Homonota uruguayensis é um pequeno lagarto endêmico da Savana Uruguaia, ecorregião pertencente ao Bioma Pampa. Distribui-se em uma área muito restrita no sudoeste do estado do Rio Grande do Sul (Brasil) e noroeste do Uruguai onde ocorrem afloramentos de basalto provenientes dos derrames vulcânicos que originaram a Formação Serra Geral. Assim como ocorre com a biodiversidade da Savana Uruguaia em geral, essa espécie é ainda pouco conhecida. Essa região vem sofrendo com uma crescente descaracterização dos seus ecossistemas originais e possui uma parcela ínfima de áreas protegidas. A filogeografia é uma ferramenta que possibilita o acesso à distribuição geográfica da variabilidade genética dentro de uma espécie, auxiliando na identificação de linhagens evolutivamente independentes que mereçam maior atenção em programas de manejo e conservação. Para compreender melhor a história evolutiva dessa espécie, 106 amostras de H. uruguayensis provenientes de sete localidades no Rio Grande do Sul e cinco no Uruguai, e amostras de dois grupos externos (H. borelli e H. fasciata, um indivíduo cada) foram caracterizadas através do sequenciamento de genes mitocondriais (citocromo b e 12S) e nucleares (BDNF). Além disso, dezesseis variáveis morfométricas foram caracterizadas e analisadas em um subconjunto dos indivíduos coletados. Os resultados mostraram que H. uruguayensis possui uma marcada estruturação filogeográfica, com a formação de quatro clados de linhagens mitocondriais que diferem em até 5% entre si, e sem compartilhamento de haplótipos mitocondriais entre as localidades. Embora diferentes métodos de análise tenham recuperado topologias distintas, uma comparação entre diferentes hipóteses topológicas feita através de uma análise bayesiana sugere que a população localizada mais ao norte da distribuição (Cerro do Tigre) representa a divergência mais ancestral nessa espécie. A estruturação dos haplótipos mitocondriais é coincidente com a distribuição geográfica, sugerindo um cenário de intensa filopatria com isolamento por distância. Apesar da grande variação encontrada nos genes mitocondriais, nenhuma variação foi observada no gene nuclear BDNF. As análises morfométricas corroboram os resultados genéticos mostrando uma tendência à diferenciação morfológica entre algumas populações. Segundo as estimativas, a separação entre H. uruguayensis em relação a seus grupos irmão se deu na transição do Mioceno para o Plioceno e a coalescência das linhagens mitocondriais de H. uruguayensis está no limite do Pleistoceno, por volta de 2,5 Ma. A população de Cerro do Tigre pode estar passando por um processo de especiação e por isso deve ser priorizada em um programa de manejo e conservação da espécie. / Homonota uruguayensis is a small gecko endemic to the Uruguayan Savanna, an ecoregion belonging to the Pampa biome. It is distributed in a narrow area, restricted to the southwest of the Rio Grande do Sul state (Brazil) and the northwest of Uruguay, where there are basalt outcrops resulting from the volcanic eruptions that originated the Serra Geral formation in Southern Brazil. As it occurs with most of the biodiversity within this region, this is still a poorly studied species. This region is undergoing a growing degradation of its autochthonous ecosystems, but only a very minor proportion of its area is under protection. Phylogeography is a tool that allows the characterization of the geographic distribution of the genetic variation within a species, which may help to identify evolutionary independent lineages that deserve higher priority status in management and conservation programs. For a better understanding of the evolutionary history of this species, 106 samples of H. uruguayensis individuals from seven localities in Rio Grande do Sul and five in Uruguay, and samples from two outgroup species (H. borelli and H. fasciata, one individual each), were sequenced for mitochondrial (cytochrome b and 12S) and nuclear (BDNF) genes. In addition, sixteen morphometric variables have been characterized and analyzed in a subsample of the collected individuals. Our results show that H. uruguayensis has a strong phylogeographic structure, with mitochondrial lineages forming four clades which differ up to 5% among them, and no haplotype sharing among localities. Even though different analytical methods recovered different topologies, a Bayesian factor comparison between them suggests that population in the northern edge of the distribution (Cerro do Tigre) represents the most ancient divergence within the species. The genetic structure of the mitochondrial haplotypes is concordant with geographic distribution suggesting a scenario of strong philopatry and isolation by distance. In spite of the wide variation shown by the mitochondrial genes, no variation was found for the nuclear BDNF gene. The morphological analyses corroborate the results from the mitochondrial markers, with some populations being distinct from the others. It was estimated that the separation between H. uruguayensis and its ougroups occurred between the upper and mid-Miocene, while the coalescence of H. uruguayensis haplotypes was in the Pleistocene limit, around 2.5 million years ago. The population from Cerro do Tigre may be undergoing an incipient process of speciation, and should therefore receive high priority in conservation and management programs for this species.

Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, podendo ser encontrada desde o estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. A espécie é perene, diplóide e autocompatível. Suas populações naturais estão sendo rapidamente reduzidas por dois motivos principais: pela ação antrópica, que modifica seu habitat natural, e pela coleta predatória e ilegal de plantas da natureza. Os processos que formaram a extraordinária diversidade de espécies nas regiões Neotropicais ainda são pouco conhecidos. A Mata Atlântica tem sido considerada um dos maiores centros de biodiversidade, o que torna a sua conservação prioritária. A variabilidade intra-específica tem sido aceita como foco para a conservação. Além disto, a fertilidade das plantas tem grande importância conservacionista, sendo a viabilidade do pólen (qualidade do pólen) um importante componente do sucesso reprodutivo. Com o objetivo de estudar a diversidade genética em Vriesea gigantea, 11 marcadores de microssatélites foram desenvolvidos e os resultados publicados conjuntamente com aqueles obtidos para outros quatro loci caracterizados para uma espécie próxima, Alcantarea imperialis (Capítulo 2). Treze novos pares de primers de microssatélites nucleares foram testados em 22 espécies de bromélias, indicando que estes marcadores serão úteis em inúmeros estudos com outras espécies desta mesma família. Os marcadores nucleares de microssatélites foram utilizados para estudar os padrões de diversidade genética de Vriesea gigantea ao longo de toda a distribuição geográfica da espécie, em 429 indivíduos, amostrados em 13 populações (Capítulo 3). Os resultados indicaram uma tendência latitudinal de diminuição da diversidade genética do Norte para o Sul, consistente com o padrão histórico de expansão da Floresta Atlântica. A expansão da espécie parece ter sido impedida pela diminuição do fluxo gênico nas populações marginais. Além disso, a história evolutiva das populações marginais difere muito. O centro de diversidade genética para V. gigantea (São Paulo e Rio de Janeiro) coincidiu com o centro de diversidade e centro de endemismo de muitas espécies de animais e plantas da mata Atlântica. A correlação entre a diversidade genética de V. gigantea e a de espécies do gênero Vriesea indicou que ambas foram moldadas pelas mesmas forças históricas: alterações climáticas do Pleistoceno. As análises de distância genética revelaram três grupos geograficamente separados e as análises bayesianas revelaram a presença de outros dois grupos, referentes às populações marginais, os quais são de grande importância para estabelecer estratégias de conservação da espécie. Complementando as análises do genoma nuclear, foram seqüenciadas 21 regiões do genoma de cloroplasto, produzindo um total de cinco regiões plastidiais polimórficas (quatro microssatélites e um SNP – Single Nucleotide Polymorphism). As regiões de microssatélites de cloroplastos polimórficas foram isoladas pela primeira vez em Bromeliaceae. Os cinco marcadores plastidiais foram examinados em 192 indivíduos de 13 populações, com objetivo de inferir a história filogeográfica da espécie (Capítulo 4). Os principais resultados indicaram uma forte estrutura filogeográfica e um reduzido fluxo gênico entre as populações de V. gigantea. A razão de 3,3 indicou assimetria entre o fluxo de pólen e sementes, sendo o fluxo gênico via semente menos eficaz do que via pólen, resultando em uma maior estruturação do genoma do cloroplasto do que do genoma nuclear (microssatélites nucleares). A rede de haplótipos revelou dois grupos filogeográficos distintos: Norte e Centro-Sul. A análise da distribuição de mismatch mostrou que populações da região Norte são mais estáveis e devem ter tido um crescimento ancestral (antigas), enquanto que as populações da porção Centro-sul estão em expansão (jovens). No Capítulo 5, a fertilidade de plantas das populações do sul foi analisada através do número cromossômico, comportamento meiótico e viabilidade do pólen. A maioria das células-mãe-de-pólen apresentou comportamento meiótico regular, o que está de acordo com a alta viabilidade dos grãos de pólen (84 - 98%) registrada para todas as populações investigadas. Estes resultados indicaram que as plantas das populações analisadas são potencialmente férteis. Apesar da alta viabilidade dos grãos de pólen observada, foram constatadas diferenças significantes entre populações. / V. gigantea is a diploid, perennial and self-compatible bromeliad species endemic to Atlantic Rainforest of southeastern and southern Brazil. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and illegal collection. The processes that have shaped the extraordinary species diversity in Neotropical rainforests are poorly understood, and knowledge about patterns of genetic diversity across species’ ranges is scarce. Brazilian Atlantic Rainforest has been considered one of the major biodiversity hotspots for conservation. Intraspecific variation has increasingly been accepted as a focus for conservation. Another issue also of conservation meaning is plant fertility. The quality of pollen produced by a plant is an important component of reproductive success. In order to start studying genetic diversity in Vriesea gigantea a set of 11 nuclear microsatellite markers were developed, and the results published together with four loci characterized for a closed-related species, Alcantharea imperialis (Chapter 2). These fifteen new nuclear microsatellite pair primers were tested in 22 bromeliads species indicating that these markers will be useful in numerous other taxa. Using nuclear microsatellite markers patterns of genetic diversity on V. gigantea were studied all across its geographic distribution in Atlantic Rainforest in a large sampling of 429 plants from 13 populations (Chapter 3). The main results indicated latitudinal trend of decreasing diversity from North to South away from the equator, consistent with historical range expansion from the Northern half of the present distribution range. Further species expansion appears to be impeded by lack of gene flow at the current range margins, and the nature of range limits differs greatly between North and South. The center of genetic diversity for V. gigantea (São Paulo and Rio de Janeiro) coincided with centers of species diversity and endemism for most animals and plants of the Atlantic Rainforest. Significant correlation between genetic diversity in V. gigantea and species diversity in the Vriesea genus suggested that both were shaped by the same historical forces: climatic changes of the Pleistocene. Distance-based genetic analysis revealed three geographically defined clusters, and a Bayesian analysis revealed two additional genetic clusters of conservation relevance. To obtain a more ancient scenario, 21 chloroplast regions were sequenced and screened producing a total of five polymorphic plastid regions (four microsatellites and one SNP - Single Nucleotide Polymorphism). Polymorphic chloroplast microsatellites markers were isolated for Bromeliaceae for the first time. The five cpDNA markers were examined in 192 individuals from 13 populations to infer the phylogeographical history of the species (Chapter 4). The key results indicated a strong phylogeographic structure and a reduced gene flow among populations of Vriesea gigantea. A ratio of 3.3 indicated an asymmetry between pollen and seed flow, being gene flow via seed less efficient than via pollen, resulting in a stronger genetic structure for chloroplast genome than nuclear genome (inferred by nuclear SSR). Haplotype network revealed two major phylogeographic groups: Northern and Central- Southern. Mismatch distribution analysis showed that populations from the Northern region are stable and should have an ancestral growth (“older”), while the populations from Central-Southern region are in expansion range (“younger”). In Chapter 5, the plant fertility of southern populations was analyzed by assessing: chromosome number, meiotic behavior, and pollen viability. Most of pollen mother cells showed a regular meiotic behavior. In accordance, high pollen viability (84-98%) was recorded for all investigated populations. These results indicated that plants from all populations analyzed are fertile. Despite the overall high pollen viability, significant differences were detected among populations.

