Estudos filogenômicos e morfológicos integrados em Gigartinales: resolvendo o clado mais desafiador em Rhodophyta

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Pestana, Edilene Maria dos Santos
• Orientador(a): Nunes, José Marcos de Castro
• Banca de defesa: Nunes, José Marcos de Castro, Gurgel, Carlos Frederico Deluqui, Fujii, Mutue Toyota, de Paula, Joel Campos, Milstein, Daniela
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Evolução (antigo Programa de Pós Graduação em Diversidade Animal-PPGDA)
• Departamento: Instituto de Biologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Algas vermelhas; Biogeografia; Genômica; Sistemática
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::TAXONOMIA VEGETAL::TAXONOMIA DE CRIPTOGAMOS; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETAL
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42554

Gigartinales é uma das ordens mais ricas em espécies dentro das Rhodophyta, com grande importância ecológica e econômica. Ecologicamente, contribui para a formação de habitats, alimentação de organismos marinhos e participação nos ciclos biogeoquímicos. Economicamente, fornece compostos bioativos utilizados nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Atualmente, são reconhecidas 951 espécies em 36 famílias. No entanto, os caracteres morfológicos utilizados para delimitação de táxons apresentam ampla variação e não são exclusivos deste clado, indicando que sua circunscrição atual não reflete adequadamente sua história evolutiva. Além disso, as relações filogenéticas entre linhagens apresentam baixo suporte, especialmente em ramos ancestrais. Com base nesse histórico taxonômico complexo, este estudo teve como objetivo circunscrever Gigartinales utilizando evidências morfológicas e moleculares, propondo um esquema taxonômico que reflita sua evolução. Foram sequenciadas 57 espécies de Gigartinales e Peyssonneliales, a partir de espécimes históricos e amostras frescas preservadas em sílica, gerando 37 genomas mitocondriais e 40 plastidiais completos. Esses genomas forneceram 28 genes mitocondriais e 215 plastidiais, utilizados para a construção de filogenias. Além disso, foram obtidas 248 sequências do gene nuclear LSU do GenBank e três novas sequências foram geradas neste estudo. As análises de máxima verossimilhança foram conduzidas no CIPRES Science Gateway, enquanto alinhamentos para análise de sintenia foram realizados no Mauve, com inferência de ganho e perda de genes pela parcimônia de Dollo, usando COUNT. Cinco caracteres foram selecionados para análises de evolução: hábito, forma do talo, tipo de crescimento, formação de procarpo e tipo de divisão dos tetrasporângios. Dados de ocorrência de Gigartinales, provenientes do GBIF e Algaebase, foram utilizados para análises biogeográficas, e a correlação entre essas bases foi testada pelo coeficiente de Pearson. Os resultados mostraram que Gigartinales, com suporte de 100% nas filogenias organelares, inclui todas as espécies de Peyssonneliales, representando os principais gêneros da família Peyssonneliaceae. As filogenias organelares indicaram inconsistências no posicionamento de Gigartinaceae, Phylophoraceae e Phacelocarpaceae, enquanto a topologia da árvore nuclear foi congruente com a árvore plastidial. Essas filogenias genômicas forneceram uma base sólida para interpretar eventos moleculares, como perdas, ganhos e translocações de genes, além da evolução de caracteres morfológicos. A análise biogeográfica revelou hotspots de riqueza de espécies na costa pacífica dos EUA, no sul da Austrália e na Europa. O teste de correlação de Pearson indicou uma relação positiva significativa entre os dados do GBIF e Algaebase. Métricas de diversidade filogenética mostraram estruturas filogenéticas distintas em comunidades de Gigartinales, mesmo com similar riqueza de espécies. Os resultados destacam a necessidade de maior amostragem genética e uso de filogenias bem resolvidas para investigar relações entre linhagens de algas vermelhas. Estudos adicionais sobre coleções de macroalgas e metadados digitais também são essenciais para compreender os efeitos ecológicos e vieses de amostragem nos padrões de diversidade filogenética.