Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-01Bitstream added on 2014-06-13T19:25:16Z : No. of bitstreams: 1 thome_mtc_dr_rcla.pdf: 1133050 bytes, checksum: d966bd8e88261194600516cb733c8e17 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nessa tese, utilizamos uma série de métodos filogeográficos para investigar a diversificação em Rhinella gr. crucifer, um grupo de espécies próximas de sapos endêmicos da Mata Atlântica. No primeiro capítulo fizemos uma primeira abordagem da estrutura genética no grupo utilizando amostragem grosseira. Foram analisadas seqüências de DNA mitocondrial e nuclear de DNA de 65 indivíduos representando as cinco espécies atualmente válidas. Encontramos que a diversidade genética é geograficamente estruturada. A divergência mais antiga, datada do Plioceno, separa as populações mais ao sul do bioma enquanto que o restante das populações estão distribuídas em clados que divergiram desde o Pleistoceno. Modelos de distribuição paleoecológica suportam fragmentação de habitat associada a ciclos glaciais, mas a congruência de padrões filogeográficos com os refúgios inferidos é limitada. Algumas quebras genéticas coincidem geograficamente com barreiras associadas à atividade neotectônica. Os dados refutam a hipótese recentemente proposta de colonização Holocênica do sul da Mata Atlântica, sugerindo persistência de habitat nessa região. No segundo capítulo, utilizamos amostragem em nível populacional para delimitar melhor as unidades genéticas no grupo. Utilizamos seqüências de DNA mitocondrial e nuclear de 404 indivíduos, métodos baseados em árvores e freqüência alélica, considerando um cenário de divergências recentes e hibridação. Ambos marcadores apoiaram a existência de cinco unidades genéticas, três distribuídas na área núclear de distribuição do grupo, e duas com distribuições isoladas. Encontramos evidência clara da existência de zonas de contacto para dois pares de unidades genéticas... / In this dissertation, we used phylogeographic methods to investigate diversification in the Rhinella gr. crucifer, a group of closely related toads endemic to the Brazilian Atlantic Forest. In the first chapter we described the genetic structure in the group using coarse sampling. We analyzed mitochondrial and nuclear DNA sequences of 65 individuals representing the five currently valid species. We found that genetic diversity is geographically structured; the oldest divergence, dating from the Pliocene, separates the southernmost populations. The remaining population are distributed in clades that diverged throughout the Pleistocene. Palaeoecological distribution models support habitat fragmentation associated with glacial cycles, but the congruence of phylogeographic patterns and inferred refugia is limited. Some genetic breaks coincide geographically with barriers related to neotectonic activity. The data refute the recently proposed hypothesis of Holocene southern colonization of the biome, suggesting instead habitat persistence in this region. In the second chapter, we used sampling at the population level to delimit genetic units within the group. We used DNA sequences of mitochondrial and nuclear markers from 404 individuals. We combined tree and frequency– based methods, assuming a scenario of recent divergence and hybridization. Both marker types supported the existence of five genetic units, three being distributed within the core distribution of the group, and two with more isolated distributions. We found evidence of contact zones between two pairs of units... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6552.pdf: 3440759 bytes, checksum: 5bcd4567216dea4d0657f3b0017ffba9 (MD5) Previous issue date: 2014-12-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / Despite the huge diversity in the Neotropical region, little is known about the biogeography of the subfamily Polistinae. This thesis is divided into three chapters which, despite their distinct specific aims, have as central target the discussion of the influence of environmental, ecological and evolutionary processes on the distribution of genetic diversity and species richness of polistines. For this end, in the first chapter is provided a wide review on the origins of Polistinae and change-promoter processes in the Neotropics. In the second chapter, possible colonization routes used by the subfamily in the Americas are proposed based on the Round-trip hypothesis. Such a hypothesis is corroborated by the recurrence of progression rules, inferred by phylogeny-distribution relationships, pointing more basal clades of several genera occurring in the Amazonian rainforest and more derived clades in eastern South America. The occurrence of an inverse progression rule for Polistes sustains a second rarer and older route from east to west. The third chapter focuses on the disjunction between Amazonia and Atlantic Forest and on the species that, due to changes in forest distributions, had their populations fragmented. It is provided in this study a wide list with 127 Neotropical taxa with disjunct lineages between both forests, climate stability models for eight species (two paper wasps and six vertebrates) and extensive