Filogenia e filogeografia do grupo Bothrops neuwiedi (Serpentes, Squamata)

Doctoral thesis Portuguese OPEN
Tais Machado (2015)
  • Publisher: Universidade de São Paulo
  • Subject: Biogeografia | Biogeography | Datação molecular | Demografia histórica | Historic Demograpy | Molecular dating | Pleistocene | Pleistoceno | Viperidae | Biologia (Genética)

O grupo Bothrops neuwiedi é composto por serpentes neotropicais que desempenham grande impacto na saúde pública, em decorrência de acidentes ofídicos. O grupo apresenta ampla distribuição ao longo da diagonal seca de formações abertas, desde o nordeste do Brasil até o noroeste da Argentina. A taxonomia atual, baseada principalmente em dados morfológicos qualitativos, não recupera as linhagens evolutivas apontadas pelas abordagens moleculares. O objetivo deste trabalho foi investigar o grupo B. neuwiedi utilizando análises filogenéticas, filogeográficas, biogeográficas, estimativa de datação e delimitação de espécies em um total de 276 indivíduos amostrados ao longo de toda a sua distribuição, incluindo representantes do Brasil, Bolívia, Argentina, Paraguai e Uruguai. As análises contemplaram três genes mitocondriais, dois nucleares, dois introns e 33 locos de microssatélites obtidos por sequenciamento de nova geração. Estimou−se, por meio do método de delimitação de espécies e análises filogeográficas, que o grupo B. neuwiedi possui ao menos 14 espécies, das quais oito já são reconhecidas (B. erythromelas, B. lutzi, B. mattogrossensis, B. marmoratus, B. neuwiedi, B. pauloensis, B. pubescens e B. diporus) e seis possíveis espécies (Bothrops sp. 1 a Bothrops sp. 6). O grupo teria se originado durante o Mioceno e diversificado durante o Plio-Pleistoceno. As flutuações climáticas do Pleistoceno, decorrentes dos ciclos glaciais e interglaciais, desempenharam um importante papel na diversificação das espécies e suas populações. Adicionalmente, eventos tectônicos que ocorreram durante este período também teriam influenciado na estruturação espacial da diversidade genética. Foi revelada uma intrincada relação do domínio biogeográfico Chaquenho (áreas abertas) com os domínios do Sudoeste da Amazônia e do Paraná (áreas de floresta). Nuances na temperatura e aridez, ora permitiram a expansão do Cerrado sobre as florestas, ora possibilitaram a expansão do Chaco sobre o Cerrado, levando à interrupção da conexão entre as populações de manchas de Cerrado nestes domínios florestais. Os resultados evidenciaram a complexidade da diversificação das serpentes na diagonal seca de formações abertas e, dependendo da linhagem, diferentes padrões puderam ser observados. A Linhagem Leste−Oeste (B. marmoratus, B. neuwiedi, Bothrops sp. 1) apresentou elevado grau de diversidade genética e elevada estruturação espacial, concordante com unidades geomorfológicas do relevo. Nas linhagens do sul do Brasil (B. pubescens e B. diporus) verificou−se um padrão de diversificação consistente com espécies incipientes em estágios iniciais do processo de especiação. Na região central do Cerrado, propõe−se que as espécies B. marmoratus, B. pauloensis e B. mattogrossensis apresentam forte estruturação no DNAmt e baixa estruturação nos marcadores nucleares em decorrência de fluxo gênico desigual mediado por machos. Baseado nas informações obtidas neste trabalho, sugerimos fortemente que o grupo Bothrops neuwiedi seja revisado sob uma perspectiva multidisciplinar. The Bothrops neuwiedi group is composed of Neotropical snakes that have a serious impact on Brazilian public health, as they are responsible for a large number of snakebite accidents. The group is widespread along the dry diagonal of open formations in South America (Chacoan dominion), since northeast Brazil to northwest Argentina. Current taxonomic arrangement is based on blotches and color pattern, which does not represent the evolutionary lineages uncovered in molecular analyses. This study aims to investigate the B. neuwiedi group using phylogenetic analyses, biogeography, phylogeography, estimates of divergence, and species delimitation. A total of 276 representatives of the B. neuwiedi group were obtained throughout the geographic distribution of the group, including samples from Brazil, Bolivia, Argentina, Paraguay, and Uruguay; in addition, three mitochondrial and two nuclear genes, two introns, and 33 microsatellite loci were used. According species delimitation and phylogeographic approach, 14 species in the B. neuwiedi group could be delimited as follows: eigth species already recognized (B. erythromelas, B. lutzi, B. mattogrossensis, B. marmoratus, B. neuwiedi, B. pubescens, B. diporus, and B. pauloensis) and six other putative species (Bothrops sp. 1 to Bothrops sp. 6). Estimates of divergence placed the origin of the B. neuwiedi group in the Miocene and diversification in the Plio−Pleistocene. Climatic fluctuations and tectonic events during the Pleistocene probably played an important role in the species and populations diversification. An intricate network was revealed with Chacoan dominion (open area) and South-west and Paraná dominion (forested areas). Nuances in temperature and aridity, sometimes allowed the expansion of the Cerrado on forests, sometimes allowed the expansion of the Chaco on the Cerrado, leading to the interruption of the connection between the populations of Cerrado patches of forest in these areas. The results showed the complexity of the diversification of snakes in the dry diagonal of open formations and depending on the lineage studied, different patterns were observed. East−West Lineage (B. marmoratus, B. neuwiedi, Bothrops sp. 1) presented high genetic diversity and high genetic and spatial structure associated with Brazilian geomorphology. B. pubescens and B. diporus revealed a pattern consistent with incipient species in the early stages of speciation. B. marmoratus, B. pauloensis and B. mattogrossensis presented strong structure in mtDNA and and weak structure in nuclear markers due to male−biased gene flow.
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