O objetivo geral da presente Tese foi estudar a evolução de organismos da Floresta Atlântica (FA), utilizando aves florestais como modelos e sob uma perspectiva filogenética filogeográfica. As espécies estudadas foram três passeriformes: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) e Schiffornis virescens (Tytyridae). Os marcadores utilizados foram seqüências do DNA mitocondrial e/ou um marcador nuclear. O trabalho foi dividido em seis capítulos. No primeiro é apresentado o problema geral e as principais hipóteses (basicamente refúgios, rios e geotectonismo) que foram exploradas nos capítulos dois a cinco. No segundo capítulo foi utilizado DNAmt para avaliar a estrutura genética populacional de Xiphorhynchus fuscus no sul da FA e testar algumas hipóteses de evolução das populações dessa ave. Os resultados principais do trabalho não sustentaram um modelo geotectônico como explicação para a origem da estrutura genética dessa ave, mas seriam compatíveis com o modelo de refúgios florestais. No terceiro capítulo X. fuscus foi novamente estudado, mas avaliamos a estrutura filogeográfica da espécie em toda sua distribuição e com dois marcadores genéticos independentes (DNAmt e o intron 5 do beta fibrinogênio). Alguns dos objetivos principais do estudo foram testar uma hipótese paleofitogeográfica da FA para a última glaciação e avaliar as implicações dos resultados genéticos para o status taxonômico das quatro subespécies e de X. fuscus. Os resultados genéticos sustentaram parcialmente o modelo paleofitogeográfico testado e mostraram que unicamente X. fuscus atlanticus poderia ser considerada uma espécie plena. O quarto capítulo descreve a variação da plumagem e a estrutura genética populacional (DNAmt) de D. platyrostris. Os resultados sugeriram que não existe uma continuidade recente entre as populações do domínio central da FA e as populações da diagonal aberta (Cerrado, Caatinga e Chaco). Além disso, foi estudada a relação entre a plumagem de D. platyrostris com a história das populações e encontramos que a coloração da plumagem não tem relação com a história das populações. O quinto capítulo apresenta um estudo preliminar da estrutura filogeográfica (DNAmt) de S. virescens. O estudo indicou que não há estruturação filogeográfica profunda S. virescens como encontrada em outros organismos da FA. Uma possível origem deste padrão poderia ser um gargalo populacional e expansão demográfica recente, além de altas taxas de fluxo gênico. Nossos resultados com as três espécies estudadas, assim como os de outros autores, sugerem a existência de um padrão filogeográfico comun para alguns organismos da FA. Além disso, foi sugerido um modelo da FA no qual a distribuição temporal e espacial das florestas é muito dinâmica. O norte e sul da FA seriam as regiões mais instáveis devido à influência de mudanças climáticas locais e globais. Esta dinâmica florestal pode ter contribuído na evolução dos padrões filogeográficos observados, com a evolução independente de linhagens em diferentes regiões ou refúgios. Além disso, nossos resultados e os de outros autores sugerem que a atividade geotectônica não teria sido importante na evolução recente de organismos da FA, e que alguns rios do bioma (ex. rio Doce) atuariam como barreiras secundárias e não como barreiras primárias. / This dissertation explores the evolution of Atlantic Forest (AF) organisms. Specifically, we used endemic forest birds as models and a phylogenetic phylogeographic perspective. Studied bird species are all passerines: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) and Schiffornis virescens (Tytyridae). We used mitochondrial and nuclear DNA (mtDNA and ncDNA, resepectivelly) sequences. The dissertation was divided in six chapters. The first one explained objectives of the dissertation and presented hypotheses and problems that were addressed in the following chapters two to five. The sixth chapter presents a general discussion. We used in the second chapter mtDNA to evaluate the phylogeographic pattern of X. fuscus in southern AF. The main results indicated that a geotectonic model for the evolution of local populations was not supported and that the observed genetic pattern was compatible with the theory of refuges. In the third chapter we studied again X. fuscus, but using samples from all the species´ distribution and sequences of two independent markers (mtDNA and the the intron 5 of the beta-fibrinogen gene). Some of the main objectives of the chapter were to test a published model about the distribution of AF in the last 20,000 years and to use genetic data to address the taxonomic status of the four subspecies of X. fuscus, particularly of the endangered X. fuscus atlanticus. Results supported partially the model of forest distribution in the past and to consider X. fuscus atlanticus as a good species. In the fourth chapter we analyzed plumage and genetic (mtDNA) variation in the woodcreeper D. platyrostris. Results suggested a lack of recent genetic continuity between the Atlantic Forest central domain and the open vegetation biomes Cerrado and Caatinga. Besides, we found that plumage color variation in D. platyrostris was not related to population history, as evaluated by neutral markers. In the fifth chapter we studied the phylogeographic pattern (mtDNA) of S. virescens. Results indicated that S. virescens lack a significant phylogeographic pattern, contrarily to what was observed in several other AF organisms. Possible explanations for this pattern may be a population bottleneck followed by a demographic expansion and current high gene flow rates. Our results, in combination with results of others, permitted to describe a common phylogeographic pattern for several AF organisms. Also, we suggested a model of the AF where forest distribution is very dynamic. Specifically, the northern and southern AF regions were proposed to be the regions with the most unstable area and continuity of forests. Perhaps, this forest dynamism contributed to the evolution of the observed common phylogeographic pattern. Furthermore, our results, in combination with other similar studies, suggested for the studied birds that geotectonic activity at southeastern AF did not affect population evolution, and that some AF rivers (i.e., Doce river) act as secondary barriers instead of primary barriers.