phylogeographies for the wasps Angiopolybia pallens and Synoeca surinama. Such wasp species were used as genetic models to test spatially-esplicit hypotheses of climate stability and were chosen by present distinct ecological characteristics, but occur in sympatry in Amazonia and Atlantic Forest. It was aimed with this to test the following hypothesis: the disjunction affected idiosyncratically the genetic diversity of species with populations widely fragmented. The information presented in the three studies might serve as support in future works on Polistinae biogeography, mainly those that focus on the integration of environmental events to explain both evolutionary and ecological processes. / Apesar da ampla diversidade na região Neotropical, pouco se sabe a respeito da biogeografia das vespas sociais da subfamília Polistinae. Esta tese divide-se em três capítulos que, apesar de possuírem objetivos específicos distintos, têm como objetivo central a discussão da influência de processos ambientais, ecológicos e evolutivos na distribuição da diversidade genética e de espécies (i.e., riqueza biológica) de polistíneos. Para tanto, no primeiro capítulo é fornecida uma ampla revisão acerca das origens da subfamília Polistinae e processos causadores de diversidade na região Neotropical. No segundo capítulo são propostas possíveis rotas de colonização utilizadas pela subfamília nas Américas seguindo o modelo proposto pela hipótese Round-trip . Esta hipótese sustenta-se na recorrência de regras de progressão, inferidas por relações filogenéticas e de distribuição, apontando clados mais basais de diversos gêneros da subfamília ocorrendo na região Amazônica e clados mais derivados no leste da América do Sul. A ocorrência de uma regra de progressão contrária para Polistes sustenta uma segunda rota mais rara e, provavelmente, mais antiga, do leste para o oeste. O terceiro capítulo foca na disjunção das florestas Amazônica e Atlântica e nas espécies que, devido às alterações na distribuição das florestas, tiveram suas populações fragmentadas. Neste estudo é fornecida uma lista ampla com 127 táxons Neotropicais com linhagens disjuntas entre as duas florestas, modelos de estabilidade climática para oito espécies (dois polistíneos e seis vertebrados) e análises filogeográficas para as vespas Angiopolybia pallens e Synoeca surinama. As espécies de vespa foram escolhidas por apresentarem características ecológicas distintas, mas por ocorrerem em simpatria nas florestas Amazônica e Atlântica. Visou-se com isto testar a hipótese original deste projeto: a disjunção afetou de forma idiossincrática a diversidade genética de espécies com populações amplamente fragmentadas. As informações apresentadas nos três trabalhos podem servir como suporte em futuros estudos acerca da biogeografia da subfamília, principalmente aqueles que foquem na integração de eventos ambientais para explicar processos evolutivos e ecológicos.

As glaciações do Quaternário moldaram os padrões filogeográficos das espécies em geral. Em algumas regiões da América do Sul, (e.g. Cerrado e Caatinga) a mudança estrutural foi mais acentuada, havendo o predomino de savanas, ao passo que em outras regiões (e.g. Amazônica e Mata Atlântica) as mudanças foram menores, formando áreas de refúgios florestais. A Modelagem Preditiva de Distribuição de espécies usa associações entre variáveis ambientais e registros de ocorrência da espécie para estimar modelos que representam as condições ambientais favoráveis à espécie. Neste trabalho foram estudadas três espécies de figueiras Neotropicais com características ecológicas distintas, representando duas linhagens filogenéticas independentes, i.e., seções Americana (Ficus citrifolia) e Pharmacosycea (Ficus adhatodifolia e Ficus insipida). Foram gerados modelos para os cenários passados (Interglacial 140.000 e Glacial 21.000 anos atrás), presente e futuro (2050 e 2070, nos cenários otimistas e pessimistas) para as três espécies estudadas usando o programa Maxent 3.3.3k. Os resultados obtidos mostram que para F. adhatodifolia as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação do mês mais seco. Para F. insipida as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação anual. Para F. citrifolia as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação do mês mais chuvoso. Os modelos projetados no cenário interglacial, para as três espécies estudadas, apresentaram áreas de adequabilidade ambiental próximas ao cenário atual. Durante o período glacial F. adhatodifolia mostrou uma mudança considerável em sua área de ocorrência, ocorrendo em regiões consideradas refúgios para algumas espécies. Ficus insipida apresentou uma retração na sua adequabilidade ambiental, porém mantendo-se na região amazônica, enquanto que F. citrifolia teve um aumento na sua área de adequabilidade. Nos cenários futuros (2050 e 2070) F.adhatodifolia apresentou uma diminuição em sua área de ocorrência em ambos os cenários otimista e pessimista, F. insipida apresentou um aumento em sua área de adequabilidade ambiental e F.citrifolia apresentou uma diminuição e fragmentação na região Amazônica nos cenários otimista e pessimista de 2050 e otimista de 2070. As exigências