Considerando os aspectos conceituais que envolvem a filogeografia, e devido a carência de informações sobre o roedor subterrâneo Ctenomys torquatus Lichtenstein, 1830 (Rodentia: Ctenomyidae), foi realizado um estudo abordando o maior número de informações sobre aspectos cromossômicos, morfométricos, morfológicos, filogenéticos, biogeográficos e sobre a distribuição geográfica, incluindo as possíveis barreiras entre as populações, para possibilitar a proposição de uma história filogeográfica para esta espécie de tuco-tuco. O gênero Ctenomys ocorre na porção sul da América do Sul e C. torquatus apresenta uma das maiores distribuições geográficas entre os tuco-tucos, ocorrendo na região dos Pampas - em todo centro, oeste e sul do Rio Grande do Sul, e nas savanas do norte e oeste do Uruguai. A espécie apresenta polimorfismo cariotípico originado a partir de rearranjos (fissões e fusões), com quatro números cromossômicos, sendo um amplamente distribuído (2n=44), um restrito ao extremo sul (2n=46) e outros dois ocorrendo a oeste do Rio Grande do Sul (2n=40 e 2n=42). Estudos craniométricos demonstram divergência entre grupos cariotípicos e populacionais, porém, análises de morfometria geométrica demonstraram que as diferenças nos crânios estão mais relacionadas ao aspecto geográfico do que ao cariótipo, e que as principais variações encontram-se nos indivíduos que ocorrem no Uruguai (embora sejam citogeneticamente semelhantes aos que ocorrem no Brasil – 2n=44) e nos que ocorrem no extremo sul do Brasil. As análises moleculares com região controladora de ADNmt caracterizam a espécie como tendo baixo nível de divergência haplotípica, apresentando um haplótipo em maior freqüência, que ocorre ao longo de toda a distribuição, e haplótipos com pouca divergência em relação ao mais frequente, que ocorre nas áreas periféricas da distribuição da espécie. A reunião das informações neste estudo nos remete ao seguinte cenário: as populações de C. torquatus expandiram a partir do centro do Rio Grande do Sul (Depressão Central), em direção ao oeste e sul do Brasil, e também em direção ao norte e noroeste do Uruguai, com uma estruturação genética típica de uma expansão populacional, sem que tenha se passado tempo suficiente para que fosse possível se caracterizar um padrão de isolamento pela distância entre as populações. E a partir desta expansão, algumas populações iniciaram um processo de diferenciação sob a influência das mutações e da deriva genética, com diferentes níveis de influência das barreiras geográficas no processo evolutivo detectados através dos marcadores utilizados. / Considering the phylogeographic concept, and due to the lack of informations about the subterranean rodent Ctenomys torquatus Lichtenstein, 1830 (Rodentia: Ctenomyidae), a study was conducted to gather chromosome, morphometric, morphological, phylogenetic and biogeographical informations, including the geographic distribution and possibles geographical barriers between populations, addressing as much information as possible to propose a phylogeographic story for this tuco-tuco’ species. The genus Ctenomys occurs in the southern portion of South America and C. torquatus presents one of the largest geographical distributions, occurring in Pampas’ region - throughout central, western and southern Rio Grande do Sul, Brazil, and in savannas of northern and western Uruguay. The species showed karyotypic polymorphism originated from rearrangements (fusions and fissions) with four chromosome numbers: one widely distributed (2n = 44), one restricted to southern Brazil (2n = 46) and two restricted to western Rio Grande do Sul (2n = 40 and 2n = 42). Studies demonstrated craniometrics divergences among chromosomal groups and populations. However, analyses of geometric morphometric showed that the differences in skull was more related to the geographical aspect than to the karyotype, and that the major changes was observed in individuals from Uruguay (although they are genetically similar to those from Brazil – 2n=44) and in individuals from southern Brazil (2n=46). The molecular analyses with mtDNA control region characterized the species as having low haplotipic divergence, with an haplotype in greater frequency occurring throughout the species distribution, and others haplotypes in the peripheral areas with little disagreement regarding the most frequent. The informations from this study refers to the following scenario: populations of C. torquatus expanded from the center of Rio Grande do Sul (Depressão Central), toward the west and south of Rio Grande do Sul, and also toward the north of Uruguay, with a genetic structure typical of populations in expansion without having sufficient time to make it possible to characterize a completelly pattern of isolation by distance. hus, some populations begin a process of differentiation under the influence of mutations and genetic drift, without the same influence of geographical barriers in the evolutionary process at the various analysis employed.

