Conservação e o Conceito de Espécie - caiobrito.com · •Vantagens de utilizar o DNA Mitocondrial: - O tamanho efetivo populacional do mtDNA é ¼ o tamanho efetivo populacional

Caio Bezerra de Mattos Brito Mestrando – Zoologia – UFPB

Filogeografia/Ornitologia www.caiobrito.com

Conservação e o Conceito de Espécie

Conceito de Espécie

• Controvérsia no(s) conceito(s) de espécie

- Conceito ecológico;

- Conceito biológico;

- Conceito filogenético de espécie;

- Conceito filético geral de espécie;

• Como definir uma espécie se o processo de especiação é contínua?

TEMPO (MYA)

Título do Gráfico

Sp. 1 Sp. 2


TEMPO(MYA)

Título do Gráfico

Sp. 1 Sp. 2


Tipicamente, populações diferenciadas e com um histórico de evolução independente (ainda que recente) de outras

populações proximamente relacionadas filogeneticamente são automaticamente consideradas espécies distintas pelo CFE,

enquanto o CBE as trata apenas como subespécies integrantes de uma única espécie politípica que congrega várias populações

diferenciadas uma das outras em maior ou menor grau, mas entre as quais existe fluxo gênico efetivo ou potencial (Aleixo,

2007).

E então?


CBE?

ou

CFE?

E então?


2 exemplos: Myiothlypis flaveola e Thamnophilus caerulescens

Exemplo 1

Myiothlypis flaveola

Trairi - CE

Trairi - CE

Parauapebas - PA Parauapebas - PA

Exemplo 1


Parauapebas - PA Parauapebas - PA

Caracas – DF - VEN

Exemplo 1


E agora?

Uma ou mais de uma espécie?

O que mais é necessário para confirmar?

(CBE? CFE?)


Exemplo 2

Thamnophilus caerulescens

T. c. caerulescens; T. c. cearensis; T. c. ochraceiventer; T. c. gilvigaster; T. c.

melanochrous; T. c. asperciventer; T. c. dinellii; T. c. paraguayensis; T. c. pernambucensis; T. c.

subandinus.



www.xeno-canto.org

T. c. cearensis

T. c. caerulescens

T. c. gilvigaster

Edson Inácio

Pablo Cerqueira

Pablo Cerqueira

Renato Rizzaro

Gladstone Pereira

Gladstone Pereira

T. c. cearensis

T. c. caerulescens

T. c. gilvigaster

Santa Catarina – Jeremy Minns

Ubatuba – SP – Jeremy Minns

Guaramiranga – CE – Ciro Albano

Exemplo 2

Thamnophilus caerulescens

E agora? Uma ou mais de uma espécie?

CBE? CFE?


Ok...

E a genética?


FILOGEOGRAFIA

“Assim, em função da natureza temporal contínua do processo de cladogênese, a

definição de limites interespecíficos será sempre arbitrária, independentemente do critério

adotado.” – Aleixo, 2009.


Introdução à Filogeografia

• Qual o objetivo da Filogeografia?

- Explicar e conhecer os padrões e processos que afetam a distribuição de linhagens genéticas em um contexto geográfico, a partir da reconstrução de suas histórias evolutivas.

- Esses estudos possibilitam entender a evolução de diferentes linhagens, correlacionando os eventos históricos determinantes de sua diversificação.

Eventos históricos?

- Montanhas;

- Rios;

- Ilhas;

- Oscilações climáticas;

Introdução à Filogeografia

Rios

Ribas et al., 2012b.

Ilhas

Filogeografia

• Biogeografia; Genética de Populações; Biologia Molecular; Filogenética; Paleontologia.

O Estudo da Variação Genética

• O que é variação genética?

• Qual a consequência da variação genética nos seres vivos?

• Para quê estudar a variação genética?

Filogeografia

• Variação de alelos de um mesmo gene numa população ou espécie;

• Permite que as populações mantenham seu fitness e capacidade de “responder” às mudanças ambientais;

• Acessar as linhagens genéticas de uma população para conhecer a relação de parentesco entre diferentes formas alélicas, formando uma genealogia destes alelos (Filogeografia).

Filogeografia – O Estudo da Variação Genética


• Quais processos microevolutivos operam sobre as linhagens genéticas?

- Deriva Genética;

- Endogamia;

- Fluxo Gênico.


• Deriva Genética:

- Mecanismo microevolutivo que modifica aleatoriamente as frequências alélicas ao longo do tempo. Um processo estocástico e que resulta na perda de variação genética.


• Endogamia: cruzamento de indivíduos aparentados por ancestralidade, aumentando a probabilidade do encontro de dois alelos idênticos por descendência.


• Fluxo Gênico: migração de genes entre populações. O efeito destas transferências de genes entre populações depende da diferença nas freqüências do gene nas duas populações e da proporção de indivíduos migrantes.


Marcadores Moleculares

• O que são?

são sequências de DNA que revelam polimorfismos entre indivÌduos geneticamente relacionados

• Para que servem?

estudos de genética populacional, distância genética, mapeamento e análises de similaridade.

