Influência do tamanho do genoma e do número cromossômico na evolução de Hymenophyllum Sw. (Hymenophyllaceae Mart., Polypodiopsida) no domínio da Mata Atlântica brasileira

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Abreu, Fernanda Pessi de
• Orientador(a): Santos, Eliane Kaltchuk dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Hymenophyllum; Taxonomia; Genoma
• Palavras-chave em Inglês: Genome; Phylogenetic
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/276218

Hymenophyllaceae compreende mais de 450 espécies de samambaias organizadas em duas subfamílias: Trichomanoideae e Hymenophylloideae. Hymenophyllum, único gênero da linhagem Hymenophylloideae, apresenta considerável diversidade morfológica, além de extrema variação no número de cromossomos. Além disso, o gênero apresenta distribuição dos trópicos até as regiões temperadas. Na Mata Atlântica, um centro de diversidade e endemismos para as samambaias, ocorrem 26 espécies de Hymenophyllum. Entre diversos fatores que influenciam a evolução das plantas estão as características citogenéticas. Na família, o tamanho de genoma e número cromossômico têm sido utilizados como critérios adicionais em estudos taxonômicos e evolutivos. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi investigar a influência do número cromossômico e do tamanho de genoma na evolução de Hymenophyllum. O trabalho está estruturado em três capítulos. O primeiro consiste em uma revisão dos dados citogenéticos previamente publicados para a família, abrangendo informações sobre número de cromossomos e o tamanho do genoma para 158 e 15 espécies, respectivamente. Essas características exibem uma notável variação entre as espécies, com números cromossômicos de n = 11 a 178 e tamanhos de genoma de 2C = 21,47 a 73,2 pg. Essa revisão identificou padrões na distribuição de números cromossômicos na família e aborda desafios metodológicos que permeiam a aquisição de dados citogenéticos. O segundo capítulo apresenta dados citogenéticos obtidos de sete populações de quatro espécies de Hymenophyllum. Os números de cromossômicos encontrados variaram de n = 13 até n = 56, enquanto o tamanho do genoma variou de 2C = 36,17 pg até 129,49 pg. Curiosamente, o maior tamanho do genoma encontrado em nossas análises é, não apenas o maior para Hymenophyllum, mas também o maior para toda a família. No terceiro capítulo, foram obtidos dados citogenéticos de 11 espécies de Hymenophyllum subg. Sphaerocionium da Mata Atlântica. Esses dados foram analisados sob uma perspectiva filogenética. Para isso, a filogenia de Hymenophyllaceae foi reconstruída para investigar a evolução do número de cromossomos e o tamanho do genoma. Enquanto as estimativas de tamanho do genoma mostraram uma variação em Sphaerocionium, de 2C = 31,32 pg até 54,27 pg, o número de cromossomos permaneceu constante (n = 36), com exceção H. hirsutum que apresentou dois citótipos (n =36 e 72). A reconstrução do tamanho do genoma ancestral mostrou que eventos de aumento e reduções ocorreram ao longo da história evolutiva, sendo que espécies relacionadas não apresentam conteúdo de DNA semelhante. A evolução na família do número cromossômico envolveu eventos de disploidia, poliploidia e demi-poliploidia. Em Sphaerocionium são retratados apenas dois eventos de duplicação intraespecíficos, evidenciando que alterações no número cromossômico podem não ter influenciado diretamente sua evolução. Em Hymenophyllaceae, o número cromossômico haplóide 11 foi reconstruído como ancestral. Em Hymenophyllum, houve um ganho de um par de cromossomos, elevando o provável número ancestral para n = 12. Já no em Sphaerocionium, temos n = 36 como ancestral, que provavelmente foi resultado de eventos de poliploidia e demi-poliploidia. Hymenophyllum apresenta o maior número de eventos de transição de cromossomos quando comparado com os outros gêneros da família. Assim, a maior taxa de diversificação nesse clado pode estar associada com as mudanças cariológicas que ocorreram ao longo do tempo. Os novos dados integrados com a filogenia contribuem para o avanço do conhecimento sobre a evolução da família, além de estabelecer uma base para estudos futuros em samambaias.