O gênero Petunia Juss. (Solanaceae) é conhecido mundialmente através do híbrido artificial Petunia hybrida e as duas espécies parentais, P. integrifolia e P. axillaris, são nativas do Sul da América do Sul. Porém, P. integrifolia é formada por um complexo de espécies semelhantes na estrutura floral, mas diferentes no habitat e distribuição. O objetivo deste trabalho é contribuir para um melhor detalhamento da origem da espécie comercial P. hybrida e determinar a variabilidade genética nas espécies e subespécies do grupo integrifolia. Neste trabalho foram utilizadas 13 populações naturais distribuídas entre os cinco taxa que compõem o complexo: Petunia bajeensis, Petunia inflata, Petunia integrifolia subsp. integrifolia, Petunia integrifolia subsp. depauperata e Petunia interior. Além disso, foram incluídas 22 variedades de P. hybrida abrangendo as duas principais classificações comerciais: Grandiflora e Multiflora. Dez marcadores de microssatélites desenvolvidos para Petunia integrifolia subsp. depauperata foram transferidos para as outras espécies do grupo integrifolia. Padrões de diversidade genética e estruturação populacional foram estudados utilizando sete destes loci de microssatélites. Dados de sequência de marcadores plastidiais foram adicionados para permitir uma comparação entre as espécies do gênero Petunia e as variedades comerciais através de uma rede de haplótipos. A probabilidade de ancestralidade foi inferida entre as populações estudadas e as variedades de P. hybrida. A análise da AMOVA mostrou que 66% da variação genética estão entre os indivíduos amostrados. A espécie P. bajeensis apresentou baixa variabilidade comparada com as outras do complexo integrifolia e se mostrou geneticamente muito distinta do restante do grupo. Foi detectado um relacionamento genético muito próximo entre as espécies P. inflata e P. interior, bem como para as subespécies de P. integrifolia. Dados de cpDNA revelaram um compartilhamento de haplótipos entre variedades comerciais e as espécies P. integrifolia subsp. integrifolia, P. axillaris e P. altiplana. Os resultados obtidos permitiram excluir as espécies P. bajeensis e P. integrifolia subsp. depauperata como possíveis parentais de flor roxa da petúnia-dejardim e apontar para populações de P. inflata e P. interior localizadas na região noroeste do Rio Grande do Sul e arredores. Este foi o primeiro estudo realizado com a utilização de marcadores microssatélites em populações naturais de Petunia e forneceu novas ferramentas moleculares para estudos futuros. / The results allowed to exclude P. bajeensis e P. integrifolia subsp. depauperata as possible purple-flowered parents of garden petunias, pointing P. inflata e P. interior populations, located in northwestern Rio Grande do Sul and surrounding regions, as possible parents. This was the first study that used microsatellite markers in natural Petunia populations, and provided new molecular tools for future investigations.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-02T14:09:59Z No. of bitstreams: 1 Tese - José Gregório Martinez.pdf: 10347168 bytes, checksum: 58aeb7407718fcc667bec49ca6080657 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-04T12:59:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - José Gregório Martinez.pdf: 10347168 bytes, checksum: 58aeb7407718fcc667bec49ca6080657 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-02-04T13:04:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - José Gregório Martinez.pdf: 10347168 bytes, checksum: 58aeb7407718fcc667bec49ca6080657 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-04T13:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - José Gregório Martinez.pdf: 10347168 bytes, checksum: 58aeb7407718fcc667bec49ca6080657 (MD5) Previous issue date: 2015-06-11 / Não informada / The Amazon and Orinoco rivers have the greatest diversity of fish fauna of the planet, which is estimated between 1300 - 3000 species. Much of this diversity is shared between them, but to respect there are no solid studies to support the spatial boundaries, time nor the mode of interaction of the ichthyofauna between the two river systems, preventing lay the scientific justification for its correct use for fishing and prioritization of conservation areas. In order to know the evolutionary history and current and historical population relationship between the shared fish fauna for the basins, in addition to the spatial configuration of its conservation units, a phylogeographic and population genomic/genetic approach was performed using eight species of highly exploited fish as model: Five migratory species (Brachyplatystoma rousseauxii, Colossoma macropomum, Piaractus brachypomus, Pseudoplatystoma metaense/P. tigrinum, Pseudoplatystoma orinocoense/P. punctifer) and three sedentary species (Nannostomus unifasciatus, Paracheirodon axelrodi, Pterophyllum altum). For that, the study was conducted in four stages, two for create some genomics tools for the analysis, and two in which was applied genetic and/or genomic tools to answer the initial population questions. First, it was standardized and characterized a methodology for genomic libraries construction for SNPs discovery and de novo genotyping in non-model species. Second, in order to verify the reproducibility and efficiency of the method in sequence tags discovery, genotyping, and utility for SNPs primer design, was used individuals of B. rousseauxii and C. macropomum as model. Third, mtDNA (Cytochrome oxidase I and Region control) and nuDNA (Glycosyltransferase and 6 alpha heavy chain of cardiac myosin) sequences were used to population genetic and phylogeographic analyzes in order to test the hypothesis of current and historical connectivity between basins. Fourth, the conservation units were defined (Evolutionary Significantly Units - ESUs, Adaptive Units - AUs and Management Units - MUs) including new evidence as multilocus analysis (Species trees), ecological data (pH and pluviosity) and