Genetic differentiation of Macrodon ancylodon (Sciaenidae, Perciformes) populations in Atlantic coastal waters of South America as revealed by mtDNA analysis

The king weakfish (pescada-gó in Portuguese - Macrodon ancylodon (Sciaenidae), a demersal (bottom-feeding) species found in South America Atlantic coastal waters from the Gulf of Paria in Venezuela to Baia Blanca in Argentina, is an economically important species because of its abundance and wide acceptance by consumers. Because of its wide distribution this fish may be subject to geographic isolation and this may have resulted in distinct populations along its coastal range. Considering that this species represents an important economic resource, confirmation of whether M. ancylodon is a single species or there are different genetic stocks spread over its wide distribution would be an important contribution to conservation policies and population management of the king weakfish. To investigate differences between king weakfish populations we used the cytochrome b and 16S rRNA genes to characterize M. ancylodon specimens caught throughout its South American range from Venezuela to Argentina. Our results clearly distinguished two genetically different groups which show nucleotide divergence and genetic structuring patterns that strongly suggest they may be different species, disagreeing with the widely accepted traditional taxonomy that accepts only one species of Macrodon in the western Atlantic.

Significant genetic differentiation among populations of Anomalocardia brasiliana (Gmelin, 1791): a bivalve with planktonic larval dispersion

Four Brazilian populations of Anomalocardia brasiliana were tested for mutual genetic homogeneity, using data from 123 sequences of the mtDNA cytochrome oxidase c subunit I gene. A total of 36 haplotypes were identified, those shared being H3 (Canela Island, Prainha and Acupe) and both H5 and H9 (Prainha and Acupe). Haplotype diversity values were high, except for the Camurupim population, whereas nucleotide values were low in all the populations, except for that of Acupe. Only the Prainha population showed a deviation from neutrality and the SSD test did not reject the demographic expansion hypothesis. Fst values showed that the Prainha and Acupe populations represent a single stock, whereas in both the Canela Island and Camurupim stocks, population structures are different and independent. The observed structure at Canela Island may be due to the geographic distance between this population and the remainder. The Camurupim population does not share any haplotype with the remaining populations in northeastern Brazil. The apparent isolation could be due to the rocky barrier located facing the mouth of the Mamanguape River. The results highlight the importance of wide-scale studies to identify and conserve local genetic diversity, especially where migration is restricted.

Assessing the genetic structure of Oryza glumaepatula populations with isozyme markers

To assess the genetic diversity and genetic structure parameters, nine populations of Oryza glumaepatula from the Amazon biome, four from the Pantanal biome, and one collected at Rio Xingu, Mato Grosso, totaling 14 populations and 333 individuals were studied with isozyme markers. Six loci were evaluated showing a moderate allozyme variability (A = 1.21, P = 20.7%, H_o = 0.005, H_e = 0.060). The populations from the Pantanal biome showed higher diversity levels than the Amazon biome. High genetic differentiation among the populations, expected for self-fertilizing species, was observed (F_ST=0.763), with lower differentiation found among the Pantanal populations (F_ST=0.501). The average apparent outcrossing rate was higher for the Pantanal populations (t _a = 0.092) than for the Amazonian populations (t _a = 0.003), while the average for the 14 populations was 0.047, in accordance with a self-fertilization mating system.

Diversidade de espécies no complexo Monodelphis brevicaudata (Didelphimorphia:Didelphidae), inferida por dados moleculares e morfológicos

O complexo de espécies M. brevicaudata possui distribuição reconhecida para o Norte da América do sul e compreende três espécies descritas ‐ M. brevicaudata, M. glirina, e M. palliolata ‐ e duas não descritas, reconhecidas em estudos prévios. A delimitação de espécies baseada somente em caracteres morfológicos é complicada, de forma que diversos táxons nominais já foram associados ao grupo e diversos arranjos taxonômicos foram propostos. Os poucos estudos baseados em dados moleculares que incluíram espécimes do complexo brevicaudata revelaram altas taxas de divergência genética. Este trabalho buscou elucidar a sistemática do complexo de espécies M. brevicaudata através do estudo dos padrões de variação morfológica e genética. Para tal, desenvolvemos análises filogenéticas baseadas em dois genes mitocondriais: citocromo b e 16 S rDNA. Adicionalmente, estudamos a morfologia externa e craniana dos espécimes, investigando a existência de congruência entre a variação genética e morfológica. As análises morfológicas foram, em geral, congruentes com as moleculares, as quais indicaram os mesmos clados em todas as análises filogenéticas. Foram formalmente reconhecidas nove espécies para o complexo. Monodelphis brevicaudata, M. palliolata e M. glirina são consideradas espécies válidas; M. touan é revalidado da sinonímia de M. brevicaudata e duas espécies novas são descritas e nomeadas; a espécie M. domestica provou ser intimamente relacionada a espécimes do grupo brevicaudata, sendo aqui considerada como integrante do referido grupo; duas espécies reconhecidas como distintas permanecem sem uma descrição formal; M. maraxina é sinonimizada com M. glirina. Foi observado dimorfismo sexual para as espécies estudadas, sendo que para as duas espécies estatisticamente testadas (teste T de student), M. glirina e M. sp. nov. “Trombetas”, os machos apresentaram crânios significativamente maiores que as fêmeas. Rios de grande porte parecem ter participado na diferenciação genética e estruturação filogeográfica das espécies. O padrão filogeográfico encontrado sugere ao menos dois centros de diversificação para o grupo, um no escudo das Guianas, envolvendo as espécies ao norte do rio Amazonas, e outro no escudo brasileiro, envolvendo M. glirina e M. domestica.