ambientais e os possíveis padrões filogeográficos das três espécies são discutidos no contexto dos modelos preditivos gerados. / The Quaternary glaciations shaped the phylogeographic patterns of species in general. In some regions of South America (e.g.Cerrado and Caatinga) structural change was more pronounced and savannas predominated, whereas in other regions (e.g. Amazon and Atlantic Forest) changes were minor, forming areas of forest refuges. Species distribution Predictive Modeling uses associations between environmental variables and species occurrence records to estimate models that represent the environmental conditions favorable to the species. In the present study we chose three species of Neotropical Ficus with different ecological characteristics, representing two independent phylogenetic lineages, i.e., sections Americana (Ficus citrifolia) and Pharmacosycea (F.adhatodifolia and F.insipida). We generated models for the past (interglacial 140,000 years ago and Glacial 21,000 years ago), present and future scenarios (2050 and 2070 in optimistic and pessimistic scenarios) for the three study species using Maxent 3.3.3k program. Our results showed thatfor F. adhatodifolia the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and precipitation in the driest month. For F.insipida the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and annual precipitation. For F. citrifolia the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and precipitation in the wettest month. The models designed for the interglacial stage showed areas of environmental suitability similar to the current scenario of the three species. During the glacial period F. adhatodifolia showed a considerable change in its range, occurring in regions considered refuges for some species. Ficus insipida had its environmental suitability decreased, but remained in the Amazon region, while F. citrifolia increased its area of suitability. In the future models (2050 and 2070) F.adhatodifolia showed a decrease in its range on both optimistic and pessimistic scenarios, F.insipida showed an increase in its area of environmental suitability and F.citrifolia has been decreasing and fragmentation in the Amazon region in the optimistic and pessimistic scenarios 2050 and optimistic 2070. The environmental requirements and the potential phylogeographic patterns of the study species are discussed in the context of the generated predictive models.

As glaciações do Quaternário moldaram os padrões filogeográficos das espécies em geral. Em algumas regiões da América do Sul, (e.g. Cerrado e Caatinga) a mudança estrutural foi mais acentuada, havendo o predomino de savanas, ao passo que em outras regiões (e.g. Amazônica e Mata Atlântica) as mudanças foram menores, formando áreas de refúgios florestais. A Modelagem Preditiva de Distribuição de espécies usa associações entre variáveis ambientais e registros de ocorrência da espécie para estimar modelos que representam as condições ambientais favoráveis à espécie. Neste trabalho foram estudadas três espécies de figueiras Neotropicais com características ecológicas distintas, representando duas linhagens filogenéticas independentes, i.e., seções Americana (Ficus citrifolia) e Pharmacosycea (Ficus adhatodifolia e Ficus insipida). Foram gerados modelos para os cenários passados (Interglacial 140.000 e Glacial 21.000 anos atrás), presente e futuro (2050 e 2070, nos cenários otimistas e pessimistas) para as três espécies estudadas usando o programa Maxent 3.3.3k. Os resultados obtidos mostram que para F. adhatodifolia as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação do mês mais seco. Para F. insipida as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação anual. Para F. citrifolia as variáveis mais importantes nos modelos foram temperatura mínima do mês mais frio e precipitação do mês mais chuvoso. Os modelos projetados no cenário interglacial, para as três espécies estudadas, apresentaram áreas de adequabilidade ambiental próximas ao cenário atual. Durante o período glacial F. adhatodifolia mostrou uma mudança considerável em sua área de ocorrência, ocorrendo em regiões consideradas refúgios para algumas espécies. Ficus insipida apresentou uma retração na sua adequabilidade ambiental, porém mantendo-se na região amazônica, enquanto que F. citrifolia teve um aumento na sua área de adequabilidade. Nos cenários futuros (2050 e 2070) F.adhatodifolia apresentou uma diminuição em sua área de ocorrência em ambos os cenários otimista e pessimista, F. insipida apresentou um aumento em sua área de adequabilidade ambiental e F.citrifolia apresentou uma diminuição e fragmentação na região Amazônica nos cenários otimista e pessimista de 2050 e otimista de 2070. As exigências ambientais e os possíveis padrões filogeográficos das três espécies são discutidos no contexto dos modelos preditivos gerados. / The Quaternary glaciations shaped the phylogeographic patterns of species in general. In some regions of South America (e.g.Cerrado and Caatinga) structural change was more pronounced and savannas predominated, whereas in other regions (e.g. Amazon and Atlantic Forest) changes were minor, forming areas of forest