Diversificação em formações xeromórficas da Mata Atlântica - um estudo de caso com espécies do gênero Pilosocereus Byles & Rowley (Cactaceae)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Leite, Fernanda Mizuguchi
Orientador(a): Moraes, Evandro Marsola de lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16818
Resumo: The Brazilian Atlantic Forest (BAF) is considered one of the five main hotspots on the planet. It extends in coastal regions of eastern Brazil, Paraguay and Argentina, displaying a sizeable geographic extension and a wide gradient of altitude, latitude, and climate conditions. Although BAF landscapes are predominantly composed of evergreen rainforests, there are also areas with xerophytic or open shrubby vegetation in the sandy coastal plains and rocky outcrops. These abiotic features promote a considerable heterogeneity of habitats in the BAF, allowing the formation of different physiognomies and plant communities. Most of the hypotheses proposed to explain the origins of the high diversity and endemism in this area are based on allopatric speciation models, such as those built on Pleistocene Refuge Hypothesis (PRH) and riverine hypothesis. Here, we employed molecular data, species distribution modeling (SDM), and tests of niche equivalency and similarity (NES) using Pilosocereus arrabidae complex (P. arrabidae, P. ulei, P. brasiliensis subsp. brasiliensis, and P. brasiliensis subsp. ruschianus) as a biological model to address questions related to evolutionary history, dispersal barriers, and refuges of the dry areas within the BAF. We sequenced four molecular markers (1,514 bp) for 97 individuals. However, we failed to solve the shallow relationships between species and individuals, as well as to conduct population genetic analyses, due to the high level of saturation among the aligned loci. The NES and SDM analyses showed distinct niches for the P. brasiliensis subsp., despite the presence of a contact area between Rio de Janeiro and Espírito Santos states, while P. arrabidae and P. ulei displayed low niche overlap during the last 130 ka. The climatic oscillation events imposed a central-south distribution to this species in the present time. Here, we also observed a break in the region of Jequitinhonha and Contas river basins, a region that may work as an ecological barrier, affecting the species distribution. Overall, the P. arrabidae complex seems to be an important biological model for understanding the demography and diversification of taxa from dry areas of the BAF. The prospecting and use of Next Generation Sequencing (NGS) approaches, may be a promising strategy to evaluate biogeographic hypotheses in this study model.
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Although BAF landscapes are predominantly composed of evergreen rainforests, there are also areas with xerophytic or open shrubby vegetation in the sandy coastal plains and rocky outcrops. These abiotic features promote a considerable heterogeneity of habitats in the BAF, allowing the formation of different physiognomies and plant communities. Most of the hypotheses proposed to explain the origins of the high diversity and endemism in this area are based on allopatric speciation models, such as those built on Pleistocene Refuge Hypothesis (PRH) and riverine hypothesis. Here, we employed molecular data, species distribution modeling (SDM), and tests of niche equivalency and similarity (NES) using Pilosocereus arrabidae complex (P. arrabidae, P. ulei, P. brasiliensis subsp. brasiliensis, and P. brasiliensis subsp. ruschianus) as a biological model to address questions related to evolutionary history, dispersal barriers, and refuges of the dry areas within the BAF. We sequenced four molecular markers (1,514 bp) for 97 individuals. However, we failed to solve the shallow relationships between species and individuals, as well as to conduct population genetic analyses, due to the high level of saturation among the aligned loci. The NES and SDM analyses showed distinct niches for the P. brasiliensis subsp., despite the presence of a contact area between Rio de Janeiro and Espírito Santos states, while P. arrabidae and P. ulei displayed low niche overlap during the last 130 ka. The climatic oscillation events imposed a central-south distribution to this species in the present time. Here, we also observed a break in the region of Jequitinhonha and Contas river basins, a region that may work as an ecological barrier, affecting the species distribution. Overall, the P. arrabidae complex seems to be an important biological model for understanding the demography and diversification of taxa from dry areas of the BAF. The prospecting and use of Next Generation Sequencing (NGS) approaches, may be a promising strategy to evaluate biogeographic hypotheses in this study model.A Mata Atlântica Brasileira (BAF) é considerada um dos cinco principais hotspots do planeta. Ela estende-se pelas regiões litorâneas do leste do Brasil, do Paraguai e da Argentina, apresentando grande extensão geográfica, amplo gradiente de altitude, latitude e condições climáticas. Embora as suas paisagens sejam predominantemente compostas por florestas tropicais perenes, também existem áreas com vegetação xerofítica