Genética de populações e filogeografia de Styela canopus (Savigny, 1816)

Abstract

Resumo: Em um momento no qual a maioria dos taxa ainda precisa de descrição e a lista de extinções está aumentando, o número de taxonomistas está diminuindo. Por outro lado, análises filogenéticas e de delineamento de espécies com dados moleculares tem levado ao reconhecimento de um grande número de espécies crípticas, que requerem investigação morfológica. Suspeita-se que Styela canopus possa ser um complexo de espécies crípticas, pois apresenta ampla distribuição geográfica, grande variação morfológica e extensa sinonímia. Esta hipótese foi testada a partir do uso combinado de análises moleculares, de caracteres morfológicos qualitativos, métricos e merísticos. Sequências de COI e ANT foram utilizadas para recuperar as relações filogenéticas de 19 populações de S. canopus, bem como para acessar a variabilidade genética e estimar o fluxo gênico. Foram obtidas 268 sequências de COI e 67 sequências de ANT. Foi observada elevada diversidade genética nas popuplações de S. canopus (COI: ? = 0,18 e h = 0,99; ANT: ? = 0,13 e h = 0,95). Os métodos de Inferência Bayesiana e Máxima Verossimilhança recuperam as mesmas topologias, tanto para a análise de locus simples (COI) quanta para a análise multilocus (COI + ANT) e indicaram a existência de clados bem suportados. Foram utilizadas as metodologias de locus simples ABGD, bPTP e GMYC para investigar possíveis espécies. As três metodologias indicaram a existência de 12 espécies para os dados de S. canopus. O método BSD foi utilizado para investigar as espécies a partir dos dados concatenados e suportou sete das 12 espécies anteriormente obtidas. Em função destes resultados, propomos que a espécie passe a ser tratata como "complexo Styela canopus". A análise filogeográfica indicou que as regiões do Panamá, Japão e costa leste dos Estados Unidos parecem estar isoladas das demais. Por outro lado, existe significativa conectividade entre as populações de Angola, Singapura, Bahia, Ceará, Epírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo, Penha e Governador Celso Ramos, resultado de processos de bioinvasão. Embora a ANOVA tenha detectado diferenças significativas interpopulacionais entre as médias dos caracteres morfométricos, não foi possível discriminar claramente nenhuma das populações através da Análise de Componentes Principais. Os dados morfométricos não se mostraram muito eficazes para o estabelecimento de espécies dentro do complexo Styela canopus devido ao elevado grau de homoplasias. Em contrapartida, caracteres qualitativos como a cor da túnica na região próxima aos sifões, tamanho e morfologia dos folículos testiculares, número elevado de gônadas e morfologia das escamas sifonais demonstraram ser bons caracteres diagnósticos e permitiram a descrição de duas novas espécies para o gênero Styela. A morfoespécie A é descrita a partir de espécimes coletados em Bocas del Toro, costa atlântica do Panamá, e a morfoespécie B foi coletada no Espírito Santo, Brasil. O presente trabalho destaca a importância de uma abordagem combinada para o estudo da diversidade de ascídias e reforça a importância da taxonomia, tanto para a melhor compreensão da evolução da vida, quanto para a conservação da biodiversidade. Palavras-chave: Cox 1; Trocador ADT/ATP; Especiação incipiente; Morfometria; Variabilidade Fenotípica.

Abstract: In a time when most taxa need description and the list of extinctions is increasing, the number of taxonomists is declining. Paradoxically, phylogenetic and species delimitation analyzes with molecular data have raised the number of cryptic species, which require morphological investigation. It is suspected that Styela canopus may be a complex of cryptic species, because it has a wide geographic distribution, great morphological variation and extensive synonymy. This hypothesis was tested from the combined use of molecular and morphological analyzes. COI and ANT sequences were obtained and used to recover the phylogenetic relationships of 19 populations of S. canopus, as well as to access the genetic variability and estimate gene flow. Two hundred sixty eight sequences of COI and 67 sequences of ANT were obtained. High genetic diversity was observed in populations of S. canopus (COI: ? = 0.18 and h = 0.99; ANT: ? = 0.13 and h = 0.95). Bayesian Inference and Maximum Likelihood methods retrieve the same topologies for both, single locus analysis (COI) and multilocus analysis (COI + ANT), and indicate the existence of wellsupported clades. The simple locus methodologies ABGD, bPTP and GMYC were used to delimit the species. The three methodologies indicated the existence of 12 species for S. canopus data. The BSD method was used to delimit the species from the concatenated data and supported seven of the 12 species previously obtained. Due to these results, we propose that the species be treated as "Styela canopus complex". The phylogeographic analysis indicated that the regions of Panama, Japan and the east coast of the United States are isolated from the others. On the other hand, there is a significant connectivity between Angola, Singapore, Bahia, Ceará, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo, Penha and Governador Celso Ramos populations, resulting from bioinvasion processes. Although ANOVA detected significant interpopulational differences between the means of the morphometric characters, it was not possible to discriminate clearly any of the populations through Principal Component Analysis. Morphometric data were not very effective for the establishment of species within the Styela canopus complex due to the high degree of homoplasy. On the other hand, qualitative characteristics such as the color of the tunic around the siphons, size and morphology of the testis follicles, high number of gonads and morphology of the siphonal scales showed diagnostic potential and allowed the description of two new species for the Styela genus. Morphospecies A is described from specimens collected in Bocas del Toro, Panama's Atlantic coast, and morphospecies B was collected in Espírito Santo, Brazil. The present work highlights the importance of a combined approach to the study of the diversity of ascidians and reinforces the value of the taxonomy, for a better understanding of life evolution and for the biodiversity conservation. Keywords: Cox 1. ADT/ATP translocase. Incipient speciation. Morphometry. Phenotypic variation.