Filogenia e biogeografia do gênero Atta Fabricius, 1804 (Formicidae: Attini) a partir de Elementos Ultra-conservados (UCEs): evidências de recente e rápida especiação.
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Data
2021-03-25
Autores
Orientador
Bacci Júnior, Maurício 
Rabeling, Christian
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
As formigas cortadeiras são herbívoros dominantes na Região Neotropical. Elas são importantes engenheiros de ecossistemas e muitas espécies são pragas agrícolas de grande importância ecológica e econômica. As formigas cortadeiras do gênero Atta Fabricius estão amplamente distribuídas nas Américas. As relações filogenéticas dentro do gênero permanecem incertas e a delimitação e identificação de algumas espécies de Atta são problemáticas. Aqui, abordamos essas incertezas empregando marcadores filogenômicos (Elementos Ultra-conservados ou UCEs) em uma análise que inclui 2340 loci de UCE de 224 espécimes Atta de toda a distribuição geográfica do gênero e 49 espécimes como grupos externos. Nossos resultados indicaram a monofilia do gênero Atta e das 14 espécies estudadas (das 15 espécies conhecidas e identificáveis) com alto suporte, representando a estimativa filogenética mais abrangente até o momento para este gênero de formigas cortadeiras. Dentro do gênero Atta, recuperamos quatro clados bem sustentados que coincidem com os grupos de espécies previamente recuperados e correlacionados com os subgêneros anteriormente descritos, Archeatta Gonçalves, Atta s.s. Emery, Epiatta Borgmeier e Neoatta Gonçalves. O clado Archeatta contém três espécies que ocorrem na América do Norte, Central e no Caribe e é o grupo irmão de todas as outras espécies de Atta. O clado Atta s.s. é composto por duas espécies que ocupam as América do Norte, Central e do Sul. O clado Epiatta contém sete espécies exclusivamente sul-americanas, e as duas espécies do clado Neoatta ocorrem na América Central e do Sul. Nossas análises identificaram uma série de eventos importantes no Mioceno, como a origem das formigas cortadeiras há 18.9 milhões de anos (Ma), a divergência de Acromyrmex Mayr e Atta por volta de 16.7 Ma e a origem do grupo crown de Atta por volta de 8.5 Ma. As espécies de Atta existentes evoluíram muito recentemente, originando-se no início do Pleistoceno, aproximadamente entre 1.8 e 0.3 Ma (idade do grupo crown). O clado Neoatta inclui Atta robusta Borgmeier, a espécie do grupo crown mais jovem do gênero, com idade de 0.3 Ma. Nossa filogenia forneceu a primeira evidência de que Atta goiana Gonçalves pertence ao clado Epiatta e indica, para ambos os clados, Epiatta e Neoatta, um padrão interessante no qual espécies intimamente relacionadas apresentam ecologias diferentes. As idades muito jovens do gênero Atta e suas espécies representam uma radiação recente e rápida. Nossas análises biogeográficas sugerem que o ancestral comum do gênero Atta se originou na América do Norte e que uma linhagem filha, que posteriormente se dispersou na América do Sul, rapidamente se diversificou no bioma Cerrado recém-formado.
Resumo (inglês)
Ants (Hymenoptera: Formicidae) are a monophyletic group and considered the most successful eusocial insects on Earth. The ancestor of extant ants originated 103–128 million years ago (Ma). During the late Cretaceous, along with the expansion of angiosperms, through multiple speciation events, the ants became an extremely abundant and diverse group in terrestrial ecosystems. A very characteristic group of ants is the fungus-growing ants, also known as ‘attine’ ants, which are capable of practicing fungal agriculture and maintaining a symbiotic association with their fungal cultivars. There are five ant agriculturalsystems practiced by attine ants and the most specialized of them belongs to the higher-attine, including the leaf-cutting ants (genera Atta Fabricius, Acromyrmex Mayr, and Amoimyrmex Cristiano, Cardoso & Sandoval). Leaf-cutting ants are so called because of the particular habit of cutting the fragments of plants that they use as a substrate for farming the symbiotic fungus. Leaf-cutting ants arose approximately 17–19 Ma, they are endemic to the Americas and considered the dominant herbivores of the Neotropical Region. These ants also have a great ecological and economic importance, especially in the genus Atta, known in Brazil as saúvas. Saúvas play a key role as ecosystem engineers, harvesting large amounts of vegetal biomass, due to their complex biological interactions, building gigantic nests and even as agricultural pests. Ants of the genus Atta have wide distribution in the American continent and are currently recognized in 15 extant species. Despite being a well-studied genus, aspects in its evolution, biogeography and taxonomy still remain uncertain. The advancement in molecular studies and the application of Next Generation Sequencing techniques allow progress in the knowledge of phylogenetic relationships and evolution in different groups of ants. The use of ultraconserved elements (UCEs) as genetic markers is one of the most explored resources of modern science and a tool that allows obtaining relevant evidence on phylogenetic relationships within Formicidae and particularly in attine ants group. In the present PhD study, we used UCE data to get a deeper understanding on systematics, biogeography and evolutionary history of ants in the genus Atta.
Descrição
Idioma
Inglês