genomic data. As a result, we obtained a compatible and efficient method for sequence reads production in IonTorrent PGM. The method was effective for tags discovery (18772-22476), de novo SNPs genotyping (268-398 SNPs) and for primer design in flanking regions of SNPs (23-39 SNPs). Population analysis showed a strong structure for all species between basins, but not within theme (except for sedentary fish). Of the eight species studied, only P. orinocoense/P. punctifer showed evidence of recent gene flow between basins, through the Casiquiare. Nevertheless, for all species, the nuDNA showed strong biological groups sharing between basins, suggesting that the divergence between these is recent. Coalescent analysis showed that only N. unifasciatus populations of Orinoco and Amazon diverged in the Pliocene, while the rest of the species diverged in the Pleistocene. In any case, there was not concordance with the vicariance hypothesis between basins generated by the Vaupés Arch in the Middle Miocene. The genetic, genomic and ecological evidence permitted to determine ESUs and MUs, but not AUs to any species. In most migratory fishes, the basins constituted a single ESU with independents MUs (C. macropomum, P. metaense/P. tigrinum, P. orinocoense/P. punctifer), but only to B. rousseauxii and P. brachypomus each basin were independents ESUs. For sedentary fish, was observed a greater number of ESUs compared with migratory fishes, wherein at least one of these units is shared between basins, while others were exclusives. This study demonstrates that the basins of the Orinoco and Amazon possessed a historical connectivity until the very recent past, and even today keeps this connection condition for part of their fish fauna. / Os rios Amazonas e Orinoco possuem a maior diversidade de ictiofauna do planeta, a qual é estimada entre 1300 - 3000 espécies de peixes. Grande parte desta diversidade é compartilhada entre elas, mas à respeito não existem estudos robustos que sustentem os limites espaciais, temporais e nem o modo de interação desta ictiofauna entre os dois sistemas fluviais, impedindo assim definir as bases científicas que permitam orientar políticas para seu correto uso pesqueiro e priorização de áreas de conservação. Com o objetivo de conhecer a história evolutiva e relações populacionais atuais e históricas entre a ictiofauna compartilhada para as bacias, bem como a configuração espacial das suas unidades de conservação, foi realizada uma abordagem filogeográfica e genômico/genético-populacional utilizando oito espécies de peixes altamente explorados como modelo: cinco migradores (Brachyplatystoma rousseauxii, Colossoma macropomum, Piaractus brachypomus, Pseudoplatystoma metaense/P. tigrinum, Pseudoplatystoma orinocoense/P. punctifer) e três sedentários (Nannostomus unifasciatus, Paracheirodon axelrodi e Pterophyllum altum). Para tanto, o estudo foi realizado em quatro etapas, duas de criação de algumas ferramentas genômicas para as análises, e duas de aplicação de ferramentas genéticas e/ou genômicas para responder as perguntas iniciais. Primeiro, foi padronizada e caracterizada uma metodologia para o desenvolvimento de bibliotecas genômicas para a descoberta e genotipagem de novo de SNPs em espécies não-modelo. Segundo, para verificar a reprodutibilidade e eficiência do método na descoberta de tags de sequência, genotipagem de novo e desenho de primers em regiões flanqueadoras de SNPs, foi aplicado dito método utilizando como modelo às espécies B. rousseauxii e C. macropomum. Terceiro, foram utilizadas sequências de ADNmt (Citocromo oxidase I e Região controle) e ADNnu (Glycosiltransferase e Cadeia pesada 6 alfa da miosina do músculo cardíaco) para análises genético-populacionais e filogeográficos com o objetivo de testar a hipótese de conectividade atual e histórica entre bacias. Quarto, foram delimitadas as unidades de conservação (Unidades Evolutivas Significantes - ESUs, Unidades Adaptativas - AUs e Unidades de Manejo - MUs) incluindo novas evidências como análises multilocus (Species trees), dados ecológicos (pH e pluviosidade) e dados genômicos. Como resultado, obteve-se um método de desenvolvimento totalmente compatível e eficiente na produção de leituras em IonTorrent PGM. O método demonstrou eficácia na descoberta de tags de sequência (18772 – 22476), genotipagem de novo (268 – 398 SNPs) e desenho de primers em regiões flanqueadoras de SNPs (23 – 39 SNPs). As análises populacionais mostraram uma forte estrutura para todas as espécies entre bacias, mas não dentro destas (exceto para os peixes sedentários). Das oito espécies avaliadas, apenas P. orinocoense/P. punctifer apresentou evidências de fluxo gênico recente entre bacias, sendo através do Casiquiare. Apesar disso, para todas as espécies, o ADNnu mostrou um forte compartilhamento de grupos biológicos entre bacias, sugerindo que a divergência entre estas é recente. As análises de coalescência mostraram que apenas as populações de N. unifasciatus do Orinoco e Amazonas divergiram no Plioceno, enquanto que o resto das espécies divergiu no Pleistoceno. Em qualquer caso, não coincidindo com a hipótese de vicariância entre bacias, gerada pelo Arco do Vaupés no Médio Mioceno. As evidências genéticas, genômicas e ecológicas permitiram delimitar ESUs e MUs, mas não AUs para nenhuma espécie. Na maior parte dos migradores as bacias constituíram uma única ESU com MUs independentes (C. macropomum, P. metaense/P. tigrinum, P. orinocoense/P. punctifer), mas só para B. rousseauxii e P. brachypomus cada bacia constituiu uma ESU independente. Para os peixes sedentários foi observado um maior número de ESUs comparado com os migradores, sendo que pelo menos uma destas unidades foi compartilhada entre bacias, enquanto que outras foram exclusivas. Este estudo demonstra que as bacias do Orinoco e Amazonas possuíram uma conectividade histórica até um passado muito recente, ao ponto de hoje se manter esta condição de conexão para parte da sua ictiofauna.

