Acompanhando a evolução de clinas genômicas em Drosophila melanogaster por meio de amostragens históricas
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-13062025-173146/ |
Resumo: | Utilizar amostragens espaço-temporais para entender mudanças evolutivas ao longo do tempo pode ser altamente eficaz, especialmente se o objetivo for obter esclarecimentos sobre mudanças impulsionadas por transformações ambientais. Clinas latitudinais em Drosophila melanogaster na América do Norte são um excelente sistema para se estudar mudanças ao longo do tempo. Devido ao curto tempo de geração de D. melanogaster, é possível observar mudanças que abrangem até 100 gerações em apenas uma década. Apesar de clinas em D. melanogaster serem amplamente estudadas, seu histórico de colonização dupla dificulta a separação de forças demográficas e seletivas. Para explorar isso mais a fundo, utilizamos pool-seq para sequenciar 16 populações naturais de D. melanogaster coletadas ao longo da costa leste da América do Norte entre 1997 e 2023. Embora a diversidade genética tenha permanecido estável, nossos dados sugerem que houve uma homogeneização ao longo do tempo. Consistente com isso, observamos uma redução no número de polimorfismos de nucleotídeo único clinais. Os polimorfismos que permaneceram clinais eram quase sempre clinais na mesma direção, mas apresentaram inclinações menores. Além disso, esses polimorfismos clinais persistentes foram mais frequentemente encontrados em classes funcionais associadas à maior impacto fenotípico. Usando marcadores de inversão previamente identificados, também investigamos mudanças nas frequências de inversões. Mudanças de frequência das inversões In(3R)Payne e In(3R)Mo estão alinhadas com o padrão geral observado para a maioria dos polimorfismos, enquanto outras inversões exibem padrões distintos de mudança. Também investigamos sinais de varreduras seletivas compartilhados entre localidades usando uma abordagem de FST em janelas, o que corroborou sinais previamente encontrados em uma região ligada à resistência a inseticidas da família de genes P450. No geral, os resultados sugerem que o fluxo gênico reduz gradualmente a clinalidade ao longo do tempo, enquanto os loci clinais remanescentes provavelmente são moldados por seleção espacialmente variável. |
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Acompanhando a evolução de clinas genômicas em Drosophila melanogaster por meio de amostragens históricasTracking the evolution of genomic clines of Drosophila melanogaster using historical samplingamostragem espaço-temporalchromosomal inversionsdiversidade genéticagenetic diversitygenômica populacionalinversões cromossômicasnatural selectionpopulation genomicsseleção naturalspatiotemporal samplingUtilizar amostragens espaço-temporais para entender mudanças evolutivas ao longo do tempo pode ser altamente eficaz, especialmente se o objetivo for obter esclarecimentos sobre mudanças impulsionadas por transformações ambientais. Clinas latitudinais em Drosophila melanogaster na América do Norte são um excelente sistema para se estudar mudanças ao longo do tempo. Devido ao curto tempo de geração de D. melanogaster, é possível observar mudanças que abrangem até 100 gerações em apenas uma década. Apesar de clinas em D. melanogaster serem amplamente estudadas, seu histórico de colonização dupla dificulta a separação de forças demográficas e seletivas. Para explorar isso mais a fundo, utilizamos pool-seq para sequenciar 16 populações naturais de D. melanogaster coletadas ao longo da costa leste da América do Norte entre 1997 e 2023. Embora a diversidade genética tenha permanecido estável, nossos dados sugerem que houve uma homogeneização ao longo do tempo. Consistente com isso, observamos uma redução no número de polimorfismos de nucleotídeo único clinais. Os polimorfismos que permaneceram clinais eram quase sempre clinais na mesma direção, mas apresentaram inclinações menores. Além disso, esses polimorfismos clinais persistentes foram mais frequentemente encontrados em classes funcionais associadas à maior impacto fenotípico. Usando marcadores de inversão previamente identificados, também investigamos mudanças nas frequências de inversões. Mudanças de frequência das inversões In(3R)Payne e In(3R)Mo estão alinhadas com o padrão geral observado para a maioria dos polimorfismos, enquanto outras inversões exibem padrões distintos de mudança. Também investigamos sinais de varreduras seletivas compartilhados entre localidades usando uma abordagem de FST em janelas, o que corroborou sinais previamente encontrados em uma região ligada à resistência a inseticidas da família de genes P450. No