Phylogenetic relationships among Brazilian howler monkeys, genus Alouatta (Platyrrhini, Atelidae), based on γ¹-globin pseudogene sequences

Os guaribas, do gênero Alouatta, que são os primatas do Novo Mundo com maior distribuição geográfica, têm sido colocados em três grupos de espécies: o grupo Alouatta palliata da América central, e os grupos sulamericanos Alouatta seniculus e Alouatta caraya. Este último é monotípico, mas o grupo A. seniculus inclui pelo menos três espécies (A. seniculus, A. belzebul e A. fusca). Neste estudo, foram seqüenciados aproximadamente 600 pares de base do pseudogene globina g1 nas quatro espécies brasileiras (A. seniculus, A. belzebul, A. fusca e A. caraya). Os métodos de máxima parcimônia e máxima verossimilhança produziram árvores filogenéticas com o mesmo arranjo: {A. caraya [A. seniculus (A. fusca, A. belzebul)]}. A árvore mais parcimoniosa apresentou valores de bootstrap maiores de 82% para todos os agrupamentos, e valores de força de ligação de pelo menos 2, apoiando o agrupamento irmão de A. fusca e A. belzebul. O estudo também confirmou a presença em A. fusca do elemento de inserção Alu, com 150 pares de base, e uma deleção de 1,8 kb no pseudogene globina g1 já conhecidos nas demais espécies de guaribas. A classificação cladística baseada em dados moleculares é congruente com as de estudos morfológicos, com um isolamento claro do grupo monoespecífico A. caraya em relação ao grupo A. seniculus.

The prion protein and New World primate phylogeny

The PrPC prion protein contains 250 amino acids with some variation among species and is expressed in several cell types. PrPC is converted to PrPSc by a post-translational process in which it acquires amino acid sequences of three-dimensional conformation of -sheets. Variations in the prion protein gene were observed among 16 genera of New World primates (Platyrrhini), and resulted in amino acid substitutions when compared with the human sequence. Seven substitutions not yet described in the literature were found: W  R at position 31 in Cebuella, T  A at position 95 in Cacajao and Chiropotes, N S at position 100 in Brachyteles, L  Q at position 130 in Leontopithecus (in the sequence responsible for generating the -sheet 1), D  E at position 144 in Lagothrix (in the sequence responsible for the -helix 1), D G at position 147 in Saguinus (also located in the -helix 1 region), and M  I at position 232 in Alouatta. The phylogenetic trees generated by parsimony, neighbor-joining and Bayesian analyses strongly support the monophyletic status of the platyrrhines, but did not resolve relationships among families. However, the results do corroborate previous findings, which indicate that the three platyrrhine families radiated rapidly from an ancient split.

Molecular phylogeny of the genus Saguinus (Platyrrhini, Primates) based on the ND1 mitochondrial gene and implications for conservation

The systematics of the subfamily Callitrichinae (Platyrrhini, Primates), a group of small monkeys from South America and Panama, remains an area of considerable discussion despite many investigations, there being continuing controversy over subgeneric taxonomic classifications based on morphological characters. The purpose of our research was to help elucidate the phylogenetic relationships within the monkey genus Saguinus (Callitrichinae) using a molecular approach to discover whether or not the two different sections containing hairy-faced and bare-faced species are monophyletic, whether Saguinus midas midas and Saguinus bicolor are more closely related than are S. midas midas and Saguinus midas niger, and if Saguinus fuscicollis melanoleucus and Saguinus fuscicollis weddelli really are different species. We sequenced the 957 bp ND1 mitochondrial gene of 21 Saguinus monkeys (belonging to six species and nine morphotypes) and one Cebus monkey (the outgroup) and constructed phylogenetic trees using maximum parsimony, neighbor joining, and maximum likelihood methods. The phylogenetic trees obtained divided the genus Saguinus into two groups, one containing the small-bodied species S. fuscicollis and the other, the large-bodied species S. mystax, S. leucopus, S. oedipus, S. midas, S. bicolor. The most derived taxa, S. midas and S. bicolor, grouped together, while S. fuscicollis melanoleucus and S. f. weddelli showed divergence values that did not support the division of these morphotypes into subspecies. On the other hand, S. midas individuals showed divergence compatible with the existence of three subspecies, two of them with the same morphotype as the subspecies S. midas niger. The results of our study suggest that there is at least one Saguinus subspecies that has not yet been described and that the conservation status of Saguinus species and subspecies should be carefully revised using modern molecular approaches.

Taxonomic implications of molecular studies on Northern Brazilian Teredinidae (Mollusca: Bivalvia) specimens

The current taxonomy of the Teredinidae (shipworms) is wholly based on morphology and up to now no molecular studies of the phylogeny of this group have been published. In the present study the relationships between four genera of the subfamilies Teredininae and Bankiinae were established and the efficiency of the 16S rRNA gene in characterizing four Teredinidae species was tested. Phylogenetic trees support the grouping of Bankia fimbriatula with Nausitora fusticula and of Neoteredo reynei with Psiloteredo healdi, but the genetic distances do not justify the classification of these species into two distinct subfamilies. The results show that B. fimbriatula, N. reynei and P. healdi specimens from the coast of the Brazilian state of Pará have five distinct 16S rRNA haplotypes, with one N. reynei haplotype differing from the other haplotypes in respect to at least seven sequences sites, indicating the existence of two very distinct sympatric lineages.

Filogeografia de três espécies de Passeiriformes (Suboscines) na região do Baixo Tocantins - Ilha do Marajó - Pará

A região do Baixo Tocantins - ilha do Marajó é excelente local para se realizar um estudo de integração de dados geológicos e biológicos visando-se a compreensão dos processos de diversificação de espécies. Foram estimados parâmetros de genética populacional e realizadas análises filo genéticas das populações amostradas utilizando-se o gene ND2, relacionando-os com o cenário geológico proposto para a evolução da região. Foram utilizadas inferência bayesiana e máxima verossimilhança para reconstrução de filogenias intraespecíficas, redes de haplótipos e o teste de desvio de neutralidade R2, AMOVA, F _ST e Nm para as análises populacionais, para três espécies de aves Passeriformes: Xiphorhynchus spixii e Glyphorynchs spirurus (Dendrocolaptidae) e Willisornis poecilinotus (Thamnophilidae). As populações de X spixii não apresentaram estruturação geográfica, exibindo altos níveis de fluxo gênico entre elas. A árvore filogenética de G. spirurus apresentou um grupo de haplótipos únicos da ilha do Marajó (1M) e um grupo irmão contendo haplótipos pertencentes às áreas de endemismo Xingu (XI), Belém (BE) e 1M. Essa topologia indica um aparente contato secundário recente na 1M entre uma população isolada e endêmica da própria ilha com populações do continente (XI). A árvore obtida para W poecilinotus apresentou uma topologia semelhante àquela de G. spirurus, indicando que a formação da 1M provavelmente atuou de maneira similar em diferentes espécies, com similares capacidades de dispersão, gerando padrões filogeográficos concordantes. Comparando--se as três espécies, concluímos que X spixii possui maior capacidade de dispersão respondendo de maneira distinta ao mesmo efeito vicariante. Estimativas do relógio molecular para o nó que separa o grupo de haplótipos endêmicos da ilha do Marajó mostram que tanto as populações de G. spirurus, quanto às de W. poecilinotus são muito mais antigas que os eventos que levaram à separação total da 1M em relação ao continente (aproximadamente 10.000 anos AP), com uma idade estimada aproximadamente 747.000 anos AP para G. spirurus e 798.000 anos AP para W. poecilinotus, indicando que outros processos vicariantes anteriores à separação total da Ilha do Marajó poderiam ter separado essas populações endêmicas da ilha.

