Assinaturas de expansão populacional durante o Último Máximo Glacial revelam uma nova hipótese de diversificação para Akodon cursor (Rodentia, Cricetidae)

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dc.contributor.advisor1Fagundes, Valeria
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2606838076983468
dc.contributor.authorCruz, Letícia Rosário
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5821-4509
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3476630798139363
dc.contributor.referee1Rodrigues, Ana Carolina Loss
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8415444657040950
dc.contributor.referee2Dalapicolla, Jeronymo
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:09Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:09Z
dc.date.issued2023-11-09
dc.description.abstractThe neotropical rodent Akodon cursor (Winge, 1887) shows distinctive features. The species has a broad distribution throughout the Brazilian Atlantic Forest, ranging from Paraíba state in the north to Paraná in the south. There are records of 28 distinct karyotypes, with three diploid numbers (2n=14, 15, and 16) and morphological variation in 5 autosomal pairs, with a fundamental number (NF) ranging from 18 to 27. Molecular studies reveal a phylogeny with a north-south break coinciding with the region of the Jequitinhonha River. Although some localities show evidence of exclusive karyotypes, such as in Pernambuco (2n=16) and Espírito Santo (2n=14), the karyotypes are distributed in both the northern and southern clades. The species lacks significant intraspecific morphological variation, being considered cryptic with two species (A. montensis and A. diauarum), which is named as the cursor species group. These unique characteristics make this rodent an excellent model for diversification processes studies, specially within complex and heterogeneous biome as the Atlantic Forest. The role of chromosomes, rivers as geographical barriers, and climate changes bring questions about the diversification processes of this species. In this study, we investigated evolutionary events that have played a significant role in the diversification processes observed in the phylogeographic studies of A. cursor. We used a comprehensive sample of 389 specimens collected throughout the species' entire geographic range. Using mitochondrial and nuclear markers, we conducted integrative analyses such as phylogenies, Analysis of Molecular Variance (AMOVA), neutrality tests, demographic history, Bayesian Skyline Plots (BSPs) coalescent analyses, and species distribution models. Our results revealed a new phylogenetic structure, exhibiting three main clades with high support, corresponding to the northern (Paraíba, Pernambuco, northern Minas, and Bahia), central (Espírito Santo, southern Minas Gerais, and Rio de Janeiro), and southern (Espírito Santo, São Paulo, and Rio de Janeiro) regions of the Atlantic Forest.AMOVA results demonstrated that most of the genetic differentiation is attributed to differences among the three phylogroups rather than between populations located above and below the Jequitinhonha River. Neutrality tests and BSPs indicated that populations underwent demographic expansion during the Last Glacial Maximum (LGM). These results were consistent with species distribution models, showing that suitability areas for the species expanded during the same period. Additionally, spatiotemporal analysis revealed that the species originated approximately 800 thousand years ago and showed simultaneous dispersal routes to the north and south (later diverging into central and southern lineages) of the Atlantic Forest. Thus, our data support refuting the hypothesis that rivers have acted as effective barriers in the species' diversification. Instead, the expansion and contraction of suitable areas, associated with recovered demographic history patterns, suggest that Quaternary climate oscillations played a more crucial role in shaping the diversification of A. cursor. These patterns align with the predictions of the "Mata Atlantida" hypothesis, showing that expansions of suitable areas during glacial periods, especially along the continental shelf, played a crucial role in the evolutionary history of species. Furthermore, the dispersal patterns recovered by spatiotemporal dynamics also bring new insights into the origin and distribution of karyotypic variations, which seem to have occurred in the base of this rodent's diversification. Finally, although we did not find strong support for subdividing the taxon into two species, the complexity of its evolutionary history suggests that A. cursor is undergoing an early stage of speciation.