Filogeografia

Podemos dizer que a filogeografia está intimamente ligada com a filogenética.

• Como mostrar (visualmente) a relação filogenética (grau de parentesco) entre táxons? E de linhagens?

Árvores filogenéticas;

Rede de haplótipos.

Filogeografia – Marcadores Moleculares

Marcadores Moleculares

• Como construir uma árvore filogenética?



Ind 1 e 5

Ind 4

Ind 2

Ind 3

Ind 1 e 5

Ind 4

Ind 3

Ind 2

MtDNA como Ferramenta da Filogeografia

• Vantagens de utilizar o DNA Mitocondrial:

- Versatilidade de primers: possibilita amplificação, sem necessidade de purificação;

- Alta taxa de replicação de mtDNA na maioria dos tecidos: possibilita amplificações (PCR) bem sucedidas até em material de museus;

Filogeografia


- Alta taxa de mutação do mtDNA: geralmente resulta em variações genéticas em todas as populações (a não ser em populações que sofreram “efeito gargalo”, onde há uma alta taxa de endogamia);

- Polimorfismo nucleotídico intraespecífico em mtDNA é considerado, em grande parte, efetivamente neutro, portanto, a distribuição de haplótipos é influenciado mais por eventos demográficos na história populacional do que por seleção (mutação)

Filogeografia - mtDNA


- O tamanho efetivo populacional do mtDNA é ¼ o tamanho efetivo populacional de genes nucleares diploides, portanto frequências dos haplótipos podem derivar rapidamente, criando diferenças genéticas entre as populações em um espaço de tempo relativamente curto.

- Não há recombinação no mtDNA animal, sendo proveniente de apenas um dos progenitores.


• E as desvantagens?:

- Se for uma população em que os machos dispersam e as fêmeas permanecem no mesmo local?

- Outras alternativas:

Cromossomo Y (nos mamíferos)

DNA nuclear


O Processo de Coalescência

Filogeografia

Filogeografia – Genealogias e Coalescência

Filogeografia Aplicada

• Decisões taxonômicas;

• Determinando área de ocorrência natural de uma espécie;

• Encontrando a população pioneira (source/ancestral) de espécies introduzidas.

• Um aspecto revolucionário da filogeografia

- A filogenia de alelos permite o abandono das premissas feitas a priori com relação ao objeto de estudo (Exemplo: definir populações).



E D

C

B

A

Filogeografia no Brasil

• Celeus flavescens (Benz e Robins, 2011);

• Xiphorhynchus fuscus (Cabane et al., 2008);

• Sclerurus scansor (D’Horta et al., 2013);

Celeus flavescens (Benz e Robins, 2011)


• Morfologia;

• Acústica;

• Molecular.


• Genética (Amostras de tecido);

(Benz e Robins, 2011)


• Análise acústica;





• Alguma




Sclerurus scansor (D’Horta et al., 2013)

• Phylogeny and Comparative Phylogeography of Sclerurus.

(d’Horta et al., 2013)

(d’Horta et al., 2013)

Perspectivas da Filogeografia no Brasil

• Myiothlypis flaveola

• Myiornis sp. nov.

• Thamnophilus caerulescens (exemplo com as subespécies da Bolivia) – Brumfield, 2005

Perspectivas da Filogeografia no Brasil

Avifauna da Caatinga

• Importancia de idas a campo na formulação de hipóteses e suporte para o material genético. (Comparar vivência no campo com guias de campo e estudos teóricos).

• Aves da UECE (Monografia de Giovanna Rodrigues)

NOME DO TÁXON NOME COMUM NOME EM INGLÊS

Anseriformes

Anatidae

Dendrocygna viduata irerê White-faced Whistling-Duck

Amazonetta brasiliensis pé-vermelho Brazilian Teal

Podicipediformes

Podicipedidae

Tachybaptus dominicus mergulhão-pequeno Least Grebe

Podilymbus podiceps mergulhão-caçador Pied-billed Grebe

Suliformes

Phalacrocoracidae

Phalacrocorax brasilianus biguá Neotropic Cormorant

Pelecaniformes

Ardeidae

Tigrisoma lineatum socó-boi Rufescent Tiger-Heron

Ixobrychus exilis socoí-vermelho Least Bittern

Nycticorax nycticorax savacu Black-crowned Night-Heron

Butorides striata socozinho Striated Heron

Bubulcus ibis garça-vaqueira Cattle Egret Ardea alba garça-branca-grande Great Egret Egretta thula garça-branca-pequena Snowy Egret

Cathartiformes

Cathartidae

Cathartes aura urubu-de-cabeça-vermelha Turkey Vulture

Cathartes burrovianus urubu-de-cabeça-amarela Lesser Yellow-headed Vulture

Coragyps atratus urubu-de-cabeça-preta Black Vulture

Avifauna da UECE

Avifauna da UECE

Avifauna da UECE

Avifauna da UECE

Sugestão de Leitura

• Phylogeography – John Avise;

• An introduction to Molecular Ecology – Trevor Beebee e Graham Rowe;

• Genética de Populações e Teoria Microevolutiva – Alan Templeton;

• Ornitologia Brasileira – Helmut Sick

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