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Previous issue date: 2012-03-26 / The pampas cat, Leopardus colocolo, is a little-known species of Neotropical felid that has a broad geographic distribution in South America, and is strongly associated with grasslands. The presence of phenotypic differences among geographic populations of this species has raised questions about the demographic history and taxonomy of this felid. More recently, initial phylogeographic studies showed that this species indeed possesses a strong genetic structure, but were mostly restricted to Andean samples, so that much of its distribution was not analyzed in detail. Furthermore, the recent discovery of evidence of hybridization between L. colocolo and another Neotropical felid (L. tigrinus) in central and northeastern Brazil, added an even greater complexity to the evolutionary history of this species, and emphasized the need for more detailed studies on its phylogeographic patterns and historical demography. Previous studies have indicated that this hybridization event is relatively old, and is currently detected only as an introgression of L. colocolo mitochondrial DNA (mtDNA) into L. tigrinus populations, without any trace so far identified in the nuclear genome. Therefore, the aim of this study was to analyze four mitochondrial segments in L. colocolo individuals sampled broadly across their geographic distribution, along with samples of L. tigrinus hybrids from central and northeastern Brazil. The analysis of 2,141 base pairs of the mtDNA control region and ATP8, ND5 and Cyt-b genes revealed a strong population structure in L. colocolo, with high haplotype and nucleotide diversity in comparison with others Neotropical cats. Haplotypes from Chile, Bolivia and Argentina were positioned as the most basal in the phylogeographic structure of L. colocolo, while samples from Brazil and Uruguay formed recent, internal groups, suggesting a west-to-east colonization for this species. Demographic analyses indicated the occurrence of two episodes of population expansion, an earlier one (ca. 200,000 years ago) in the west, and another ca. 50,000 years ago in the east. The latter coincides with paleoclimatic and paleogeographic studies that indicated an expansion of grasslands in Brazil and consequent loss of forests. The joint analysis with the L. tigrinus hybrid samples revealed a complex history of hybridization. We found no haplotype sharing between L. colocolo and L. tigrinus hybrids, supporting the hypothesis that this hybridization event is quite old. Moreover, the analysis of population structure revealed that the pampas cat populations from southern Brazil and Uruguay are phylogenetically closer to L. tigrinus hybrid haplotypes than to the extant lineages of L. colocolo from central and northeastern Brazil. The most plausible interpretation to this unusual pattern is that ancestral L. colocolo haplotype lineages from central Brazil have only been sampled in present-day hybrids, and may be extinct in their original species. The observed pattern also indicates that southern Brazil and Uruguay were colonized by L. colocolo from central Brazil, with no immediate connection to nearby populations still present in Argentina. This has direct consequences for the conservation of this group, which is geographically isolated and appears to evolve without gene flow (at least mitochondrial) with nearby populations. If this result is confirmed with nuclear markers, it will emphasize the immediate prioritization of these populations for conservation and management. From an evolutionary standpoint, our results showed the importance of analyzing L. colocolo populations from eastern South America, as well as the inclusion of L. tigrinus hybrids, because an essential portion of the pampas cat mitochondrial history seems to be currently recorded only by these introgressed haplotypes. / Leopardus colocolo (popularmente conhecido como gato-palheiro) ? uma esp?cie pouco conhecida de fel?deo neotropical que possui uma ampla distribui??o geogr?fica na Am?rica do Sul, sendo fortemente associada a habitats com vegeta??o aberta. A presen?a de diferen?as fenot?picas entre popula??es geogr?ficas desta esp?cie levantou quest?es quanto ? taxonomia e a hist?ria demogr?fica deste t?xon. Posteriormente, estudos filogeogr?ficos iniciais indicaram que a esp?cie apresenta realmente uma forte estrutura gen?tica, mas ficaram predominantemente restritos a amostras de regi?es andinas, de forma que grande parte da distribui??o deste fel?deo n?o foi analisada detalhadamente. Al?m disso, a recente descoberta de evid?ncias de hibrida??o entre L. colocolo e outra esp?cie de fel?deo neotropical, Leopardus tigrinus, nas regi?es centro-oeste e nordeste do Brasil, revelou uma complexidade ainda maior de sua hist?ria evolutiva, e enfatizou a necessidade de estudos mais detalhados acerca de seus padr?es filogeogr?ficos e demografia hist?rica. Estudos pr?vios revelaram que este evento de hibrida??o ? relativamente antigo, sendo atualmente detectado apenas como uma introgress?o de DNA mitocondrial (mtDNA) de L. colocolo em popula??es de L. tigrinus, sem qualquer vest?gio at? o momento identificado no genoma nuclear. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi analisar quatro segmentos mitocondriais de indiv?duos de L. colocolo amostrados amplamente em sua distribui??o geogr?fica, em conjunto com amostras de L. tigrinus h?bridos provenientes das regi?es centro-oeste e nordeste do Brasil. A an?lise de 2141 pares de bases da regi?o controle e dos genes ATP8, ND5 e Cit-b do DNA mitocondrial indicou uma forte estrutura??o populacional em L. colocolo, com altas diversidades haplot?pica e nucleot?dica em compara??o com outros fel?deos neotropicais. Os hapl?tipos chilenos, bolivianos e argentinos foram posicionados como os mais basais na estrutura filogeogr?fica de L. colocolo, enquanto as amostras brasileiras e uruguaias formaram grupos mais recentes, sugerindo uma coloniza??o oeste leste das linhagens desta esp?cie. An?lises demogr?ficas indicaram uma expans?o populacional h? aproximadamente 50 mil anos, o que coincide com estudos paleoclim?ticos e paleogeogr?ficos que indicam uma expans?o das vegeta??es do tipo savana no Brasil e consequente diminui??o das florestas. As an?lises em conjunto com as amostras de L. tigrinus h?bridos revelaram uma hist?ria complexa de hibrida??o. N?o encontramos compartilhamento de hapl?tipos entre L. colocolo e L. tigrinus h?bridos quando os segmentos mitocondriais foram analisados em conjunto (concatenados), apoiando a hip?tese de que este evento de hibrida??o seja bastante antigo. Al?m disto, a an?lise da estrutura populacional revelou que as popula??es do gato-palheiro oriundas do sul do Brasil e do Uruguai s?o mais pr?ximas a amostras de L. tigrinus h?bridos do que a linhagens atuais de L. colocolo do centro-oeste e do nordeste brasileiro. Este fato, al?m de surpreendente do ponto de vista evolutivo, tem consequ?ncias diretas para a conserva??o destes grupos do sul, os quais se encontram isolados geograficamente e parecem evoluir sem fluxo g?nico (ao menos mitocondrial) com popula??es pr?ximas. Caso este resultado seja confirmado com marcadores nucleares, isto enfatizaria a prioriza??o imediata destas popula??es para fins de manejo e conserva??o. Do ponto de vista evolutivo, este trabalho evidenciou a import?ncia de analisar as popula??es de L. colocolo do leste da Am?rica do Sul em conjunto com as amostras de h?bridos de L. tigrinus, visto que uma parte essencial da hist?ria mitocondrial do gato-palheiro parece estar sendo retratada apenas pela inclus?o de amostras desta outra esp?cie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/234 |
| Date | 26 March 2012 |
| Creators | Santos, Anelisie da Silva |
| Contributors | Eizirik, Eduardo |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Zoologia, PUCRS, BR, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 2008925231902741151, 500, 600, 36528317262667714 |
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