Desvendando o desconhecido: diversidade, distribuição e diversificação de anuros no interflúvio Purus-Madeira
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Resumo
O interflúvio entre os rios Purus e Madeira (IPM) compreende uma das regiões mais
desconhecidas da Amazônia brasileira. Mesmo sendo uma região extremamente
ameaçada pelas ações do homem, pouco se conhece sobre a identidade taxonômica dos
anuros que habitam a região e os processos responsáveis por determinar padrões de
distribuição e diversificação de espécies. O objetivo geral desta tese foi investigar a
diversidade escondida de anuros, fornecer subsídios para estudos ecológicos e de
conservação através da descrição de novos taxons, e revelar processos ecológicos
responsáveis pela distribuição e diversificação de espécies no IPM. No primeiro
capítulo, integramos dados morfológicos, bioacústicos e moleculares para investigar a
existência de diversidade escondida em anuros do gênero Scinax ao longo de 1000 km de
paisagens no IPM e áreas circunvizinhas. Análises integrativas revelaram que
aproximadamente 82% da riqueza regional de espécies de Scinax era composta por
espécies desconhecidas para a ciência. Os resultados evidenciaram o quanto o IPM é
pouco conhecido do ponto de vista faunístico e a necessidade de ações conservacionistas
na região. No segundo capítulo, descrevemos formalmente a espécie de Scinax com
maior distribuição ao longo do IPM e investigamos se sua distribuição geográfica e
abundância são influenciadas por variáveis ambientais. Scinax ruberoculatus é facilmente
distinta das demais congêneres por caracteres morfológicos (adultos e girinos) e
bioacústicos. Diferente do que se esperava para anuros de reprodução aquática, sua
distribuição e abundância ao longo do IPM é influenciada positivamente pela
porcentagem de silte no solo e não pela estrutura da floresta (densidade de árvores).
Sugere-se que está associação espécie-habitat seja guiada pelas necessidades reprodutivas
da espécie, uma vez que sítios reprodutivos em solos siltosos podem ser menos efêmeros,
favorecendo assim a sobrevivência dos girinos da nova espécie. No terceiro capítulo,
descrevemos formalmente uma nova espécie de Scinax com distribuição aparentemente
restrita à porção central do IPM. Apesar de ser proximamente relacionada com espécies
do clado Scinax wandae, a nova espécie se distingue de todas estas por caracteres
morfológicos e de coloração, bem como por seu canto de anúncio. Sua área de ocorrência
passa por forte pressão antrópica em decorrência do desmatamento influenciado pela
especulação imobiliária decorrente da reconstrução da BR-319. No quarto capítulo,
Scinax onca foi descrita com base em espécimes provenientes de duas populações
distintas do IPM, uma distribuída em florestas densas e a outra em florestas abertas.
Análises filogenéticas do primeiro capítulo mostraram que estas populações formam clados reciprocamente monofiléticos. As diferenças no padrão de coloração entre as duas
populações, juntamente com suas relações evolutivas, nos levaram a levantar a hipótese
de que variações ecológicas do IPM podem ser os responsáveis pela diferenciação destas
duas populações. Entretanto, dados coletados ao longo de sua distribuição se fazem
necessários para elucidar se a diferenciação observada é influenciada pelos gradientes
ambientais. No quinto capítulo, utilizamos uma espécie diminuta de anuro terrícola
(Phyzelaphryne miriamae) amplamente distribuída no IPM como modelo para testar se o
fluxo gênico ao longo da paisagem pode ser explicado pela hipótese de gradientes
ambientais. Pela primeira vez na Amazônia, utilizamos análises genômicas de paisagem
e milhares de polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) para testar esta hipótese.
Análises de estrutura genética estimaram cinco populações em P. miriamae. Os efeitos
dos gradientes ambientais no fluxo gênico da espécie alvo foram pronunciados. Os
valores de explicação das variáveis ambientais, após corrigidas pelo efeito da distância
geográfica, variaram entre 24.7% (teor de silte no solo) e 30.2% (sazonalidade da
temperatura). Enquanto que a distância geográfica explicou apenas 2.3–3.7% do fluxo
gênico. Embora haja efeito da distância geográfica no fluxo gênico de P. miriamae, este
se limita apenas a pequenas e longas distâncias, sendo nulo em distancias intermediarias.
Abstract
The Purus-Madeira Interfluve (PMI) represents one of the less known areas of Brazilian
Amazonia. Despite it is extremely threatened by anthropic actions, the knowledge about
the taxonomic identity of anurans inhabiting the PMI and the processes driving their
distribution and diversification are poorly known. The main goals of this thesis were to
investigate the hidden diversity in anurans, provide bases to ecological and conservation
studies through the description of new taxa, and illuminating the role of environment on
species distribution and diversification along the PMI. In the first chapter, we integrated
morphology, bioacoustics, and genetics to explore if there was hidden diversity in anurans
of the genus Scinax along 1000 km of landscapes in the PMI. Integrative analyses
revealed that approximately 82% of the regional richness in Scinax was unknown to
science. Results highlighted how much the PMI faunal diversity is poorly known and its
need for conservation actions. In the second chapter, we formally described the most
widely distributed new species of Scinax in the PMI and tested if its geographic
distribution and abundance were driven by environmental variables. Scinax ruberoculatus
is easily distinguished from its congeners through morphological (adults and tadpoles)
and bioacoustical characters. Differing from the predicted for aquatic breeding anurans,
its distribution and abundance along the PMI is positively driven by silt content and not
by forest structure (tree density). It is suggested that this habitat-association is driven by
the species’ reproductive needs once reproductive sites in silty soils may be less
ephemeral, favouring the survival of tadpoles of the new species. In the third chapter,
we described a new species of Scinax with distribution apparently restricted to the central
portion of PMI. Despite it is close related to species of the Scinax wandae clade, the new
species is distinguished from all other Amazonian Scinax through morphology and
colouration, as well as by the advertisement call. The species’ habitat is deeply threatened
by the anthropic pressure due to property speculation as result of the reconstruction of the
BR-319 highway. In the fourth chapter, Scinax onca was described based in specimens
from two distinct populations in the PMI, one living in dense forests and the other in open
forests. Phylogenetic analyses of the first chapter recovered these populations as
reciprocally monophyletic. Differences in colour pattern, as well as its evolutionary
relationship, led us to hypothesize that environmental gradients of the PMI may be
responsible by observed differentiation in these populations. However, data collected
along its distribution are necessary to elucidate if the observed differentiation is really influenced by environmental gradients. In the fifth chapter, we used a diminutive
terrestrial anuran (Phyzelaphryne miriamae) and widely distributed in the PMI as a model
to test if the gene flow along the landscape can be explained by the ecological gradient
hypothesis. For the first time in Amazonia, genomic landscape analyses and thousands of
single nucleotide polymorphisms (SNPs) were used to test this hypothesis. Genetic
structure analyses estimated five ancestral populations in P. miriamae. Results indicated
that the effect of environmental gradients on gene flow of the target species was
pronounced. After accounting the effect of geographic distance, the explanation of
environmental variables ranges from 24.7 % (silt content) to 30.2% (temperature
seasonality). On the other hand, geographic distance explained just 2.3–3.7% of the gene
flow. Although there is an effect of geographic distance on gene flow in P. miriamae, it
is restricted to short and long distances, being null in moderated distances.
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