Estudos morfológicos constataram que a espécie Tropidurus torquatus apresenta dois morfotipos geograficamente distintos ao longo da área ocupada pela espécie. Um com preferência por ambientes saxícolas, situado mais para o interior do continente e, outro, mais costeiro, ocupando predominantemente os solos arenosos de dunas e restingas. Estes morfotipos possuem características morfológicas externas distintas associadas a estes ambientes. Porém, estas diferenças morfológicas observadas não foram determinantes para um estudo mais conclusivo dos padrões de diferenciação e da história zoogeográfica da espécie em questão. Dentro deste contexto teórico, este trabalho abordou a história das populações de T. torquatus com o uso de dados moleculares mostrando como a variabilidade genética da espécie esta distribuída geograficamente. Esta espécie se mostrou muito mais diversa do que se imaginava inicialmente. Quatro diferentes linhagens foram recuperadas na maioria das análises e apresentam relação com a geografia. Os resultados mostraram que esta espécie está se expandido e que possivelmente pode ocorrer uma diferenciação intraespecífica. Também mostrou que pode estar ocorrendo fluxo gênico não só dentro desta espécie, mas como entre as outras espécies do gênero, porém somente uma filogenia mais robusta poderá elucidar a relação entre elas / Morphological studies have showed that Tropidurus torquatus presents two geographically distinct morphotypes along the area occupied by the species. The first morphotype is saxicolous and exhibits a preference for rocky environments located farther inland, and the other morphotype is located in more coastal areas, occupying predominantly sandy soils of dunes and sandbanks. These morphotypes have distinct external morphological traits associated with the environments they occupy. However, these differences were not observed morphological determinants for a more conclusive study of the differentiation patterns of differentiation and zoogeographical history of the species. Within this theoretical context, this work addressed the history of T. torquatus populations using molecular data, in order to understand the geographical distribution of genetic variability. Results showed that this species is far more diverse than initially hypothesized. Four different lineages were recovered in most analyzes, each one related to its intrinsic distributional pattern. Besides, this study shows that this species is expanding its distribution area and for this reason a differentiation among populations is likely to occur, potentially with formation of new species. Also results show that gene flow may be occurring not only within the species, but also between other Tropidurus species. Nonetheless, only a more robust phylogeny may elucidate the relationship between these species

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-18T07:14:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 906359 bytes, checksum: 3bea75921378dea5bf73e2746d51a3a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-18T07:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 906359 bytes, checksum: 3bea75921378dea5bf73e2746d51a3a0 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo do estudo foi reconstruir a biogeografia histórica das populações de Hoplias malabaricus nas bacias da Colômbia e no Norte da América do Sul usando citogenética e dados moleculares, para propor uma avaliação de estas populações na região Neotropical. Foram coletadas sessenta e nove amostras. Usando técnicas citogenética tradicionais e protocolos de hibridização in situ (FISH). Foram realizados inferência bayesiana e analise de máxima parcimônia usando genes mitocôndrias ATP synthase 6 (ATPase-6), cytochrome c oxidase subunit 1 e o gene nuclear recombination activating gene 2 (RAG2). As populações de Hoplias malabaricus do Alto e Médio Magdalena mostram o cariomorfo 2n=42A, e as populações do Baixo Magdalena apresenta o cariomorfo 2n=40C. Os dados moleculares mostram dois haplogrupos: O Haplogrupo I está composto pelo Alto, Médio Magdalena + Dagua (Drenagem do Pacífico) e o Haplogrupo II formado pelo baixo Magdalena + Bacias do Caribe (San Jorge, Ranchería, Atrato e Sinú) + Orinoco. A biogeografia histórica de H. malabaricus na Colômbia mostra grandes diferencias ecológicas entre o Alto Magdalena+Medio Magdalena + Dagua y Atrato + Baixo Magdalena + Orinoco + Sinú + Ranchería. / The aim of this study was to reconstruct the historical biogeography of Hoplias malabaricus populations in the river basins of Colombia and Northern South America using cytogenetic and molecular data, to provide an assessment of those populations in the Neotropical Region. Sixty-nine samples were collected. Cytogenetic techniques included standard and fluorescent in situ hybridization (FISH) protocols. Bayesian inference and maximum parsimony analyses were performed using mitochondrial genes ATP synthase 6 (ATPase-6), cytochrome c oxidase subunit 1 and the recombination activating gene 2 (RAG2) nuclear gene sequences. Hoplias malabaricus populations from the Upper and Middle Magdalena River showed the 2n=42A karyotype, whereas the population from the Lower Magdalena River had the 2n=40C karyotype. Molecular data showed two haplogroups: Haplogroup I composed of Upper, Middle Magdalena + Dagua (Pacific Coast drainage) and Haplogroup II formed by Lower Magdalena + Caribbean river basins (San Jorge, Ranchería, Atrato, and Sinú) + Orinoco. The biogeographical history of H. malabaricus in Colombia reflects deep ecological differences between the Upper +Middle Magdalena + Dagua River in the Pacific, and the Atrato River + Lower Magdalena + Orinoco + Sinú + Ranchería.

Orientador: Vera Nisaka Solferini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_ElenArroyo_D.pdf: 4419188 bytes, checksum: 1e99ff3fa29d44a021ecf49304ad863b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho estudamos os padrões filogeográficos de duas espécies de aranhas do gênero Araneus (Araneidae) visando contribuir para o entendimento da biogeografia da região Neotropical. Para as duas espécies, realizamos estimativas de diversidade e estrutura genética, redes de haplótipos, inferências filogenéticas e análises demográficas utilizando um marcador mitocondrial (Citocromo Oxidase I, COI) e um nuclear (Internal Transcribed Subunit II, ITS2); e apresentamos os resultados em dois manuscritos. No primeiro, "Pleistocene niche stability and lineage diversification in the subtropical spider Araneus omnicolor", testamos a influência das oscilações climáticas do Quaternário sobre a demografia de A. omnicolor, uma espécie restrita à porção subtropical da América do Sul. Modelagens paleoclimáticas indicaram que a distribuição de A. omnicolor permaneceu estável ao longo do Pleistoceno tardio. Além disso, a comparação entre 14 modelos demográficos por meio de Approximate Bayesian Computation (ABC) apontou como mais provável o modelo de panmixia com estabilidade, embora as demais análises demográficas tenham indicado expansão recente, sugerindo um cenário complexo para a espécie. No segundo manuscrito, "Conexões entre Amazônia e Mata Atlântica reveladas por Araneus venatrix", analisamos os padrões filogeográficos de A. venatrix, que ocorre em ambientes úmidos em toda a região Neotropical (Amazônia, Mata Atlântica e matas de galeria localizadas na diagonal seca entre esses biomas). Detectamos uma profunda divergência entre um clado restrito ao sul da Mata Atlântica e outro distribuído em todo o restante do Brasil datada do Mioceno tardio. Os resultados indicam que a expansão do Cerrado e consequente separação das florestas úmidas coincidem com um progressivo esfriamento e ressecamento ao longo do Terciário, ainda que certa conectividade entre esses biomas tenha permanecido. As análises mostraram que as populações da porção norte na Mata Atlântica são geneticamente mais semelhantes às da Amazônia do que às da porção sul, indicando que os processos ligados à diversificação de linhagens desses dois biomas não são completamente independentes. Este trabalho mostrou que estudos com táxons de ampla ocorrência geográfica contribuem com informações importantes sobre a história das florestas úmidas Neotropicais. Os dois manuscritos sugeriram cenários intrigantes para a América do Sul e revelam a importância de mais trabalhos com organismos como as aranhas, muito abundantes e ainda pouco explorados nos Neotrópicos. Nossos resultados contribuem para o conhecimento geral do grupo e também a compreensão da história biogeográfica da região Neotropical / Abstract: In this work, we have studied the phylogeographic patterns of two spiders of the genus Araneus (Araneidae) to contribute to the knowledge about the biogeography of the Neotropical region. For both species, we estimated the genetic diversity, the population structure, haplotype networks, phylogenetic inferences and the demographic history using one mitochondrial (Cytochrome Oxidase I, COI) and one nuclear (Internal Transcribed Subunit II, ITS2) marker; and presented the results in two separate manuscripts. In the first, "Pleistocene niche stability and lineage diversification in the subtropical spider Araneus omnicolor", we have tested the influence of the Quaternary climatic oscillations on the demography of A. omnicolor, a species restricted to South American subtropical region. The paleoclimatic modeling indicated that A. omnicolor¿s distribution remained stable during the Late Pleistocene. Besides, the comparison among 14 demographic models through an Approximate Bayesian Computation (ABC) approach pointed to panmixia with stability as the most probable model, although the other demographic analyses had indicated recent expansion, suggesting a complex scenario for this species. In the second manuscript, "Conexões entre Amazônia e Mata Atlântica reveladas por Araneus venatrix", we have analyzed the patterns of A. venatrix, a species that occurs in humid Neotropical environments (Amazonia, Atlantic Forest and gallery forests located in the dry diagonal between these biomes). We have detected a deep divergence between a clade restricted to Southern Atlantic Forest and the other, distributed in all other Brazilian regions, on Late Miocene. These results suggest that the expansion of Cerrado biome and the consequent split of rainforests are coincident with a progressive cooling and dryness that occurred during the Tertiary, although some degree of connectivity between these biomes had remained until today. The analyses showed that the northern Atlantic Forest populations are genetically more similar to Amazonian populations than to the ones from southern Atlantic Forest, indicating that the processes related to the lineages diversification in these biomes are not completely independent. This work has showed that studies focused on widely distributed taxa contribute with important information regarding the history of Neotropical Rainforests. Both manuscripts suggest intriguing scenarios for South America and reveal the importance of more research with organisms as spiders, which are abundant but scarcely explored in Neotropics. Our results contribute to the general knowledge of the group and also to a better comprehension of the biogeographic history of Neotropical region / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutora em Genética e Biologia Molecular