refuges. Species distribution Predictive Modeling uses associations between environmental variables and species occurrence records to estimate models that represent the environmental conditions favorable to the species. In the present study we chose three species of Neotropical Ficus with different ecological characteristics, representing two independent phylogenetic lineages, i.e., sections Americana (Ficus citrifolia) and Pharmacosycea (F.adhatodifolia and F.insipida). We generated models for the past (interglacial 140,000 years ago and Glacial 21,000 years ago), present and future scenarios (2050 and 2070 in optimistic and pessimistic scenarios) for the three study species using Maxent 3.3.3k program. Our results showed thatfor F. adhatodifolia the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and precipitation in the driest month. For F.insipida the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and annual precipitation. For F. citrifolia the most important variables in the models were minimum temperature in the coldest month and precipitation in the wettest month. The models designed for the interglacial stage showed areas of environmental suitability similar to the current scenario of the three species. During the glacial period F. adhatodifolia showed a considerable change in its range, occurring in regions considered refuges for some species. Ficus insipida had its environmental suitability decreased, but remained in the Amazon region, while F. citrifolia increased its area of suitability. In the future models (2050 and 2070) F.adhatodifolia showed a decrease in its range on both optimistic and pessimistic scenarios, F.insipida showed an increase in its area of environmental suitability and F.citrifolia has been decreasing and fragmentation in the Amazon region in the optimistic and pessimistic scenarios 2050 and optimistic 2070. The environmental requirements and the potential phylogeographic patterns of the study species are discussed in the context of the generated predictive models.

Orientador: Célio Fernando Baptista Haddad / Resumo: Nesta tese exploramos a diversificação de espécies de anuros da Tribo Lophyohylini distribuídas na Mata Atlântica (MA) e Caatinga, biomas do Brasil. Para tanto, utilizamos dados genômicos e métodos de filogeografia estatística para analisá-los, uma abordagem robusta e até então ainda escassa na filogeografia dos organismos sul-americanos. Através do sequenciamento Sanger amostramos trechos de DNA mitocondrial (mtDNA) e através do sequenciamento de alto rendimento obtivemos polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) do DNA nuclear (nDNA). No primeiro capítulo, reunimos 82 amostras da espécie Aparasphenodon brunoi que apresenta distribuição nas terras baixas e costeiras do bioma MA, sendo considerada ideal para investigar o papel da instabilidade climática do Pleistoceno em seu processo de diversificação. Ainda no primeiro capítulo, para avaliar a influência do comportamento filopátrico, associado às diferenças no modo reprodutivo, na dispersão e consequentemente, no fluxo gênico entre populações, reunimos 72 amostras de A. arapapa e A. aff. brunoi. Estas tratam-se de espécies simpátricas, de distribuição mais restrita e com modos reprodutivos contrastantes o que as tornam ideais para esse tipo de comparação. De acordo com a inferência baseada em modelos demográficos, por volta do último máximo glacial (UMG) a população norte de A. brunoi se manteve estável enquanto que a do sul experimentou um gargalo seguido de expansão recente. Além disso, a população norte de A. brunoi apres... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this dissertation we explored the diversification of anuran species of the Lophyohylini Tribe distributed in the Atlantic Forest (AF) and Caatinga biomes of Brazil. To do so, we used genomic data and methods of statistical phylogeography to analyze them, a robust and until then still scarce approach in the phylogeography of South American organisms. Through the Sanger sequencing we sampled mitochondrial DNA (mtDNA) and through high-throughput sequencing we obtained single nucleotide polymorphisms (SNPs) from nuclear DNA (nDNA). In the first chapter, we collected 82 samples of the species Aparasphenodon brunoi that is distributed in the low and coastal lands of the AF biome, being considered ideal to investigate the role of Pleistocene climatic instability in its diversification process. In the first chapter, to evaluate the influence of philopatric behavior, associated with differences in reproductive mode, dispersion and consequent gene flow among populations, we also collected 72 samples of A. arapapa and A. aff. brunoi species. These are sympatric species with a narrower distribution and with contrasting reproductive modes, making them ideal for this type of comparison. According to the inference based on demographic models, around the last glacial maximum (LGM) the northern population of A. brunoi remained stable while the southern one experienced a bottleneck followed by recent expansion. In addition, the northern population of A. brunoi exhibits greater nuclear diver... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor