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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.91.2020.tde-07012021-171352
Document
Auteur
Nom complet
Edson Fiedler de Abreu Júnior
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2020
Directeur
Jury
Percequillo, Alexandre Reis (Président)
Carmignotto, Ana Paula
Nery, Mariana Freitas
Oliveira, Giancarlo Conde Xavier
Ribas, Camila Cherem
Weksler, Marcelo
Titre en anglais
Phylogenomics, diversification, and biogeography of Neotropical squirrels (Sciurillinae and Sciurinae: Sciurini)
Mots-clés en anglais
Biogeography
Phylogeny
Sciuridae
Systematics
Taxonomy
Resumé en anglais
Squirrels are conspicuous inhabitants of most Neotropical forests, where they play ecologically crucial roles as seed predators and dispersers. Two distinct radiations are found in this region: the subfamily Sciurillinae, represented exclusively by the Neotropical pygmy squirrel (Sciurillus pusillus); and the tribe Sciurini (subfamily Sciurinae), a speciose group composed of about 45 species of tree squirrels that also occur throughout the Nearctic and Palearctic regions. Despite their unquestionable importance to ecosystems dynamics and representing a substantial portion of the diversity of rodents in the Neotropics, squirrels have been largely neglected by taxonomists and systematists. As a result, basic information on number of genera and species is still ambiguous for the group, and also most aspects of their evolution and diversification remains unclear. In the present thesis, I employed mitochondrial genomes and Ultraconserved Elements to undertake the molecular systematics and the evolutionary history of the two radiations of Neotropical squirrels. In the Chapter 1, I used mitogenomic data sequenced from 232 historical and modern museum specimens to provide the first comprehensive phylogeny of tree squirrels. I contrasted the phylogenetic results with generic arrangements proposed for the tribe Sciurini, discussed the taxonomic implications, and suggested a tentative new classification at genus level employing 13 generic names used by previous authors. I also found evidence that the diversity of Neotropical tree squirrels is underestimated, with at least six lineages that represent taxa to be named or revalidated. In the Chapter 2, my main objective was to test current hypotheses on the tempo and mode of diversification of tree squirrels, employing the mitogenomic dataset including 43 of the 46 putative species of Sciurini. I estimated the date of origin of the tribe Sciurini around 14 Mya and suggested that its ancestral area was most likely in North America. The origin of the Neotropical radiation was estimated to have occurred around 6 Mya in northwestern South America, in the Pacific dominion. The majority of Neotropical cladogenetic events occurred along the Pliocene--right after the South American invasion. A fairly constant speciation rate was estimated for tree squirrels, which contrasts with the peak of lineage accumulation observed in the Pliocene. In the Chapter 3, I provided a nuclear genome-wide perspective of the Neotropical squirrels (Sciurillinae and Sciurinae: Sciurini) phylogeny, employing over 3,700 Ultraconserved Elements sequenced from 184 historical and modern samples. Phylogenetic analyzes estimated with strong support the relationship among the five subfamilies of Sciuridae, and also provided consistent and well-supported results for the relationships among the deepest branches of Sciurini. For the Neotropical radiation, which experienced a rapid diversification, conflicting relationships at both genus- and species-level were estimated upon data filtering and inference method. Inconsistences were also recovered with regards to the mitogenomic hypothesis. Finally, in both chapters 1 and 3, I took advantage of the large sampling across a diverse lineage of mammals to investigate how distinct aspects of historical samples might influence the recovery of genomic data, providing useful information for future genetic studies sampling from historical specimens.
Titre en portugais
Filogenômica, diversificação e biogeografia dos esquilos Neotropicais (Sciurillinae e Sciurinae: Sciurini)
Mots-clés en portugais
Biogeografia
Filogenia
Sciuridae
Sistemática
Taxonomia
Resumé en portugais
Os esquilos são habitantes conspícuos da maioria das florestas Neotropicais, onde desempenham funções ecológicas cruciais na predação e dispersão de sementes. Duas radiações ocorrem nesta região: a subfamília Sciurillinae, representada exclusivamente pelo quatipuruzinho (Sciurillus pusillus); e a tribo Sciurini (subfamília Sciurinae), um grupo especioso e composto por cerca de 45 espécies de esquilos arborícolas, que ocorrem também nas regiões Neártica e Paleártica. Apesar da inquestionável importância dos esquilos nas dinâmicas dos ecossistemas e de representarem uma parte significativa da diversidade de roedores nos Neotrópicos, eles têm sido amplamente negligenciados por taxonomistas e sistematas. Como resultado, informações básicas acerca do número de gêneros e espécies ainda é controverso para o grupo e muitos aspetos da evolução e diversificação dos esquilos permanecem desconhecidos. Na presente tese, utilizei genomas mitocondriais e Elementos Ultra-conservados (UCEs) a fim de investigar a sistemática molecular e a história evolutiva das duas radiações de esquilos Neotropicais. No Capítulo 1, foram empregados mitogenomas sequenciados a partir de 232 espécimes históricos e modernos, para inferir uma hipótese filogenética robusta para os esquilos arborícolas. Os resultados filogenéticos foram contrastados com os arranjos genéricos propostos para a tribo Sciurini, foram discutidas as implicações taxonômicas e, por fim, uma nova classificação supraespecífica foi proposta com o reconhecimento de 13 gêneros, empregados previamente por outros autores. Também foi constatada que a diversidade de espécies de esquilos arborícolas Neotropicais está subestimada, com o reconhecimento de ao menos seis linhagens representando espécies a serem descritas ou revalidadas. O Capítulo 2 teve como objetivo principal testar as hipóteses vigentes de tempo e modo de diversificação dos esquilos arborícolas, utilizando o banco de dados mitogenômico que incluiu 43 das 46 espécies de Sciurini. A data de origem da tribo foi estimada ao redor de 14 Ma e a sua área ancestral foi inferida com maior probabilidade para a América do Norte. A origem da radiação Neotropical ocorreu cerca de 6 Ma no noroeste da América do Sul, no domínio Pacífico. A maioria dos eventos cladogenéticos nos Neotrópicos ocorreram durante o Plioceno--logo depois da invasão Sul-Americana. Uma taxa de especiação predominantemente constante foi estimada para o grupo, o que contrastou com um pico no acúmulo de linhagens observado no Plioceno. No Capítulo 3, forneço uma perspectiva genômica nuclear da filogenia dos esquilos Neotropicais (Sciurillinae and Sciurinae: Sciurini), empregando mais de 3.700 UCEs sequenciados a partir de 184 amostras históricas e modernas. As análises filogenéticas inferiram com alto suporte as relações entre as cinco subfamílias de Sciuridae e também recuperaram de forma consistente as relações entre os ramos mais internos de Sciurini. Para a radiação Neotropical, a qual sofreu uma rápida diversificação, relações ambíguas em níveis supragenérico e interespecífico foram estimadas, dependendo da filtragem dos dados e do método de inferência. Também foram observadas inconsistências filogenéticas comparando os resultados de UCEs e mitogenomas. Por fim, nos capítulos 1 e 3 investiguei como alguns aspetos das amostras históricas podem influenciar a obtenção de dados genômicos, disponibilizando informações úteis para futuros estudos utilizando amostras antigas de museus.
 
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Date de Publication
2021-01-12
 
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