A Filogeografia é um dos campos mais multidisciplinares da Biologia, e agrega diferentes áreas como sistemática filogenética, genética de populações, geologia, modelos paleogeográficos e paleoclimáticos, demografia e conservação. Assim, além da Filogeografia comparada, apresento resultados importantes para a conservação das espécies estudadas e a descrição de uma espécie críptica. Bombus morio e B. pauloensis são espécies simpátricas que ocupam uma grande área em dois importantes biomas brasileiros, Mata Atlântica e Cerrado. Exceto pelas diferenças na dispersão, maior em B. morio, possuem comportamento e nicho ecológico semelhantes. Os resultados gerados a partir de marcadores moleculares e modelagem de distribuição sugerem que as alterações climáticas do final do Pleistoceno influenciaram a estrutura populacional das duas espécies, e que a maior capacidade de dispersão foi responsável pela ausência de estruturação em B. morio. O leste do estado de São Paulo, no qual foram encontradas diferentes quebras filogeográficas para vários organismos, mostrou-se mais uma vez complexo e com mais um diferente cenário filogeográfico. Além disso, essa região por ser o centro da diversidade genética em B. pauloensis e ter sido estável ao longo da mudanças climáticas para ambas espécies, é prioritária para a conservação das mesmas / Phylogeography is one of the most multidisciplinary fields in Biology and joins different areas such as phylogenetic systematics, population genetics, geology, paleogeographic and paleoclimatic models, demography, and conservation. Thus, besides comparative Phylogeography, I also present important results concerning the conservation of the species studied and the description of a cryptic species. Bombus morio and B. pauloensis are sympatric species, occupying a large area in two important Brazilian biomes, Atlantic forest and Brazilian savanna. Except for differences in dispersal, which is greater in B. morio, both species have similar behavior and ecological niches. The results obtained by molecular data and distribution models suggest that climatic oscillations in the late Pleistocene influenced the population structure of both species, and that a greater dispersal capacity was responsible for the absence of genetic structure in B. morio. Eastern São Paulo state, in which different phylogeographic breaks have been found for many organisms, seems to be complex and to have a new phylogeographic scenario. Furthermore, this region, because it is the center of genetic diversity for B. pauloensis and it was stable throughout periods of climatic change for both species, is a priority for their conservation

A Filogeografia é um dos campos mais multidisciplinares da Biologia, e agrega diferentes áreas como sistemática filogenética, genética de populações, geologia, modelos paleogeográficos e paleoclimáticos, demografia e conservação. Assim, além da Filogeografia comparada, apresento resultados importantes para a conservação das espécies estudadas e a descrição de uma espécie críptica. Bombus morio e B. pauloensis são espécies simpátricas que ocupam uma grande área em dois importantes biomas brasileiros, Mata Atlântica e Cerrado. Exceto pelas diferenças na dispersão, maior em B. morio, possuem comportamento e nicho ecológico semelhantes. Os resultados gerados a partir de marcadores moleculares e modelagem de distribuição sugerem que as alterações climáticas do final do Pleistoceno influenciaram a estrutura populacional das duas espécies, e que a maior capacidade de dispersão foi responsável pela ausência de estruturação em B. morio. O leste do estado de São Paulo, no qual foram encontradas diferentes quebras filogeográficas para vários organismos, mostrou-se mais uma vez complexo e com mais um diferente cenário filogeográfico. Além disso, essa região por ser o centro da diversidade genética em B. pauloensis e ter sido estável ao longo da mudanças climáticas para ambas espécies, é prioritária para a conservação das mesmas / Phylogeography is one of the most multidisciplinary fields in Biology and joins different areas such as phylogenetic systematics, population genetics, geology, paleogeographic and paleoclimatic models, demography, and conservation. Thus, besides comparative Phylogeography, I also present important results concerning the conservation of the species studied and the description of a cryptic species. Bombus morio and B. pauloensis are sympatric species, occupying a large area in two important Brazilian biomes, Atlantic forest and Brazilian savanna. Except for differences in dispersal, which is greater in B. morio, both species have similar behavior and ecological niches. The results obtained by molecular data and distribution models suggest that climatic oscillations in the late Pleistocene influenced the population structure of both species, and that a greater dispersal capacity was responsible for the absence of genetic structure in B. morio. Eastern São Paulo state, in which different phylogeographic breaks have been found for many organisms, seems to be complex and to have a new phylogeographic scenario. Furthermore, this region, because it is the center of genetic diversity for B. pauloensis and it was stable throughout periods of climatic change for both species, is a priority for their conservation