The biodiversity that exists in our planet is huge and far from being known. Most of the times
the techniques that are used in species identification are based in the morphology of the
specimens, and the description is a time-consuming work, that is limited to specialists. At
contrast, DNA Barcode is intended to be a fast and accessible tool, which proposes the use of
a standard DNA sequence encompassing the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I
(COI) gene, with the aim of identifying species from already described sequences and
discovering new species. Nevertheless, its efficiency is based on the diagnosis of specific
properties, as monophyly of the intraspecific sequences and the existence of a Barcode gap
between intra and interspecific variation. In this study, we tested the efficacy of the DNA
Barcode in the identification/discovery of mycophagous drosofilid species belonging to the
genera Hirtodrosophila, Mycodrosophila and Zygothrica. The specimens were collected
throughout the southern Brazil, specially in the Santa Catarina and Rio Grande do Sul states,
which totalized 10 collection points and 177 individuals. After morphological identification,
total DNA was extracted and the COI (cytochrome oxidase c subunit I) and COII (cytochrome
oxidase c subunit II genes) were amplified and sequenced, holding a total of 117 and 137
sequences, respectively, which were analyzed through phenetic and phylogenetic methods. A
total of 33 different morphotypes were encountered and, with the collections it was possible to
realize that the mycophagous genera Hirtodrosophila, Mycodrosophila and Zygothrica are
well distributed throughout the Southern Brazilian Region. Furthermore, many species have
here their first description for the sampled region. The molecular analyses revealed the
existence of a Barcode gap between the intra and the interspecific distances, although there
was an overlap between the interespecific congeneric and intergeneric variation, prperties
which hamper clear generic delimitation but stimulate DNA Barcode utilization for species
designation. The phenograms/phylogenies obtained through the algorithms of Neighbor-
Joining/Bayesian Inference also have shown that despite the reciprocal monophyly presented
by the different species, the three genera were shown as polyphyletic within Drosophilidae. In
this sense, we suggest here that the DNA Barcode technique is effective in the mycophagous
species discrimination, but not in genera differentiation. In fact, the application of this
technology for this group of species revealed straightforward utility in cryptic species
discrimination when the analysis of morphological characters is not precise, mainly due to the
exclusive existence of females. Moreover, our data show the importance of joining DNA
Barcode with morphological data, which may help in the delimitation or even in the
differentiation of likely new species. / A biodiversidade existente em nosso planeta é imensa e ainda está longe de ser conhecida. As
técnicas utilizadas na identificação de espécies baseiam-se, muitas vezes, na morfologia dos
espécimes, e sua descrição é um trabalho que demanda conhecimento e tempo, limitando-se à
especialistas. Em contrapartida, com a intenção de ser uma ferramenta mais rápida e de fácil
acesso, o DNA Barcode propõe o uso de uma sequência padronizada de DNA do gene
mitocondrial citocromo c oxidase subunidade I (COI) com o objetivo de identificar espécimes
a partir de espécies já descritas e descobrir novas espécies. Para sua efetividade, entretanto, é
preciso que propriedades como o monofiletismo das sequências intraespecíficas e a existência
de um gap entre as variações intra e interespecíficas sejam diagnosticadas. Neste trabalho, nós
testamos a eficácia desta técnica para a identificação/descoberta de espécies de drosofilídeos
micófagos dos gêneros Hirtodrosophila, Mycodrosophila e Zygothrica. Os espécimes foram
obtidos a partir de coletas realizadas na região Sul do Brasil, em especial, nos estados de
Santa Catarina e Rio Grande do Sul, totalizando 10 pontos de coleta e 177 indivíduos. Após a
identificação morfológica, o DNA total foi extraído e os genes COI (citocromo c oxidase
subunidade I) e COII (citocromo c oxidase subunidade II) foram amplificados e sequenciados,
obtendo-se 117 e 137 sequências, respectivamente, que foram posteriormente analisadas
através de métodos fenéticos e filogenéticos. Um total de 33 diferentes morfotipos foi
encontrado e, pelas coletas, pode-se perceber que os gêneros micófagos Hirtodrosophila,
Mycodrosophila e Zygothrica são bem distribuídos na região Sul. Muitas espécies, inclusive,
têm aqui seu primeiro registro de coleta para a região. As análises moleculares revelaram a
existência de um Barcode gap entre as distâncias intra e interespecíficas, porém com a
presença de sobreposição das distâncias interespecíficas congenéricas e intergenéricas,
propriedade que dificultam a clara delimitação dos gêneros, mas estimulam sua utilização
para a designação das espécies. Os fenogramas/filogenias obtidos pelos algoritmos de
Neighbor-Joining/Análise Bayesiana também mostraram que, a despeito da monofilia
recíproca apresentada pelas diferentes espécies, os três gêneros apresentam-se polifiléticos
dentro de Drosophilidae. Neste sentido, sugere-se aqui que a técnica seja efetiva na
discriminação de espécies, mas não de gêneros diferentes. De fato, a aplicação da técnica de
DNA Barcode para este grupo de organismos revelou a sua utilidade em auxiliar na
discriminação entre espécies crípticas quando a análise de caracteres morfológicos não se faz
precisa, principalmente pela existência exclusiva de fêmeas. Além disso, nossos dados
demonstram a importância de agregar o DNA Barcode a dados de morfologia, o que pode
auxiliar na deliminação ou até levar à diferenciação de prováveis espécies novas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/5281 |
| Date | 28 February 2011 |
| Creators | Bolzan, Andreza Ribeiro |
| Contributors | Robe, Lizandra Jaqueline, Blauth, Monica Laner, Silva, Luciano Basso da |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Animal, UFSM, BR, Ciências Biológicas |
| 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:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200000000006, 400, 300, 300, 300, 300, 78dfac24-0ca4-421d-920e-c5093d53e993, 0ecb3cdd-359b-4255-99ba-b75d140519c7, 07812804-b266-4c71-aa71-6bbd7a95a0a7, 4aca4da6-e767-4e5b-b10b-477ee1c43161 |
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