Taxonomia, filogenômica e morfometria de espécies Neotropicais do gênero Idiops Perty, 1833 (Mygalomorphae, Idiopidae)

Abstract

A família Idiopidae, composta exclusivamente por aranhas de alçapão, compreende a segunda família mais diversa entre as aranhas Mygalomorphae, grupo que se caracteriza pelo estilo de vida geralmente sedentário, dispersão normalmente limitada e aparente uniformidade morfológica. Entre os gêneros de Idiopidae, o mais especioso é o gênero Idiops Perty, 1833 (Idiopinae), alvo desta tese de doutorado. Focado nas espécies Neotropicais do gênero, este trabalho explora diferentes faces da sistemática morfológica e molecular do gênero Idiops, a partir de três capítulos: 1. Taxonomic revision of the Neotropical spiders of the genus Idiops Perty, 1833 (Araneae, Idiopidae), with description of four new species; 2. Análises filogenômicas dos gêneros de Idiopinae 1889 (Idiopidae), com ênfase nas espécies Neotropicais de Idiops Perty 1833, baseado em Elementos Ultraconservados (UCE); e 3. Geographic variation of a trapdoor spider (Araneae, Idiopidae) across different Brazilian biomes reveals morphometric differentiation of spiders from the Brazilian Caatinga biome. No Capítulo 1, são apresentados os resultados da revisão taxonômica das espécies Neotropicais, que entre outros resultados, apresenta uma nova diagnose para as espécies Neotropicais do gênero, baseada no padrão de dentição das quelíceras, além de mapas de distribuição atualizados para todas as espécies, que agora totalizam 24 táxons na América do Sul. No Capítulo 2, são expostos os resultados da primeira filogenia molecular focada em Idiops e Idiopinae, que objetivaram testar a monofilia do gênero Idiops e da subfamília Idiopinae, e investigar as relações evolutivas entre os gêneros da subfamília, a partir de análises filogenômicas dos Elementos Ultraconservados (UCEs) do DNA. Segundo os resultados, tanto a subfamília Idiopinae quanto o clado composto pelas espécies neotropicais de Idiops foram recuperados como monofiléticos. Apesar disso, devido a maior proximidade filogenética entre espécies africanas de Idiops com os demais gêneros africanos da subfamília, o gênero Idiops foi recuperado como parafilético. Segundo análises de Reconstrução de Caracteres Ancestrais realizados para diferentes caracteres morfológicos, padrões distintos de dentição das quelíceras encontrado em espécimes Neotropicas e Afrotropicais de Idiops dão suporte a hipótese de parafilia do gênero. As relações filogenéticas entre os gêneros de Idiopinae bem como da família Idiopidae também são discutidas neste capítulo. No Capítulo 3, focado na espécie Idiops pirassununguensis, que possui uma distribuição continental e que abrange diferentes biomas brasileiros, foram realizadas uma série de análises morfométricas, baseadas em medidas de estruturas lineares e formas morfogeométricas de espécimes oriundos de diferentes localidades inseridas nos biomas da Amazônia, Caatinga e Cerrado. Visando investigar se há variação geográfica e estruturação morfológica em relação a biomas, são apresentando os resultados, que sugerem a presença de estruturação morfológica entre os espécimes originários da Caatinga, quando comparado com os demais biomas. Os principais fatores que podem estar envolvidos nos padrões de estruturação observados são discutidos. Baseado em diferentes níveis de abordagens e métodos de análises, os resultados apresentados nesta tese reforçam a importância de estudos que investiguem as aranhas migalomorfas, em especial aranhas de alçapão, sob diferentes perspectivas, como forma de solucionar diferentes questões, direcionar pesquisas futuras e ampliar o conhecimento sobre estes táxons.

The Idiopidae family, composed exclusively of trapdoor spiders, comprises the second most diverse family among Mygalomorphae spiders, a group characterized by a generally sedentary lifestyle, normally limited dispersal, and apparent morphological uniformity. Among the genera of Idiopidae, the most specious is the genus Idiops Perty, 1833 (Idiopinae), the subject of this doctoral thesis. Focused on the Neotropical species of the genus, this work explores different aspects of the morphological and molecular systematics of the genus Idiops, based on three chapters: 1. Taxonomic revision of Neotropical spiders of the genus Idiops Perty, 1833 (Araneae, Idiopidae), describing four new species; 2. Phylogenetic analysis of the genera of Idiopinae 1889 (Idiopidae), with emphasis on Neotropical species of Idiops Perty 1833, based on Ultraconserved Elements (UCE); and 3. Geographic variation of trapdoor spiders (Araneae, Idiopidae) across different Brazilian biomes reveals morphometric differentiation of spiders from the Brazilian Caatinga biome. In Chapter 1, the results of the taxonomic revision of the Neotropical species are presented, which, among other results, presents a new diagnosis for the Neotropical species of the genus, based on the dentition pattern of the chelicerae, in addition to updated distribution maps for all species, which now total 24 taxa in South America. In Chapter 2, the results of the first molecular phylogeny focused on Idiops and Idiopinae are presented, which aimed to test the monophyly of Idiops genus and the subfamily Idiopinae, and to investigate the evolutionary relationships between the genera of the subfamily, based on phylogenomic analyzes of Ultraconserved Elements (UCEs) of DNA. According to the results, both the subfamily Idiopinae and the clade composed of neotropical species of Idiops were recovered as monophyletic. Despite this, due to the most closely phylogenetic proximity between the African species of Idiops with the other African genera of the subfamily, Idiops genus was retrieved as paraphyletic. According to Ancestral Character Reconstruction, analyses carried out for different morphological characters, and distinct patterns of chelicerae dentition found in Neotropical and Afrotropical specimens of Idiops support the hypothesis of paraphyly of the genus. The phylogenetic relationships between the genera of Idiopinae, as well as the family Idiopidae, are also discussed in this chapter. Chapter 3, focused on the species Idiops pirassununguensis, which has continental distribution and covers different Brazilian biomes, a series of morphometric analyzes were carried out, based on measurements of linear structures and morphogeometric shapes of specimens from different locations within the Amazon, Caatinga, and Cerrado biomes. Aiming to investigate whether there is geographic variation and morphological structure in relation to biomes, the results are presented, which suggest the presence of morphological structuration among the specimens originating from the Caatinga when compared with other biomes. The main factors that may be involved in the observed structuring patterns are discussed. Based on different levels of approaches and analysis methods, the results presented in this thesis reinforce the importance of studies that investigate mygalomorph spiders, especially trapdoor spiders, from different perspectives, to solve different questions, direct future research, and expand the scope of research knowledge about these taxa.