A diversidade dos padrões fenotípicos tem sido cada vez mais estudada sob uma óptica comparativa e filogenética. A comunicação vocal em anuros é um fenótipo comportamental que demonstra grande diversidade. As vocalizações são resultantes da fonação que ocorre fundamentalmente pela vibração das cordas vocais na laringe. A laringe é composta por cartilagens e músculos associados que podem modulam as características das vocalizações. Essa anatomia vocal permite a produção de repertórios vocais diversos, sendo o canto de anúncio o principal, uma vez que é espécie-específico, serve na atração de fêmeas e é consequentemente um mecanismo de isolamento reprodutivo. A variação no canto de anúncio, portanto, está sujeita a pressões seletivas como por exemplo, seleção sexual. Essas pressões podem fazer com que modificações evolutivas em cantos de anúncio entre espécies sejam correlacionadas com modificações na laringe, uma vez que as características acústicas podem ser determinadas pela anatomia vocal. Dessa forma, suscita-se a hipótese de que a diversidade de cantos seja reflexo da diversidade de formas anatômicas da laringe, especialmente em Bokermannohyla, um gênero neotropical de anuros que apresenta grande diversidade acústica. O presente projeto tem como objetivo caracterizar em detalhes o aparato vocal e cantos de anúncios associados no gênero e, a partir disso, testar hipóteses sobre padrões evolutivos (i.e., sinal filogenético e reconstrução de estados ancestrais) para avaliar se diferenças ou semelhanças no aparato vocal refletem de forma correlacionada as mudanças evolutivas ou conservadorismo em cantos de anúncio ao longo da filogenia de Bokermannohyla, ao mesmo tempo em que se é avaliado o grau de restrição desses dois fenótipos pelo tamanho corporal. As descrições anatômicas e acústicas foram realizadas para 28 de 31 espécies de Bokermannohyla. As caracterizações anatômicas revelaram que, ao contrário da diversidade acústica dentro do gênero, todas as espécies compartilham um mesmo aspecto e estrutura geral da laringe, embora haja uma variação considerável em medidas quantitativas, como comprimento da laringe, área da corda vocal e medidas de arquitetura muscular. Alguns casos notáveis de alometrias nessas medidas em relação ao tamanho corporal foram evidenciados. A caracterização dos cantos dentro de Bokermannohyla revelaram cinco padrões vocais, esses sendo reconhecidos com base em características temporais discretas como estrutura, quantidade de tipos de notas e a maneira como são emitidas, além de três padrões na estrutura espectral. Foram observados padrões complexos tanto de evolução de características anatômicas da laringe, quanto para as características de canto de anúncio, podendo ser observados múltiplas homoplasias dos fenótipos ao longo da filogenia (e.g., comprimento da laringe), ou uma estruturação clara de origem única de fenótipos (e.g., estrutura da nota) entre grupos. Por fim, as correlações evolutivas entre anatomia da laringe e canto de anúncio forneceram percepções sobre possíveis estruturas anatômicas da laringe envolvidas na biomecânica de produção de cantos. Uma das correlações que permitiram delinear hipóteses mais claras foram aquelas em relação ao tamanho corporal, ou características da anatomia da laringe, com a frequência dominante dos cantos. Por outro lado, a ausência de correlações, por exemplo, entre características anatômicas da laringe es características acústicas discretas, sugerem que o controle da laringe, e do aparato vocal como um todo, para produção dessas deve envolver um processo biomecânico mais complexo do que antes pensado. Esse estudo contribuiu com o levantamento de uma série de hipóteses e questões biológicas a serem adereçadas futuramente sobre os possíveis processos subjacentes aos padrões fenotípicos observados, tanto para anatomia da laringe, quanto para o canto de anúncio das espécies. Portanto, Bokermannohyla, dada a diversidade fenotípica observada, revelou ser um modelo biológico promissor para o entendimento da comunicação acústica e dos processos biomecânicos subjacentes para anuros em geral.

The diversity of phenotypic patterns has been increasingly studied from a comparative and phylogenetic perspective. Vocal communication in anurans is a behavioral phenotype that shows great diversity. Vocalizations result from phonation, which occurs primarily through the vibration of the vocal cords in the larynx. The larynx is composed of cartilages and associated muscles that can modulate the characteristics of vocalizations. This vocal anatomy allows for the production of diverse vocal repertoires, the advertisement call being the main vocalization, as it is species-specific, used for attracting females, and consequently serves as a mechanism for reproductive isolation. Variation in the advertisement call is therefore under selective pressures such as sexual selection. These pressures may lead to evolutionary modifications in advertisement calls among species to be correlated with changes in the larynx, as acoustic traits can be underpinned by the vocal anatomy. Thus, the hypothesis arises that the diversity of calls reflects the diversity of anatomical forms of the larynx, especially in Bokermannohyla, a neotropical genus of anurans that exhibits great acoustic diversity. The present project aims to characterize in detail the vocal apparatus and associated advertisement calls in this genus and, based on that, test hypotheses about evolutionary patterns (e.g., phylogenetic signal and ancestral state reconstruction) to evaluate whether differences or similarities in the vocal apparatus reflect correlated evolutionary changes or conservatism in advertisement calls throughout the phylogeny of Bokermannohyla, while also assessing the degree of constraint of these two phenotypes by body size. Anatomical and acoustic descriptions were performed for 28 out of 31 Bokermannohyla species. Anatomical characterizations revealed that, contrary to the acoustic diversity within the genus, all species share the same overall plan and structure of the larynx, although there is considerable variation in quantitative measurements such as larynx length, vocal cord area, and muscular architecture measures among species. Some notable cases of allometry in these measurements relative to body size were seen. Characterization of the advertisement calls within Bokermannohyla revealed five vocal patterns, recognized based on discrete temporal characteristics such as structure, number of note types, and the manner in which they are emitted, as well as three patterns in spectral structure. Complex patterns of evolutionary changes were observed both in anatomical characteristics of the larynx and advertisement call traits, including multiple instances of phenotype homoplasy throughout the phylogeny (e.g., larynx length) or clear patterns of single origin of phenotypes (e.g., note structure) among groups. Finally, the evolutionary correlations between laryngeal anatomy and advertisement calls provided insights into possible anatomical structures of the larynx involved in the biomechanics of call production. One of the correlations that allowed to delineate clear hypotheses was the relationship between body size or laryngeal anatomy characteristics and the dominant frequency of calls. On the other hand, the absence of correlations, for example, between anatomical characteristics of the larynx and discrete acoustic traits, suggests that the control of the larynx and the vocal apparatus for call production involves a more complex biomechanical process than previously thought. This study has contributed to the formulation of a series of hypotheses and biological questions to be addressed in the future regarding the possible underlying processes behind the observed phenotypic patterns, both for laryngeal anatomy and advertisement calls in the genus. Therefore, Bokermannohyla, given the observed phenotypic diversity, has proven to be a promising biological model for understanding acoustic communication and the underlying biomechanical processes in anurans in general.