Biogeografia histórica e filogenômica de Erythrinoidea e taxonomia integrativa para o estudo do gênero neotropical Hoplerythrinus (Characiformes: Erythrinidae)

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Data

2022-03-25

Autores

Conde-Saldaña, Cristhian Camilo

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Erythrinoidea é um clado de Characiformes composto pela enigmática família Tarumaniidae, representada por uma única espécie altamente especializada, Tarumania walkerae, que habita poças isoladas da floresta amazônica central, e pela família de ampla distribuição geográfica Erythrinidae, que habita em ambientes lênticos e lóticos na maioria das drenagens da América Central e do Sul. Erythrinidae é composta por três gêneros com representantes viventes (Erythrinus, Hoplias e Hoplerythrinus), onde complexos de espécies têm sido hipotetizados com base na notável variação cariotípica e uniformidade nos dados merísticos e morfométricos. A diversidade e os padrões de distribuição geográfica, bem como os aspectos ecológicos de Erythrinoidea, levantam questões interessantes com relação à diversificação evolutiva de suas linhagens. A maioria dos estudos taxonômicos e filogeográficos têm sido focados em Hoplias, no entanto, Erythrinus e Hoplerythrinus aguardam revisões detalhadas abrangendo toda a sua distribuição geográfica. O presente trabalho tem como objetivo principal investigar padrões biogeográficos e cronológicos de diversificação da superfamília Erythrinoidea e implementar uma abordagem integrativa para investigar a diversidade e a história evolutiva de um grupo particular dentro deste clado, o gênero Hoplerythrinus. Combinando dados filogenômicos com elementos ultraconservados (UCEs), paleontológicos (calibrações fósseis), biogeográficos e fontes geológicas, encontramos que a origem de Erythrinoidea é estimada para o Cretáceo Superior ca. 80 Ma, com divergência de clados principais durante o Paleogeno ca. 51-31 Ma, e Erythrinidae se diversificou rapidamente após a formação do rio Amazonas transcontinental ca. 10 Ma, de oito linhagens para pelo menos 28 espécies atuais. Padrões de diversificação em Erythrinoidea também são discutidos à luz da evolução da paisagem. Por outro lado, a integração de DNA barcode, filogenômica com UCEs e informações morfológicas forneceram evidências para investigar a história evolutiva de Hoplerythrinus e definir este táxon como um gênero monotípico geograficamente difundido na região Neotropical. Aqui também discutimos detalhes sobre a variação fenotípica e níveis de diferenciação genômica considerando o tempo de divergência e suas afinidades ecológicas.
Erythrinoidea is a characiform clade composed of the enigmatic family Tarumaniidae, represented by a single highly-specialized species, Tarumania walkerae, that inhabits isolated pools in the forest floor of central Amazon rainforests, and the geographically widespread family Erythrinidae, which occurs in lentic and lotic habitats in most drainages of Central and South America. Erythrinidae is composed of three extant genera (Erythrinus, Hoplias, and Hoplerythrinus), where species complex had been hypothesized based on remarkable karyotypic variation and uniformity in meristic and morphometric data. Diversity and geographic distribution patterns, as well as ecological aspects of Erythrinoidea, arouse interesting questions concerning to evolutionary diversification of its lineages. Most taxonomic and phylogeographic studies have been focused on Hoplias, however, Erythrinus and Hoplerythrinus are waiting for detailed revisions encompassing their entire distribution. The present work has as the main goal, to investigate biogeographic and chronological patterns of diversification in the superfamily Erythrinoidea and to implement an integrative approach to investigate the diversity and evolutionary history of a particular group within this clade, the genus Hoplerythrinus. Combining data from phylogenomics of ultraconserved elements (UCEs), paleontological (fossil calibrations), biogeographic, and geological sources, we found that Erythrinoidea is estimated to have originated in the Late Cretaceous ca. 80 Ma, with divergence of major clades during the Paleogene ca. 51-31 Ma, and Erythrinidae diversified rapidly after the formation of the transcontinental Amazon River ca. 10 Ma, from eight lineages to at least 28 species today. Diversification patterns in Erythrinoidea are also discussed in light of landscape evolution. On the other hand, integrating DNA barcode, phylogenomics of UCEs, and morphological information provided evidence to investigate the evolutionary history of Hoplerythrinus, and to define this taxon as a geographically widespread monotypic genus in the Neotropical region. Here, we also discussed details about the phenotypic variation and levels of genomic differentiation considering the divergence time and its ecological affinities.

Descrição

Palavras-chave

Rio Amazonas, DNA barcode, Biogeografia histórica, Peixes neotropicais de água doce, Filogenômica, América do Sul, Elementos ultraconservados

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