Delimitação de espécies e filogeografia molecular comparada para Isbrueckerichthys (Siluriformes : Loricariidae) : a influência de captura de rios na história evolutiva

Abstract

Resumo: A evolução e distribuição dos peixes neotropicais está intimamente ligada a eventos geológicos de dispersão. Um importante mecanismo que acaba por promover a dispersão e a evolução de espécies de peixes é o evento conhecido como captura de cabeceiras de rios. Estes eventos interconectam bacias adjacentes e isolam bacias que eram previamente conectadas, promovendo ao mesmo tempo o isolamento (vicariância) e a dispersão (geodispersão) de espécies de peixes. Nas regiões sul/sudeste do Brasil alterações do relevo promoveram eventos de captura de cabeceiras de rios e intercâmbio de fauna entre drenagens costeiras, com rios de bacias das regiões mais altas que compõem o escudo cristalino brasileiro. O gênero Isbrueckerichthys (Loricariidae: Neoplecostominae) é endêmico do sul e sudeste brasileiro, constituindo um grupo chave para as investigações dos eventos de captura de cabeceira nesta região. O objetivo deste trabalho foi inferir os padrões de distribuição geográfica e de diversidade genética de populações de Isbrueckerichthys em regiões limítrofes ao Arco de Ponta Grossa para as bacias dos rios Ribeira de Iguape e Tibagi e inferir sobre a história evolutiva associadas aos eventos geológicos de captura de cabeceiras de rios na diversificação do grupo. Para isso foram realizadas análises de identificação molecular e de delimitação de espécies utilizando DNA barcoding e GMYC usando o gene citocromo c oxidase subunidade I. Para as investigações populacionais foram utilizadas análises moleculares de variância e de diversidade, inferências filogenéticas e filogeográficas, relógio molecular, além de índices de genética de populações, como ST, diversidade haplotípica, diversidade nucleotídica, rede haplotípica, Teste de Mantel e análises bayesiana de estruturação. Isbrueckerichthys saxicola e Isbrueckerichthys calvus demonstram ser uma única categoria taxonômica tanto nas análises de divergência genética K2P (1,32% ±0,022%), quanto nas análises filogenéticas e de GMYC. As análises populacionais apontam para uma alta diversidade haplotípica (h)= 0,859 e diversidade nucleotídica (r) =0,05026. O teste de Mantel aponta para uma forte correlação entre a distribuição geográfica e a diversidade genética. As análises mostram ainda um cenário onde o ancestral de Isbrueckerichthys partiu das bacias costeiras do Atlântico para as terras mais altas através de um processo de captura de cabeceira de rios há cerca de 12 milhões de anos atrás. Os resultados confirmam a hipótese de que eventos de captura de cabeceiras na região do Arco de Ponta Grossa contribuíram para a diversidade de Isbrueckerichthys e moldaram a sua distribuição na bacia do rio Tibagi, e ainda, propõe a especiação incipiente entre I. saxicola e I. calvus nesta região.

Abstract: The evolution and distribution of Neotropical fish are strictly linked to geologic events of dispersion. An important mechanism that promote the species dispersion and the evolution of fishes is the event known as headwaters capture or river capture. This kind of geological events interconnects adjacent basins and isolate the ones that were previously connected, promoting at same time the isolation (vicariance) and the dispersion (geodispersion) of fish species. In Brazilian south/southeast regions geographical alterations promoted events of river capture and faunal interchange between coastal drainages and higher of the Brazilian crystalline shield. The genus Isbrueckerichthys (Loricariidae: Neoplecostominae) is endemic of Brazilian south/southeast, making them a key group to understand the evolutive effects of river capture events in these regions. The aim of this work was to infer patterns of geographic distribution and genetic diversity of Isbrueckerichthys in bordering regions of the Ponta Grossa Arch for the Ribeira de Iguape and Tibagi rivers basins. Also, to prospect the evolutionary history associated with geologic events of river capture in the group diversification. For this purpose, were performed molecular identification and species delimitation analysis of DNA barcoding and GMYC using cytochrome c oxidase subunit I. For the populational investigations were performed Analysis of Molecular Variance and diversity, phylogenetic and phylogeographical inferences, molecular clock, besides the population genetics index, as ST, haplotipic diversity, nucleotic diversity, haplotipic diversity, haplotipic network, Mantel Test and bayesian analysis of structuration. I. calvus and I. saxicola behaves as a single taxonomic category both in relation to K2P genetic divergence (1,32% ±0,022%), as in GMYC and phylogenetic inferences. Populational analysis shown a high haplotipic diversity (h) = 0,859 and nucleotic diversity (r) = 0,05026. Mantel Test shown a strong positive correlation among geographic distribution and genetic diversity. Analysis also shown a scenario where the Isbrueckerichthys ancestral reaches the higher lands from the coastal Drainages through a river capture process about 12 million years ago. The results confirm the hypothesis that driver capture events in Ponta Grossa Arch region contributes for the diversity and shape their distribution in Tibagi river basin, and proposes the incipient speciation among I. saxicola e I. calvus in this region.