Filogeografia em lagartos no baixo Tocantins, Ilha do Marajó e Sul do Amapá

Estudos filogeográficos têm ajudado a esclarecer o contexto espacial e temporal da diversificação de organismos amazônicos, o que pode ser diretamente comparado com cenários geológicos específicos. O presente estudo visa fornecer informações que possam auxiliar na reconstituição da história recente do baixo Tocantins/Ilha do Marajó a partir e uma análise filogeográfica de Gonatodes humeralis e Kentropyx calcarata. Adicionalmente, a utilidade do gene citocromo oxidase I como marcador para estudos populacionais de lagartos foi avaliada. Dados de 49 exemplares de G. humeralis e 32 de K. calcarata de 14 localidades ao sul do Amapá, baixo Tocantins, Ilha do Marajó e de uma externa à área focal do estudo foram analisados. Alem das medidas de diversidade e diferenciação genética, foram possíveis eventos de expansão demográfica recente nestas populações foram avaliados com uso da estatística R₂. As relações filogenéticas entre as populações foram avaliadas pela construção de árvores não enraizadas usando-se os métodos de máxima parcimônia (MP) e máxima verossimilhança (MV). Os resultados obtidos demonstram que embora o COI tenha sido raramente utilizado para esta finalidade, a variação observada entre seqüências de populações de G. humeralis e K. calcarata indicam que ele é um marcador útil para análises filogeográficas. As cinco populações de ambas as espécies aqui estudadas, são geneticamente estruturadas. Isso indica um baixo ou mais provavelmente inexistente fluxo gênico entre elas. As relações filogeográficas observadas, embora mais seguramente para G. humeralis que para K. calcarata indicam que ocorreram mudanças significativas em tempos relativamente recentes no sistema de drenagem na região do baixo rio Tocantins e Ilha do Marajó. Isto porque, há neste estudo, fortes indícios de que em tempos pretéritos recentes houve maior movimentação, ativa ou passiva, das espécies entre as regiões do Marajó e oeste do rio Tocantins que teriam sido as mais diretamente afetadas por estas mudanças.

Revisão sistemática e filogeografia de Deconychura longicauda (Aves - Dendrocolaptidae)

Os limites interespecíficos da espécie politípica Deconychura longicauda (Dendrocolaptidae) foram investigados por uma análise conjunta, incluindo caracteres moleculares, morfológicos e vocais. Um total de 1.108 pares de bases de genes mitocondriais Cit b e ND2 foram usados para construir hipóteses filogenéticas, ao passo que os caracteres morfológicos e vocais foram analisados com métodos estatísticos univariado e multivariado. Todas as árvores filogenéticas recuperadas indicam altos níveis de diferenciação genética e estrutura filogeográfica em Deconychura longicauda, com o reconhecimento de quatro grupos principais bem apoiados, geograficamente constituídos por aves (1) do centro de endemismo Guiana no nordeste da América do Sul (2), da bacia amazônica excluindo o escudo das Guianas (3), do sopé oriental dos Andes, e (4), trans-Andinas da América do Sul e América Central. O nível de divergência genética entre estes clados varia de 6-8% (entre as aves Guianenses, não-Guianenses, do sopé dos Andes e trans-Andinas). Embora os caracteres morfológicos contribuam pouco para a diagnose em Deconychura, o canto, por outro lado, consistetemente os distinguem. Nós recomendamos com base, principalmente, em sua diagnose molecular e vocal o desdobramento de D. longicauda nas seguintes espécies filogenéticas e biológicas: Deconychura longicauda, D. pallida, D. zimmeri, D. connectens, D. typica e um táxon ainda não nomeado, endêmico do sopé oriental dos Andes.

Genética de populações de pirarucus (Arapaima gigas) da Reserva Mamirauá e considerações sobre estrutura genética para a espécie