Variação morfológica e molecular de Typhlops reticulatus (Linnaeus, 1758) (Serpentes: Typhlopidae)

As serpentes atuais são tradicionalmente divididas em dois grupos: Alethinophidia, taxonômica e ecologicamente mais diverso e Scolecophidia, grupo de serpentes fossoriais popularmente conhecidas como cobras-cegas, sendo Typhlopidae a família que possui maior número de espécies. Em função do hábito fossorial, os Typhlopidae são pouco representados em coleções cientificas e a escassez de amostras de tecido tem sido um fator limitante para realização de estudos moleculares dessa família. Por isso aspectos da biologia evolutiva como modos de especiação, padrão de diversificação e estruturação geográfica que devido o hábito fossorial e a pouca diferenciação morfológica intra e interespecífica são ainda pouco entendidos. Esse trabalho teve como objetivo analisar a variação morfológica e molecular de Typhlops reticulatus. Para isso foram analisados 314 exemplares de Typhlops, sendo 192 de T. reticulatus. Para análise morfológica foram utilizados caracteres morfométricos, morfológicos (folidose, hemipênis e osteologia craniana). Nas análises moleculares foram sequenciados 21 amostras de T. reticulatus dos genes mitocondriais Coi e Cyt b de diferentes localidades. As árvores filogenéticas foram feitas usando os métodos de Máxima Parcimônia e Máxima Verossimilhança e as relações entre os grupos foram inferidos através de rede de haplótipos. Através da combinação de caracteres moleculares e morfológicos foi possível observar a presença de duas linhagens evolutivas distintas de T. reticulatus: uma ao norte do Rio Amazonas e outra ao sul, esta última descrita como nova espécie nesse trabalho. Durante a análise dos exemplares de Typhlops para esse trabalho foi possível identificar duas novas espécies: Typhlops sp nov. 1 presente no Estado do Maranhão e Typhlops sp nov. 2 proveniente de Manaus, Amazonas. Os resultados desse estudo corroboram a afirmação que espécies com ampla distribuição geográfica podem apresentar diversidade críptica considerável e uma história evolutiva mais complexa do que se imagina.

Variação morfológica, vocal e genética na espécie politípica Lepidocolaptes albolineatus (Aves – Dendrocolaptidae)

Lepidocolaptes albolineatus (Aves: Dendrocolaptidae) é uma espécie biológica politípica, constituída pelos seguintes táxons: L. a. albolineatus, que ocorre na Área de Endemismo (AE) Guiana, L. a. duidae (AE Imeri), L .a. fuscicapillus (AE Rondônia), L. a. madeirae (AE Rondônia) e L. a .layardi (AEs Tapajós, Xingu e Belém). Os objetivos deste trabalho foram: (1) revisar a validade e a diagnosabilidade dos táxons atualmente agrupados em L. albolineatus com base em caracteres morfológicos, vocais e moleculares e (2) reavaliar os limites interespecíficos entre estes táxons. Foram mensurados 150 espécimes depositados em 8 museus do Brasil e EUA. Para a análise molecular, foram seqüenciados um total de 940 pb do gene mitocondrial ND2 para 35 indivíduos de todos os táxons de L. albolineatus. As análises filogenéticas foram realizadas nos programa PAUP 4.0 b 10 e MrBayes 3.1 utilizando-se os métodos de parcimônia (MP), máxima verossimilhança (MV) e inferência Bayesiana. A combinação de dados morfológicos e moleculares revelou a existência de 5 clados fortemente apoiados estatisticamente: clado 1 (agrupando indivíduos da AE Rondônia), clado 2 (agrupando espécimes das AE Belém, Xingu e Tapajós), clado 3 (incluindo espécimes da AE Inambari), clado 4 (incluindo indivíduos da AE Imeri) e clado 5 (agrupando indivíduos da AE Guiana). Todos os clados corresponderam a táxons já nomeados, exceto o clado 3 para o qual nenhum nome válido se encontra disponível, já que o nome fuscicapillus na verdade se aplica ao clado 1 e, portanto, deve ser considerado sinônimo sênior de madeirae. A principal separação genética e morfológica em L. albolineatus acontece entre o táxon nominal e os demais, embora cada um dos 5 clados possa ser considerado uma espécie distinta (com base no Conceito Filético Geral de Espécie) através de uma combinação única de caracteres morfológicos, vocais e moleculares diagnósticos.

