCRS. E, por fim, no terceiro capítulo intitulado “DNA Barcoding de Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) no Neotrópico, com insights acerca das relações filogenéticas entre espécies”, a ser submetido na revista Acta Tropica, sequências de COI, 16S e 28S demonstraram a presença de 12 linhagens entre os espécimes amostrados. Entre as 12 espécies coletadas, apenas C. bambusicola e C. pusilloides revelaram-se reciprocamente monofiléticas, e níveis crípticos de diversidade foram revelados para C. alvarezi, C. fernandoi e C. venezuelensis. Por outro lado, C. insignis e C. guttatus compartilham haplótipos entre si e com um espécime de C. fernandoi, sugerindo a presença de plasticidade fenotípica dentro do subgênero hoffmani. Assim, evidenciamos neste artigo a necessidade de redefinição dos caracteres diagnósticos que utilizam as manchas das asas para definir espécies em Culicoides, principalmente para espécies pertencentes ao grupo hoffmani, e demonstramos a presença de diversidade críptica dentro do gênero. Pode-se dizer, por fim, que esta Tese obteve resultados importantes acerca da diversidade de dois dos principais grupos de insetos que ocorrem na PCRS. Apresentamos resultados importantes no âmbito da conservação para insetos predadores de topo em ambientes aquáticos como Belostomatidae. Além disso, também apresentamos informações relevantes para a identificação rápida de espécies de Culicoides, o que pode auxiliar no manejo destes importantes vetores de arboviroses que acometem tanto humanos quanto animais, causando prejuízos não apenas médicos e veterinários como também prejuízos econômicos.The Neotropics is one of the most diverse regions on the planet, but the most of its diversity has not yet been described. This scenario is especially grave due to the current biodiversity crisis, which can result in “crypto-extinctions”. This situation is even more serious in small body sizes species groups such as insects. In fact, the taxonomic impediment associated with the great species diversit, reduced body size and the absence of more effective diagnostic characters is a problem that many groups of insects face. Some groups of Diptera and Hemiptera, especially those belonging to genera associated with aquatic environments, such as Belostoma and Culicoides, are among the most affected by the taxonomic impediment, which is directly related to a deficit in knowledge of several aspects related to its evolution or your ecology. This occurs despite the ecological and economic importance presented by its species. Thus, the general objective of this thesis was to analyze the taxonomic diversity and patterns associated with the evolution of Diptera and Hemiptera species of Rio Grande do Sul Coastal plain. For this, molecular, morphological, biogeographic and environmental niche modeling analysis were performed. In chapter 1, I present the article entitled “Disentangling the taxonomy of Belostoma Latreille (Hemiptera, Heteroptera, Belostomatidae) with the aid of DNA Barcoding approaches”, published in the journal Austral Entomology. In this study, sequences were characterized for two mitochondrial genes (COI and 16S) were supported the division of Belostoma into 10 clades, represented by six reciprocally monophyletic species, one potentially new species and another three clades demonstrating taxonomic inconsistencies. In one of these clades, nine different morphotypes, including three species of the oxyurum group, were genetically similar, revealing the presence of large levels of phenotypic plasticity, and demonstrating the use of DNA Barcode for the genus. The second chapter presents the manuscript entitled "Population structure of Belostoma angustum Lauck (Insecta: Hemiptera: Heteroptera: Belostomatidae) across different geomorphological units of the Brazilian Pampa Biome”, submitted in the journal Invertebrate Biology and which approached the population structure of a Belostoma species, B. angustum, in the different geomorphological regions of Rio Grande do Sul, comparing samples obtained from the Coastal Plain with those collected in the other regions of the Pampa Biome from sequences of the mitochondrial genes (COI and 16S) and the nuclear gene ITS. This work demonstrated that, despite the high dispersal capacity of the species, there is a sign of population structuring between PCRS region and other more interior regions. This result differs from the only study published until now about the distribution patterns of genetic diversity in B. angustum, which suggested that this species xi formed a panmitic population. This article also demonstrates that B. angustum underwent a population expansion during the Pleistocene, and appears to have colonized more interior areas from a refuge located in older areas of the PCRS. And finally, in the third chapter entitled " DNA Barcoding de Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) no Neotrópico, com insights acerca das relações filogenéticas entre espécies", to be submitted in the journal Acta Tropica, COI sequences, 16S and 28S demonstrated the presence of 12 strains among the specimens sampled. Among the 12 species collected, only C. bambusicola and C. pusilloides were found to be reciprocally monophyletic, and cryptic diversity levels were revealed for C. alvarezi, C. fernandoi and C. venezuelensis. On the other hand, C. insignis and C. guttatus share haplotypes among themselves and with an C. fernandoi specimen, suggesting the presence of phenotypic plasticity within the hoffmani subgenus. Thus, in this article, we highlight the need to redefine the diagnostic characters that use wing spots to define Culicoides species, especially for those belonging to the hoffmani group, and we demonstrate the presence of cryptic diversity within the genus. Finally, it can be said that this tesis obtained important results about the diversity of two of the main groups of insects that occur in PCRS. We present important results in the field of conservation for predatory insects in aquatic environments such as Belostomatidae. In addition, we also present information for a rapid identification of Culicoides species, which can help in the management of these important arboviruses vectors that affect both humans and animals, causing not only medical and veterinary damage but also economic loss.porBelostomaCulicoidesIdentificação molecularBiogeografiaModelagem de Nicho EcológicoFilogeniaBelostomaCulicoidesMolecular identificationBiogeographyEnvironmental Niche ModelingPhylogenyDNA Barcoding e estruturação populacional de espécies de Belostoma (Belostomatidae: Hemiptera) e Culicoides (Ceratopogonidae: Diptera) da Planície Costeira do Rio Grande do Sulinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALThaísa Bozzetti Gauterio.pdfThaísa Bozzetti Gauterio.pdfTese (Doutorado em Biologia de Ambientes Aquáticos Continentais)application/pdf8834248https://repositorio.furg.br/bitstreams/0388ddcd-ca6c-4f98-8feb-e84a716401e3/download141983de231be5ff02b743fd9b4f6219MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/4250bf3d-d67a-4850-8480-797a77052846/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTThaísa Bozzetti Gauterio.pdf.txtThaísa Bozzetti Gauterio.pdf.txtExtracted texttext/plain103394https://repositorio.furg.br/bitstreams/02214f0a-26d9-45ab-98c3-e79db47a7e4f/download2cce005d39d7b7c0cb188c116a4f5b35MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILThaísa Bozzetti Gauterio.pdf.jpgThaísa Bozzetti Gauterio.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4627https://repositorio.furg.br/bitstreams/b2602d0d-8a53-4a63-89d5-5fc20e452b5c/download67694d68d0a3160e7758d55ea45fcb4cMD54falseAnonymousREAD123456789/120302025-12-10 02:20:09.267open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12030https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T05:20:09Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)falseTk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=
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