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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.59.2021.tde-24062021-094218
Document
Author
Full name
Pedro Augusto da Silva Peres
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2021
Supervisor
Committee
Mantelatto, Fernando Luis Medina (President)
Andrade, Sonia Cristina da Silva
Franco, Fernando de Faria
Leite, Fosca Pedini Pereira
Mariano, Mariana Terossi Rodrigues
Reyes, Rafael Robles
Title in English
Patterns and processes of the genetic diversity in crabs (Decapoda, Brachyura): integrative approach with biological, ecological, and demographic traits
Keywords in English
Brachyura
ddRAD-seq
Dispersion
Latitude
mtDNA
Phylogeography
Population genetics
Abstract in English
The patterns and processes of the genetic diversity (GD) are still surrounded by unresolved questions in the fields of ecology and evolution. One of the questions is what drives GD at the intra- and interspecific level. This topic needs further empirical data, especially regarding the megadiverse marine environment. In this dissertation, we used crabs (Eubrachyura) as models to test how biological, ecological, and demographic traits are associated to GD. This dissertation is composed of four chapter (one published paper, and three papers in preparation) that asked different questions within this framework. In chapter 1, we compared two phylogenetically close species (Callinectes ornatus and C. danae) to test the hypothesis that biological traits are more important than the dispersal potential explaining GD spatial patterns. We show that salinity tolerance can explain genetic structure, phylogeographic patterns, and the demographic history of both species. Considering the questions that remained unanswered, in chapter 2 we investigated the effects of the Amazon-Orinoco plume (physiological barrier) on C. ornatus employing a nextgeneration sequencing approach (ddRAD-seq) alongside with mtDNA. We show a speciation with gene flow scenario in that groups separated by the plume are differentiated, but we still find gene flow between them. In chapter 3, we investigated the GD spatial patterns using mtDNA of 14 crabs from the Western Atlantic and tested the latitudinal gradient hypothesis. Our results show that interspecific GD is higher at lower latitudes, but intraspecific patterns vary across species. Finally, in chapter 4, we investigated the association among biological and demographic traits (8 variables) with GD. We analyzed the most comprehensive dataset to date of Eubrachyura mtDNA available in public databases and generated during this dissertation (150 species) and did standardized searches in the literature looking for the biological traits. Overall, our results show that the historical effective population size is the primary factor determining crabs GD variation, but other traits might also contribute to this variation. Therefore, we are sure this dissertation opens new venues by providing novel approaches on GD patterns and processes using crabs as models, but our results might also be extended to other taxa, especially marine ones.
Title in Portuguese
Padrões e processos da diversidade genética em caranguejos (Decapoda, Brachyura): abordagem integrada com atributos biológicos, ecológicos e demográficos
Keywords in Portuguese
Brachyura
ddRAD-seq
Dispersão
Filogeografia
Genética de populações
Latitude
mtDNA
Abstract in Portuguese
Padrões e processos relacionados a diversidade genética (DG) ainda são cercados de questões ecológicas e evolutivas não resolvidas. Entre elas está a que se refere aos fatores que regulam a variação da DG dentro e entre as diferentes espécies. Tal tema ainda carece de maior quantidade de dados empíricos, principalmente em relação ao megadiverso ambiente marinho. Nesta tese, utilizamos espécies de caranguejos (Eubrachyura) como modelos para avaliar como atributos biológicos, ecológicos e demográficos podem estar relacionadas à DG. Esta tese é composta por quatro capítulos (um artigo publicado e três em preparação) que visam responder diferentes questões sobre o tema. No capítulo 1, testamos a hipótese de que características biológicas podem ser mais relevantes que o potencial de dispersão de organismos para explicar padrões de distribuição da DG comparando duas espécies de caranguejos filogeneticamente próximas (Callinectes ornatus e C. danae). Como resultado, mostramos que a tolerância a salinidade pode estar relacionada a estrutura genética, padrões filogeográficos e história demográfica de ambas as espécies. A partir de perguntas levantadas com os resultados anteriores, no capítulo 2 investigamos os efeitos da foz do Amazonas-Orinoco (barreira fisiológica) sobre C. ornatus, utilizando dados obtidos a partir de sequenciamento de nova geração (ddRAD-seq) combinados com mtDNA. Como resultados, mostramos um cenário de especiação com fluxo gênico em que grupos separados pela foz estão bastante diferenciados, mas ainda com fluxo gênico existente entre eles. No capítulo 3, investigamos os padrões espaciais da DG utilizando dados de mtDNA de 14 espécies de caranguejos ao longo de toda sua distribuição no Atlântico Ocidental e testamos a hipótese de gradiente latitudinal da DG. Encontramos que a diversidade genética interespecífica é maior em baixas latitudes, mas que os padrões intraespecíficos variam de acordo com a espécie. Por fim, no capítulo 4, investigamos a relação entre características biológicas e demográficas (8 atributos) com a DG. Utilizamos todos os dados de mtDNA disponíveis para Eubrachyura em bancos de dados públicos junto com dados gerados durante este projeto (150 espécies), e realizamos busca padronizada das características biológicas. De maneira geral, encontramos que o tamanho populacional efetivo é o fator que mais explica a variação da DG em caranguejos, mas alguns outros atributos parecem ter importância. Portanto, temos a convicção de que esta tese abre novos horizontes a partir de propostas inéditas e relevantes sobre padrões e processos da DG utilizando caranguejos como modelo, mas também podem se estender a outros táxons, especialmente marinhos.
 
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Release Date
2023-06-24
Publishing Date
2021-06-25
 
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