dc.description.resumoO roedor neotropical Akodon cursor (Winge, 1887) possui várias características marcantes. Possui ampla distribuição ao longo da Mata Atlântica brasileira, ocorrendo do estado da Paraíba, ao norte, até o Paraná, ao sul. Tem registro de 28 cariótipos distintos, com três números diplóides (2n=14, 15 e 16) e variação morfológica em 5 pares autossômicos, com número fundamental variando de NF=18 a 27. Estudos moleculares mostram uma filogenia com quebra norte-sul, coincidente a região do Rio Jequitinhonha. Embora em algumas localidades seja evidente a ocorrência de cariótipos exclusivos, como em Pernambuco (2n=16) e Espírito Santo (2n=14), os cariótipos estão distribuídos em ambos os clados norte e sul. Não possui grande variação morfológica intraespecífica, sendo considerado críptico com duas espécies (A. montensis e A. diauarum), que formam o grupo de espécies cursor. Essas características únicas tornam este roedor um excelente modelo de estudo dos processos de diversificação dentro de um bioma tão complexo e heterogêneo como a Mata Atlântica. Ainda, permanecem muitas questões acerca do papel dos cromossomos, rios como barreiras geográficas e mudanças climáticas nos processos de diversificação dessa espécie. Neste estudo, investigamos quais os principais eventos que desempenharam um papel importante nos processos vicariantes que são observados nos estudos filogeográficos de A. cursor. Utilizamos uma ampla amostragem com 389 espécimes coletados ao longo de toda extensão geográfica da espécie. A partir de marcadores mitocondriais e nucleares, realizamos análises integrativas, como filogenias, Análise de Variância Molecular (AMOVA), testes de neutralidade e história demográfica, análises coalescentes de Bayesian Skyline Plots (BSPs) e dinâmica espaço temporal, e modelos de distribuição de espécies. Nossos resultados mostraram uma estruturação filogenética inédita, formada por três principais clados, com alto suporte, coincidentes às localidades das regiões norte (Paraíba, Pernambuco, norte de Minas e Bahia), central (Espírito Santo, sul de Minas Gerais e Rio de Janeiro) e sul (Espírito Santo, São Paulo e Rio de Janeiro) da Mata Atlântica. Os resultados de AMOVA demonstraram que a maior parte da diferenciação genética está atribuída às diferenças entre os três filogrupos do que entre populações localizadas acima e abaixo do rio Jequitinhonha. Os testes de neutralidade juntamente às BSPs indicaram que as populações passaram por expansão demográfica durante o último máximo glacial (LGM). Esses resultados foram concordantes com os modelos de distribuição de espécies que mostram que as áreas de adequabilidade para a espécie se expandiram durante o mesmo período. Além disso, a análise espaço-temporal recuperou que a espécie se originou a cerca de 800 mil anos atrás e mostrou rotas de dispersão simultâneas para 12 o norte e para o sul (que posteriormente se dividiram nas linhagens central e sul) da Mata Atlântica. Dessa forma, nossos dados dão suporte para refutar a hipótese de que rios atuaram como barreiras efetivas na diversificação da espécie. Ao invés disso, a expansão e retração de áreas adequadas, associada aos padrões de história demográfica recuperados, apontam que as oscilações climáticas do Quaternário tiveram um papel mais importante em moldar a diversificação de A. cursor. Esses padrões, estão alinhados com as premissas da hipótese da “Mata Atlântida”, que prediz que expansões de áreas adequadas durante os períodos glaciais, especialmente ao longo da plataforma continental, desempenharam um importante papel na história evolutiva das espécies. Além disso, os padrões de dispersão recuperados pela dinâmica espaço temporal também trazem novidades acerca da origem e distribuição das variações cariotípicas, que parecem ter acontecido na base da diversificação desse roedor. Por fim, embora não encontremos um forte apoio para a subdivisão do táxon em duas espécies, a complexidade se sua história evolutiva sugere que A. cursor está passando por um estágio inicial de especiação.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12318
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Biologia Animal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biologia Animal)
dc.rightsopen access
dc.subjectPlataforma continental
dc.subjectRefúgios interglaciais
dc.subjectSigmodontinae
dc.subjectFilogeografia
dc.subject.cnpqZoologia
dc.titleAssinaturas de expansão populacional durante o Último Máximo Glacial revelam uma nova hipótese de diversificação para Akodon cursor (Rodentia, Cricetidae)
dc.typemasterThesis
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