geral, os resultados sugerem que o fluxo gênico reduz gradualmente a clinalidade ao longo do tempo, enquanto os loci clinais remanescentes provavelmente são moldados por seleção espacialmente variável.Using spatiotemporal sampling to understand evolutionary changes over time can be highly effective, particularly if the aim is to gain insights into changes driven by environmental shifts. The latitudinal clines in Drosophila melanogaster in North America provide an excellent system for studying temporal changes. Due to D. melanogasters short generational times, it is possible to observe changes spanning up to 100 generations within a single decade. Despite D. melanogaster clines being heavily studied, the species\' dual colonization history makes it challenging to disentangle demographic and selective forces. To explore this further, we used pool-seq to sequence 16 new D. melanogaster natural populations collected along the North American east coast from 1997 to 2023. Although genetic diversity has remained stable, our data suggests that there has been a homogenization over time. Consistent with this, we observed a reduction in the number of clinal single nucleotide polymorphisms. Polymorphisms that remained clinal were almost always clinal in the same direction but had smaller slopes. Moreover, these persistently clinal polymorphisms were more often found in functional classes associated with higher phenotypic impact. Using previously identified inversion markers, we also investigated changes in inversion frequencies. The frequency changes of In(3R)Payne and In(3R)Mo align with the overall pattern observed for most polymorphisms, whereas other inversions exhibit distinct change patterns. We also investigated signs of selective sweeps that were shared among locations using a window FST approach, which corroborated previously found signals of selection in the insecticide resistance-linked region of the P450 gene family. Overall, the results suggest that gene flow gradually reduces clinality over time, while the remaining clinal loci are likely shaped by spatially varying selection.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCogni, RodrigoMiranda, Vitória Horvath2025-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-13062025-173146/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-16T14:08:02Zoai:teses.usp.br:tde-13062025-173146Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-16T14:08:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Utilizar amostragens espaço-temporais para entender mudanças evolutivas ao longo do tempo pode ser altamente eficaz, especialmente se o objetivo for obter esclarecimentos sobre mudanças impulsionadas por transformações ambientais. Clinas latitudinais em Drosophila melanogaster na América do Norte são um excelente sistema para se estudar mudanças ao longo do tempo. Devido ao curto tempo de geração de D. melanogaster, é possível observar mudanças que abrangem até 100 gerações em apenas uma década. Apesar de clinas em D. melanogaster serem amplamente estudadas, seu histórico de colonização dupla dificulta a separação de forças demográficas e seletivas. Para explorar isso mais a fundo, utilizamos pool-seq para sequenciar 16 populações naturais de D. melanogaster coletadas ao longo da costa leste da América do Norte entre 1997 e 2023. Embora a diversidade genética tenha permanecido estável, nossos dados sugerem que houve uma homogeneização ao longo do tempo. Consistente com isso, observamos uma redução no número de polimorfismos de nucleotídeo único clinais. Os polimorfismos que permaneceram clinais eram quase sempre clinais na mesma direção, mas apresentaram inclinações menores. Além disso, esses polimorfismos clinais persistentes foram mais frequentemente encontrados em classes funcionais associadas à maior impacto fenotípico. Usando marcadores de inversão previamente identificados, também investigamos mudanças nas frequências de inversões. Mudanças de frequência das inversões In(3R)Payne e In(3R)Mo estão alinhadas com o padrão geral observado para a maioria dos polimorfismos, enquanto outras inversões exibem padrões distintos de mudança. Também investigamos sinais de varreduras seletivas compartilhados entre localidades usando uma abordagem de FST em janelas, o que corroborou sinais previamente encontrados em uma região ligada à resistência a inseticidas da família de genes P450. No geral, os resultados sugerem que o fluxo gênico reduz gradualmente a clinalidade ao longo do tempo, enquanto os loci clinais remanescentes provavelmente são moldados por seleção espacialmente variável. |
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