O pirarucu (Arapaima gigas) é um importante recurso pesqueiro da região amazônica, que vem sendo explorado desde o século XIX, havendo indícios de diminuição do tamanho populacional em algumas localidades ao longo da sua distribuição. O manejo da pesca vem sendo uma das estratégias adotadas para manter essa atividade pesqueira associada a conservação da espécie. Neste trabalho avaliamos aspectos populacionais de pirarucus de duas localidades da Reserva Mamirauá (Jarauá e Maraã), e comparamos estas com as populações já analisadas de Santarém e Tucuruí, verificando suas variabilidade e estrutura genética. Para isso foram utilizados sete locos microssatélites genotipados para 463 pirarucus da Reserva Mamirauá coletados ao longo de cinco anos. Nossos resultados encontraram uma maior diversidade genética para esta população em comparação as encontradas em Santarém e Tucuruí. As análises indicam que o manejo esta sendo ecologicamente eficiente, não tendo havido alterações significantes ao longo dos cinco anos de estudo. A migração lateral, associada a um possível padrão de retorno ao lago sem fidelidade espacial, parece ter grande importância na homogeneização genética local. Entretanto, este fator é espacialmente limitado, sendo observada uma pequena diferenciação entre os pirarucus do Jarauá e do Maraã. Entre localidades mais distantes, a diferenciação é maior, apesar de somente a distância não ser capaz de explicar esse fenômeno. Acreditamos que a diminuição populacional em localidades intermediárias, provavelmente causada por sobre-pesca, pode estar influenciando a conectividade ao longo dos pontos estudados.

Variação morfológica de Imantodes cenchoa (Linnaeus, 1758) (Serpentes, Dipsadidae) na América do Sul, com a descrição de duas novas espécies

Imantodes compreende um grupo de serpentes primariamente arborícolas, com ampla distribuição Neotropical, agrupando sete espécies atualmente reconhecidas com grande variação cromática, sendo I. cenchoa a que apresenta a maior distribuição (sul do México ao norte da Argentina). A necessidade de estudos abordando a variação morfológica de I. cenchoa na América do Sul foi apontada por alguns autores, que sugeriram a provável existência de mais de um táxon distinguível. Estudos com base em dados moleculares apresentaram resultados divergentes quanto à diversidade genética de I. cenchoa. Assumindo que a diferenciação genética pode refletir a variação morfológica, a proposição de barreiras impedindo o fluxo gênico de I. cenchoa pode ser testada mediante um estudo criterioso de variação morfológica das populações sul-americanas, abordando e verificando os padrões populacionais e a estruturação destes padrões. Para isto, este trabalho foi organizado em três seções: Introdução Geral, capítulos 1 e 2. Na Introdução Geral apresentamos informação sobre polimorfismo cromático em Imantodini e um breve histórico taxonômico de Imantodes cenchoa. No capítulo 1 abordamos a variação morfológica externa e interna das populações de I. cenchoa (folidose, morfometria linear e geométrica, coloração e padrão de manchas e hemipênis), dentro e entre as diferentes fitofisionomias do Brasil, comparando-a às demais populações da América do Sul, e descrevemos uma nova espécie para a Mata Atlântica. No capítulo 2, a partir da análise comparativa do material de Imantodes da América do Sul cis e trans-Andina, descrevemos uma nova espécie de Imantodes para a Cordilheira Oriental da Colômbia.

Genetic relationships among native americans based on beta-globin gene cluster haplotype frequencies

The distribution of b-globin gene haplotypes was studied in 209 Amerindians from eight tribes of the Brazilian Amazon: Asurini from Xingú, Awá-Guajá, Parakanã, Urubú-Kaapór, Zoé, Kayapó (Xikrin from the Bacajá village), Katuena, and Tiriyó. Nine different haplotypes were found, two of which (n. 11 and 13) had not been previously identified in Brazilian indigenous populations. Haplotype 2 (+ - - - -) was the most common in all groups studied, with frequencies varying from 70% to 100%, followed by haplotype 6 (- + + - +), with frequencies between 7% and 18%. The frequency distribution of the b-globin gene haplotypes in the eighteen Brazilian Amerindian populations studied to date is characterized by a reduced number of haplotypes (average of 3.5) and low levels of heterozygosity and intrapopulational differentiation, with a single clearly predominant haplotype in most tribes (haplotype 2). The Parakanã, Urubú-Kaapór, Tiriyó and Xavante tribes constitute exceptions, presenting at least four haplotypes with relatively high frequencies. The closest genetic relationships were observed between the Brazilian and the Colombian Amerindians (Wayuu, Kamsa and Inga), and, to a lesser extent, with the Huichol of Mexico. North-American Amerindians are more differentiated and clearly separated from all other tribes, except the Xavante, from Brazil, and the Mapuche, from Argentina. A restricted pool of ancestral haplotypes may explain the low diversity observed among most present-day Brazilian and Colombian Amerindian groups, while interethnic admixture could be the most important factor to explain the high number of haplotypes and high levels of diversity observed in some South-American and most North-American tribes.

Genetic characterization of the population of São Luís, MA, Brazil

Five loci (vWA1, F13A1, D12S67, Apo-B and D1S80) were investigated by polyacrylamide gel electrophoresis followed by silver staining in a sample of 177 individuals from the population of São Luís, State of Maranhão, Brazil. A total of 70 different alleles were identified. A statistically significant deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium was observed in a single locus (F13A1, p = 0.0075). The average heterozygosity (H) was estimated at 77.7%, the mean number of alleles per locus as 14. The PD (capacity of genotype differentiation at each locus) ranged from 88.9% (vWA1) to 96.7% (F13A1). The combined PE (power of exclusion) of these five loci was 99.8%. In terms of racial admixture (42% European, 39% Indian, and 19% African Black ancestry), São Luís presented an estimate similar to Belém, another trihybrid Amazonian population.