ou arbustiva aberta nas planícies costeiras arenosas e em afloramentos rochosos. Estas características abióticas promovem uma grande heterogeneidade de habitats, permitindo a formação de diferentes fisionomias e comunidades vegetais. As principais hipóteses propostas para explicar a origem da alta diversidade e endemismo nesta área baseiam-se principalmente em modelos de especiação alopátrica, como os Refúgios do Pleistoceno e modelos de diversificação de barreiras fluviais. Aqui, empregamos dados moleculares, modelagem de distribuição de espécies (SDM) e testes de equivalência e similaridade de nicho (NES) usando o complexo Pilosocereus arrabidae (P. arrabidae, P. ulei, P. brasiliensis subsp. brasiliensis e P. brasiliensis subsp. ruschianus) como modelo biológico para abordar questões relacionadas à história evolutiva, barreiras de dispersão e refúgios das áreas secas dentro da BAF. Sequenciamos quatro marcadores nucleares (1.514 pb) para 97 indivíduos. No entanto, a baixa variação observada nesses marcadores não foi suficiente para resolver as relações mais estreitas entre espécies e indivíduos, bem como realizar análises genéticas populacionais. As análises de NES e SDM mostraram que as subespécies de P. brasiliensis ocupam nichos distintos, enquanto P. arrabidae e P. ulei apresentaram baixa sobreposição de nicho durante os últimos 130 ka. Os eventos de oscilação climática impuseram uma distribuição centro-sul a este grupo na atualidade. Os modelos de SDM também mostraram uma quebra na região das bacias dos rios Jequitinhonha e Contas, região que pode funcionar como barreira ecológica, afetando a distribuição das espécies. No geral, o complexo P. arrabidae parece ser um importante modelo biológico para entender a demografia e diversificação de táxons de áreas secas do BAF. A prospecção e utilização de abordagens de Sequenciamento de Nova Geração (NGS) pode ser uma estratégia promissora para avaliar hipóteses biogeográficas neste modelo.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: código de financiamento - 001engUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarCC0 1.0 Universalhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCactaceaePilosocereusMata AtlânticaFilogeografiaModelagem de distribuição de espéciesBrazilian Atlantic ForestPhylogeographySpecies distribution modelingCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICACIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA MOLECULAR E DE MICROORGANISMOSDiversificação em formações xeromórficas da Mata Atlântica - um estudo de caso com espécies do gênero Pilosocereus Byles & Rowley (Cactaceae)Diversification in dry environments of the brazilian Atlantic Forest - A case study with species from the genus Pilosocereus Byles & Rowley (Cactaceae)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600399e5bd3-de14-475a-a93d-c5ad42521f32reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdfDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdfTexto completoapplication/pdf1336855https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e72530b8-64cd-465f-b3e9-c211a8c4c49b/downloade938eb5c0b78811be770341c656e6adeMD51trueAnonymousREADCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdfCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdfCarta Comprovanteapplication/pdf140968https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a2e3fc21-16cd-48c3-8279-b1d4a4c5aff3/downloadfbb75313ed258ad963f068766812212aMD53falseCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8701https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8c7ed40d-538e-4c2b-bd10-f243221eda74/download42fd4ad1e89814f5e4a476b409eb708cMD54falseAnonymousREADTEXTDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdf.txtDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdf.txtExtracted texttext/plain95115https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e4b5bab3-e1f1-45d2-b2bf-c0ea113099a4/download057db8af3448f29fac0d798694f3b9a3MD55falseAnonymousREADCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdf.txtCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdf.txtExtracted texttext/plain1359https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ce043432-48d6-47ee-a200-e7b6a83ad85a/download3b6aece04f7b048258537d949e7dc9ebMD57falseTHUMBNAILDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdf.jpgDissertação_Fernanda_Mizuguchi_Leite.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6202https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/baa4e125-c8f5-4e82-9336-48f98cd30250/download86e53445139c96e203b2f0dd73a9d1feMD56falseAnonymousREADCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdf.jpgCarta_Comprovante_Deposito_Dissertação_Fernanda.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6367https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/621e4504-879b-4ba1-bd80-e61159fbd45b/downloadf493103b66ff069df803864374ff5af5MD58false20.500.14289/168182025-02-05 22:14:01.383http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/CC0 1.0 Universalopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/16818https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T01:14:01Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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