Divergent evolution and purifying selection of the H (FUT1) gene in New World monkeys (Primates, Platyrrhini)

In the present study, the coding region of the H gene was sequenced and analyzed in fourteen genera of New World primates (Alouatta, Aotus, Ateles, Brachyteles, Cacajao, Callicebus, Callithrix, Cebus, Chiropotes, Lagothrix, Leontopithecus, Pithecia, Saguinus, and Saimiri), in order to investigate the evolution of the gene. The analyses revealed that this coding region contains 1,101 nucleotides, with the exception of Brachyteles, the callitrichines (Callithrix, Leontopithecus, and Saguinus) and one species of Callicebus (moloch), in which one codon was deleted. In the primates studied, the high GC content (63%), the nonrandom distribution of codons and the low evolution rate of the gene (0.513 substitutions/site/MA in the order Primates) suggest the action of a purifying type of selective pressure, confirmed by the Z-test. Our analyses did not identify mutations equivalent to those responsible for the H-deficient phenotypes found in humans, nor any other alteration that might explain the lack of expression of the gene in the erythrocytes of Neotropical monkeys. The phylogenetic trees obtained for the H gene and the distance matrix data suggest the occurrence of divergent evolution in the primates.

Identification and phylogenetic inferences on stocks of sharks affected by the fishing industry off the Northern coast of Brazil

The ongoing decline in abundance and diversity of shark stocks, primarily due to uncontrolled fishery exploitation, is a worldwide problem. An additional problem for the development of conservation and management programmes is the identification of species diversity within a given area, given the morphological similarities among shark species, and the typical disembarkation of processed carcasses which are almost impossible to differentiate. The main aim of the present study was to identify those shark species being exploited off northern Brazil, by using the 12S-16S molecular marker. For this, DNA sequences were obtained from 122 specimens collected on the docks and the fish market in Bragança, in the Brazilian state of Pará. We identified at least 11 species. Three-quarters of the specimens collected were either Carcharhinus porosus or Rhizoprionodon sp, while a notable absence was the daggernose shark, Isogomphodon oxyrhyncus, previously one of the most common species in local catches. The study emphasises the value of molecular techniques for the identification of cryptic shark species, and the potential of the 12S-16S marker as a tool for phylogenetic inferences in a study of elasmobranchs.

Phylogenetic analysis of 16S mitochondrial DNA data in sloths and anteaters

We sequenced part of the 16S rRNA mitochondrial gene in 17 extant taxa of Pilosa (sloths and anteaters) and used these sequences along with GenBank sequences of both extant and extinct sloths to perform phylogenetic analysis based on parsimony, maximum-likelihood and Bayesian methods. By increasing the taxa density for anteaters and sloths we were able to clarify some points of the Pilosa phylogenetic tree. Our mitochondrial 16S results show Bradypodidae as a monophyletic and robustly supported clade in all the analysis. However, the Pleistocene fossil Mylodon darwinii does not group significantly to either Bradypodidae or Megalonychidae which indicates that trichotomy best represents the relationship between the families Mylodontidae, Bradypodidae and Megalonychidae. Divergence times also allowed us to discuss the taxonomic status of Cyclopes and the three species of three-toed sloths, Bradypus tridactylus, Bradypus variegatus and Bradypus torquatus. In the Bradypodidae the split between Bradypus torquatus and the proto-Bradypus tridactylus / B. variegatus was estimated as about 7.7 million years ago (MYA), while in the Myrmecophagidae the first offshoot was Cyclopes at about 31.8 MYA followed by the split between Myrmecophaga and Tamandua at 12.9 MYA. We estimate the split between sloths and anteaters to have occurred at about 37 MYA.