O objetivo geral da presente Tese foi estudar a evolução de organismos da Floresta Atlântica (FA), utilizando aves florestais como modelos e sob uma perspectiva filogenética filogeográfica. As espécies estudadas foram três passeriformes: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) e Schiffornis virescens (Tytyridae). Os marcadores utilizados foram seqüências do DNA mitocondrial e/ou um marcador nuclear. O trabalho foi dividido em seis capítulos. No primeiro é apresentado o problema geral e as principais hipóteses (basicamente refúgios, rios e geotectonismo) que foram exploradas nos capítulos dois a cinco. No segundo capítulo foi utilizado DNAmt para avaliar a estrutura genética populacional de Xiphorhynchus fuscus no sul da FA e testar algumas hipóteses de evolução das populações dessa ave. Os resultados principais do trabalho não sustentaram um modelo geotectônico como explicação para a origem da estrutura genética dessa ave, mas seriam compatíveis com o modelo de refúgios florestais. No terceiro capítulo X. fuscus foi novamente estudado, mas avaliamos a estrutura filogeográfica da espécie em toda sua distribuição e com dois marcadores genéticos independentes (DNAmt e o intron 5 do beta fibrinogênio). Alguns dos objetivos principais do estudo foram testar uma hipótese paleofitogeográfica da FA para a última glaciação e avaliar as implicações dos resultados genéticos para o status taxonômico das quatro subespécies e de X. fuscus. Os resultados genéticos sustentaram parcialmente o modelo paleofitogeográfico testado e mostraram que unicamente X. fuscus atlanticus poderia ser considerada uma espécie plena. O quarto capítulo descreve a variação da plumagem e a estrutura genética populacional (DNAmt) de D. platyrostris. Os resultados sugeriram que não existe uma continuidade recente entre as populações do domínio central da FA e as populações da diagonal aberta (Cerrado, Caatinga e Chaco). Além disso, foi estudada a relação entre a plumagem de D. platyrostris com a história das populações e encontramos que a coloração da plumagem não tem relação com a história das populações. O quinto capítulo apresenta um estudo preliminar da estrutura filogeográfica (DNAmt) de S. virescens. O estudo indicou que não há estruturação filogeográfica profunda S. virescens como encontrada em outros organismos da FA. Uma possível origem deste padrão poderia ser um gargalo populacional e expansão demográfica recente, além de altas taxas de fluxo gênico. Nossos resultados com as três espécies estudadas, assim como os de outros autores, sugerem a existência de um padrão filogeográfico comun para alguns organismos da FA. Além disso, foi sugerido um modelo da FA no qual a distribuição temporal e espacial das florestas é muito dinâmica. O norte e sul da FA seriam as regiões mais instáveis devido à influência de mudanças climáticas locais e globais. Esta dinâmica florestal pode ter contribuído na evolução dos padrões filogeográficos observados, com a evolução independente de linhagens em diferentes regiões ou refúgios. Além disso, nossos resultados e os de outros autores sugerem que a atividade geotectônica não teria sido importante na evolução recente de organismos da FA, e que alguns rios do bioma (ex. rio Doce) atuariam como barreiras secundárias e não como barreiras primárias. / This dissertation explores the evolution of Atlantic Forest (AF) organisms. Specifically, we used endemic forest birds as models and a phylogenetic phylogeographic perspective. Studied bird species are all passerines: Xiphorhynchus fuscus (Dendrocolaptidae), Dendrocolaptes platyrostris (Dendrocolaptidae) and Schiffornis virescens (Tytyridae). We used mitochondrial and nuclear DNA (mtDNA and ncDNA, resepectivelly) sequences. The dissertation was divided in six chapters. The first one explained objectives of the dissertation and presented hypotheses and problems that were addressed in the following chapters two to five. The sixth chapter presents a general discussion. We used in the second chapter mtDNA to evaluate the phylogeographic pattern of X. fuscus in southern AF. The main results indicated that a geotectonic model for the evolution of local populations was not supported and that the observed genetic pattern was compatible with the theory of refuges. In the third chapter we studied again X. fuscus, but using samples from all the species´ distribution and sequences of two independent markers (mtDNA and the the intron 5 of the beta-fibrinogen gene). Some of the main objectives of the chapter were to test a published model about the distribution of AF in the last 20,000 years and to use genetic data to address the taxonomic status of the four subspecies of X. fuscus, particularly of the endangered X. fuscus atlanticus. Results supported partially the model of forest distribution in the past and to consider X. fuscus atlanticus as a good species. In the fourth chapter we analyzed plumage and genetic (mtDNA) variation in the woodcreeper D. platyrostris. Results suggested a lack of recent genetic continuity between the Atlantic Forest central domain and the open vegetation biomes Cerrado and Caatinga. Besides, we found that plumage color variation in D. platyrostris was not related to population history, as evaluated by neutral markers. In the fifth chapter we studied the phylogeographic pattern (mtDNA) of S. virescens. Results indicated that S. virescens lack a significant phylogeographic pattern, contrarily to what was observed in several other AF organisms. Possible explanations for this pattern may be a population bottleneck followed by a demographic expansion and current high gene flow rates. Our results, in combination with results of others, permitted to describe a common phylogeographic pattern for several AF organisms. Also, we suggested a model of the AF where forest distribution is very dynamic. Specifically, the northern and southern AF regions were proposed to be the regions with the most unstable area and continuity of forests. Perhaps, this forest dynamism contributed to the evolution of the observed common phylogeographic pattern. Furthermore, our results, in combination with other similar studies, suggested for the studied birds that geotectonic activity at southeastern AF did not affect population evolution, and that some AF rivers (i.e., Doce river) act as secondary barriers instead of primary barriers.

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