Cofilogeografia

Abstract

Resumo: O objetivo principal desse estudo foi avaliar a influência da estruturação geográfica na evolução molecular, diversificação morfológica e associação entre Gyrodactylus spp. e Scleromystax spp. em sub-bacias litorâneas do estado do Paraná, Brasil. Assim, o estudo foi dividido em três capítulos. No primeiro capítulo, foi proposto um marcador molecular alternativo para estudos com espécies de Gyrodactylidae vivíparos. Gyrodactylidae representa uma família de ectoparasitos de peixes marinhos e dulcícolas amplamente distribuída. Embora a identificação desses parasitos seja baseada essencialmente na morfologia de estruturas esclerotizadas do háptor, tais estruturas podem apresentar variação na forma e tamanho em diferentes condições bióticas e abióticas, causando confusão taxonômica na delimitação das espécies. Parte desse problema tem sido resolvido com a ajuda de marcadores moleculares, especialmente os espaçadores internos transcritos 1 e 2 (ITS1–ITS2) e o gene mitocondrial citocromo oxidase I (coxI), que têm facilitado a identificação de espécies de Gyrodactylus von Nordmann, 1832. Porém, as diferenças interespecíficas em ITS são altamente variáveis, o que dificulta a delimitação de espécies baseada somente nesse arcador. Por outro lado, o marcador coxI tem demonstrado maior precisão na delimitação de espécies e linhagens de Gyrodactylus devido à acelerada taxa evolutiva do DNA mitocondrial. Contudo, os ligonucleotídeos iniciadores que amplificam coxI não funcionam adequadamente para algumas espécies de Gyrodactylus, aparentemente devido à variabilidade molecular interespecífica. Além disso, a mplificação de coxI pode se tornar difícil porque requer a combinação de vários iniciadores. Por essa razão, foi proposto um marcador molecular alternativo, o gene mitocondrial citocromo oxidase II (coxII), para estudos com espécies de Gyrodactylidae vivíparos. O sucesso de amplificação de amostras de Gyrodactylus com os iniciadores de coxII (n = 15) foi consideravelmente maior do que com os iniciadores disponíveis de coxI (n = 3) e resultou em 15 sequências de ótima qualidade (~560 pb). O resultado da análise filogenética de Gyrodactylus spp., baseada em sequências de coxII, corroborou a prévia identificação morfológica das espécies e apresentou valores de suporte de ramo entre 97–100%. O sucesso na amplificação de espécies de outras famílias sugere que os iniciadores de coxII podem ser úteis, ainda, em estudos filogenéticos e populacionais de outros grupos de Monogenoidea. No segundo capítulo, foram descritas quatro novas espécies de Gyrodactylus da superfície corporal de duas espécies de Siluriformes (Callichthyidae) do sul do Brasil, Scleromystax macropterus (Regan, 1913) e Scleromystax barbatus (Quoy e Gaimard, 1824). Foram usados dois conjuntos de técnicas, morfométricas e moleculares, para subsidiar a proposta das novas espécies parasitas. Nove distâncias morfométricas de âncora e gancho foram avaliadas por análise discriminante e MANOVA. A análise morfométrica revelou diferenças significativas (P < 0,001) em oito medidas, as quais permitiram reconhecer quatro espécies novas de Gyrodactylus com 100% de precisão. Essas espécies podem ser distinguidas de outras espécies neotropicais de Gyrodactylus com base na morfologia de âncoras e ganchos. A análise molecular dos fragmentos de coxII e ITS1–ITS2 corroborou a identidade das novas espécies de Gyrodactylus. No terceiro capítulo, foi avaliada a influência da estruturação eográfica na evolução molecular, diversificação morfológica e associação entre espécies de Gyrodactylus e Scleromystax. Espécimes adultos de S. macropterus e S. barbatus foram coletados em rios das sub-bacias da baía de Paranaguá e do rio Nhundiaquara. Foram coletados 313 espécimes de quatro espécies novas de Gyrodactylus. Nove distâncias morfométricas de parasitos e de hospedeiros foram analisadas. A análise desses dados revelou diferenças morfométricas significativas entre populações de hospedeiros (P < 0,001) e de parasitos (P < 0,001) entre diferentes rios e sub-bacias. Fragmentos de DNA nuclear e mitocondrial foram sequenciados para Gyrodactylus spp. (genes ZMP e coxII) e Scleromystax spp. (D-loop e gene SRP54). O relacionamento filogenético baseado nessas sequências de DNA forneceu suporte para linhagens de Gyrodactylus e Scleromystax, as quais refletiram a distribuição geográfica das populações. A análise da associação parasito-hospedeiro revelou a alta especificidade de Gyrodactylus pp., porém os resultados sugerem que variações locais na interação parasito-hospedeiro estão mais relacionadas com eventos de troca de hospedeiro do que com o isolamento geográfico das populações. A econstrução das datas de divergência (relógio molecular) para espécies de Gyrodactylus e Scleromystax descartou a possibilidade de coespeciação arasito-hospedeiro. No entanto, a história demográfica de Gyrodactylus spp. e Scleromystax spp. sugere que retrações e expansões populacionais recentes estão associadas a flutuações climáticas do Período Quaternário. Os dados genéticos e morfométricos de cleromystax e Gyrodactylus sugerem, portanto, que a estruturação geográfica é um fator determinante da diversificação genética, morfológica e, possivelmente, da adaptação local parasito-hospedeiro.