Chromosome comparison between two species of Phyllostomus (Chiroptera - Phyllostomidae) from Eastern Amazonia, with some phylogenetic insights

Os cariótipos de Phyllostomus discolor e P. hastatus da Amazônia oriental são estudados por bandeamentos G, C, G/C sequencial e coloração Ag-NOR. Ambas as espécies apresentaram 2n = 32, sendo o complemento autossômico composto por 15 pares bi-armed em P. discolor e 14 bi-armed mais 1 par acrocêntrico em P. hastatus. O cromossomo X é um submetacêntrico médio e o Y é um pequeno acrocêntrico em ambas as espécies. O presente estudo encontrou apenas uma diferença entre os cariótipos de P. discolor e P. hastatus: o menor autossomo (par 15) é metacêntrico em discolor e acrocêntrico em hastatus. Este resultado é melhor explicado por uma inversão pericêntrica. O bandeamento C revelou heterocromatina constitutiva na região centromérica de todos os cromossomos, e os sítios NOR foram localizados na região distal do par 15, em ambas as espécies. O táxon P. discolor é considerado primitivo para o gênero Phyllostomus e supõe-se que a forma metacêntrica do par 15 seja a condição primitiva, que foi rearranjada por uma inversão pericêntrica, originando a forma acrocêntrica encontrada em P. hastatus.

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.

Phylogenetic study of Class Armophorea (Alveolata, Ciliophora) based on 18S-rDNA data

The 18S rDNA phylogeny of Class Armophorea, a group of anaerobic ciliates, is proposed based on an analysis of 44 sequences (out of 195) retrieved from the NCBI/GenBank database. Emphasis was placed on the use of two nucleotide alignment criteria that involved variation in the gap-opening and gap-extension parameters and the use of rRNA secondary structure to orientate multiple-alignment. A sensitivity analysis of 76 data sets was run to assess the effect of variations in indel parameters on tree topologies. Bayesian inference, maximum likelihood and maximum parsimony phylogenetic analyses were used to explore how different analytic frameworks influenced the resulting hypotheses. A sensitivity analysis revealed that the relationships among higher taxa of the Intramacronucleata were dependent upon how indels were determined during multiple-alignment of nucleotides. The phylogenetic analyses rejected the monophyly of the Armophorea most of the time and consistently indicated that the Metopidae and Nyctotheridae were related to the Litostomatea. There was no consensus on the placement of the Caenomorphidae, which could be a sister group of the Metopidae + Nyctorheridae, or could have diverged at the base of the Spirotrichea branch or the Intramacronucleata tree.

Organic material decomposition and nutrient dynamics in a mulch system enriched with leguminous trees in the Amazon

As novas técnicas propostas para a agricultura na Amazônia incluem sistema de rotação de capoeira enriquecido com árvores leguminosas e transformando a queima da biomassa em cobertura morta sobre o solo. A decomposição e a liberação de nutrientes da cobertura morta foram estudadas usando sacos de liteira com malha fina que continham cinco tratamentos com diferentes espécies de leguminosas em comparação a um tratamento-controle com vegetação natural. As amostras para cada tratamento foram analisadas para conteúdos de C total, N, P, K, Ca, Mg, lignina, celulose e polifenóis solúveis em diferentes tempos de amostragem durante um ano. A razão constante de decomposição variou com a espécie e com o tempo. A perda de massa nos sacos de decomposição foi de 30,1 % para Acacia angustissima, de 32,7 % para Sclerolobium paniculatum, de 33,9 % para Inga edulis e para a vegetação secundária, de 45,2 % para Acacia mangium e de 63,6 % para Clitoria racemosa. Foi observada imobilização de N e P em todos os tratamentos, sendo a mineralização do N negativamente correlacionada com o fenol, razão C/N, razão (lignina + fenol)/N, razão fenol/P e o conteúdo de N nos sacos de liteira. Depois de 362 dias de incubação no campo, 3,3 % de K, 32,2 % de Ca e 22,4 % de Mg permaneceram no material em decomposição. Os resultados evidenciaram que a baixa qualidade mineral e a alta quantidade de carbono orgânico e aplicado como cobertura morta podem limitar a quantidade de energia disponível para os microrganismos resultando em uma competição por nutrientes com as plantas agrícolas.