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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2022.tde-09062022-173135
Document
Auteur
Nom complet
Cecili Barrozo Mendes
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2022
Directeur
Jury
Andrade, Sonia Cristina da Silva (Président)
Almeida, Federico David Brown
Brandão, Karina Lucas da Silva
Paiva, Paulo Cesar de
Titre en portugais
Nemertopsis bivittata (Hoplonemertea), Lineus sanguineus (Heteronemertea) e Perinereis ponteni (Polychaeta): validade das espécies, fluxo gênico e diversidade genética na costa brasileira
Mots-clés en portugais
biologia marinha
conectividade populacional
desenvolvimento larval
Genômica de paisagem
taxonomia
Resumé en portugais
Entender quais são os principais fatores que influenciam a conectividade entre populações animais marinhas tem sido objeto de diversos estudos há décadas, sendo o a mobilidade dos indivíduos reconhecida como um dos fatores determinantes. Espécies com longo desenvolvimento larval (e.g. planctotróficas) usualmente apresentam populações melhor conectadas que espécies com desenvolvimento direto ou curto desenvolvimento larval (e.g. lecitotróficas), devido sua maior capacidade de dispersão. Entretanto, outras características bionômicas e o ambiente também tem grande influência na conectividade. Além disso, a percepção da conectividade populacional também sofre interferência devido a presença de espécies crípticas, uma vez que tais espécies podem ter extrema semelhança morfológica. Assim, o presente trabalho avaliou como a heterogeneidade ambiental influencia a conectividade de espécies com diferentes modos reprodutivos, através de técnicas de genômica de paisagem comparativa. Para tanto, utilizamos as espécies Perinereis ponteni (Polychaeta, de reproducão sexuada e larva lecitotrófica), Lineus sanguineus (Heteronemertea, de reprodução assexuada e sexuada, e larva lecitotrófica) e Nemertopsis bivittata (Hoplonemertea, de reprodução sexuada, com desenvolvimento larval não completamente conhecido, mas presumidamente planctotrófica). De forma a garantir a monofilia das espécies, as populações estudadas foram avaliadas taxonomicamente. Nesse sentido, amostramos populações ao longo da costa brasileira. Os animais coletados foram utilizados na extração de DNA para prospecção de SNPs, a partir da técnica de Genotyping by Sequencing (GBS). Ainda, acompanhamos o comportamento e desenvolvimento larval do hoplonemertíneo Emplectonema viride como proxy para o desenvolvimento de N. bivittata, uma vez que ambas são da família Emplectonematidae e vivem em ambientes extremamente similares. Contudo, a espécie N. bivittata é na verdade um complexo de espécies, com três unidades evolutivas distintas na costa brasileira. Essas foram descritas como, Nemertopsis berthalutzae, Nemertopsis pamelaroeae e Nemertopsis caete, a última estando presente apenas na costa de Alagoas. A observação do desenvolvimento larval de E. viride indicou a presença de larvas planctotróficas, com longo desenvolvimento, levando em média 120 dias para metamorfose bastante sutil (notada principalmente pela mudança na ciliação e no comportamento). As larvas se alimentam primariamente de nauplius e ciprídes de cracas. Nossas análises de paleodistribuição e demografia de P. ponteni apontaram a presença de um refúgio na região Sudeste durante o Último Máximo Glacial, de onde as populações expandiram. Quanto às análises de genômica de paisagem, observamos que as espécies com desenvolvimento larval mais curto tendem a apresentar populações mais estruturadas, porém ainda com significativo fluxo gênico. Entretanto, fatores ambientais semelhantes afetam a conectividade em todas as espécies, sendo a temperatura e precipitação os mais comuns. Esses fatores estão associados à presença de SNPs candidatos à seleção natural em três das quatro espécies estudadas. Tal achado reforça quão influente as condições ambientais locais e globais são na conectividade e, por conseguinte, na diversidade genética das espécies.
Titre en anglais
Nemertopsis bivittata (Hoplonemertea), Lineus sanguineus (Heteronemertea) e Perinereis ponteni (Polychaeta): validity of species, gene flow and genetic diversity on Brazilian coast
Mots-clés en anglais
larval development
marine biology
population connectivity
Seascape genomic
taxonomy
Resumé en anglais
Understanding the main factors influencing connectivity among marine animal populations has been the subject of several studies for decades, with the mobility of individuals being recognized as one of the determining factors. Species with long larval development (e.g. planktotrophic) usually have better connected populations than species with direct or short larval development (e.g. lecithotrophic), due to their greater dispersal capacity. However, other bionomic features and the environment also have a major influence on connectivity. In addition, the perception of population connectivity can also be affected by the presence of cryptic species, since such species can have extreme morphological similarity. Thus, the present work evaluated how environmental heterogeneity influences the connectivity of species with different reproductive modes, through comparative landscape genomics techniques. For this purpose, we used the species Perinereis ponteni (Polychaeta, with sexual reproduction and lecithotrophic larvae), Lineus sanguineus (Heteronemertea, with asexual and sexual reproduction, and lecithotrophic larvae) and Nemertopsis bivittata (Hoplonemertea, with sexual reproduction, and presumably planktotrophic larvae). In order to guarantee the monophyly of all species, the populations studied were taxonomically assessed. In this sense, we sampled populations along the Brazilian coast. The collected animals were used in DNA extraction for SNPs prospection, using the Genotyping by Sequencing (GBS) technique. Furthermore, we followed the behavior and larval development of the hoplonemertean Emplectonema viride as a proxy for the development of N. bivittata, since both are from the Emplectonematidae family and live in extremely similar environments. However, the species N. bivittata is actually a complex of species, with three distinct evolutionary units on the Brazilian coast. These were described as, Nemertopsis berthalutzae, Nemertopsis pamelaroeae and Nemertopsis caete, the latter being present only on the coast of Alagoas. The observation of E. viride larval development indicated the presence of planktotrophic larvae, with long development, taking an average of 120 days for quite subtle metamorphosis (noticed mainly by changes in ciliation and behavior). The larvae feed primarily on barnacle nauplius and cyprids. Our palaeodistribution and demography analyzes indicate the presence of a refuge in the Southeast region during the Last Glacial Maximum, from where the populations expanded. As for landscape genomic analyses, we observed that species with shorter larval development tend to have more structured populations, but still with significant gene flow. However, similar environmental factors affect connectivity in all species, with temperature and precipitation being the most common. These factors are associated with the presence of SNPs candidates for natural selection in three of the four species studied. These findings reinforces how important local and global environmental conditions are for animal connectivity and, therefore, for the genetic diversity of species.
 
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Cecili_Mendes.pdf (7.80 Mbytes)
Date de Libération
2024-03-30
Date de Publication
2022-07-22
 
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