Transferência horizontal, distribuição geográfica e especiação em ácaros de penas no Brasil (Astigmata) - Pedroso, Luiz Gustavo de Almeida [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
A especificidade é um aspecto crucial que governa as interações entre simbiontes e hospedeiros. Geralmente a especificidade está ligada ao potencial de transmissão, à plasticidade adaptativa, e à disponibilidade de hospedeiros de simbiontes. Apesar da importância, a especificidade ainda é um assunto complexo em muitos sistemas simbiontehospedeiro, especialmente quanto ao potencial de simbiontes emergirem em novos hospedeiros. Ácaros de penas (Astigmata: Analgoidea e Pterolichoidea) são exemplos de simbiontes altamente específicos. Por serem ectosimbiontes obrigatórios e de aparente baixa mobilidade, a transmissão em ácaros de penas ocorre de maneira íntima no contato entre hospedeiros. Ocorrendo primeiramente verticalmente, dos genitores para seus descendentes, durante o desenvolvido cuidado parental das aves. Acredita-se que a transmissão vertical seja um fator chave responsável pela alta especificidade observada em ácaros de penas, onde muitas espécies de ácaros são encontradas apenas em espécies intimamente relacionadas. Portanto, sistemas que alteram os padrões de transmissão de ácaros de penas oferecem uma oportunidade valiosa de investigação da relação entre transmissão, especificidade, e distribuição geográfica. Aqui entra o chupim (Molothrus bonariensis), uma ave nidoparasita generalista que depende de outras espécies de aves para encubar seus ovos e cuidar de seus ninhegos, o que impede a transferência vertical intraespecífica de ácaros de penas. Não é surpresa que esse sistema ainda não tenha sido estudado, já que o conhecimento sobre ácaros de penas ainda é incipiente na região neotropical. Portanto, aqui investigamos a fauna de ácaros de penas do chupim e de seus hospedeiros potenciais no Brasil. A presente tese se divide em duas partes principais: a primeira parte foca em inventariar ácaros de penas do chupim e busca entender como os ácaros encontrados se relacionam com a especificidade e a transmissão nesse sistema; a segunda parte foca na distribuição geográfica desses ácaros de penas no Brasil, também buscando correlacionar a especificidade. Por múltiplas linhas de evidência (abundância, prevalência, filogenia e cofilogenia) foi possível diferenciar ácaros específicos do chupim de ácaros adquiridos verticalmente de aves por ele parasitadas. Com base nessas diferenças foi possível estimar taxas de transmissão vertical e horizontal nesse sistema. Mesmo sem possuir transmissão vertical de ácaros de penas, o chupim apresentou uma fauna de ácaros específicos diversa, composta por cinco espécies em cinco gêneros. Essa especificidade é mantida por transferências horizontais intraespecíficas, estimadas a serem pelo menos três vezes maiores que do que as taxas de transmissão vertical. Extrapolando para outros sistemas, a transmissão vertical de ácaros de penas, ainda no ninho, é importante para uma primeira aquisição desses simbiontes, porém a transmissão horizontal é provavelmente a principal responsável pela difusão desses ácaros nas populações de seus hospedeiros. Quanto a padrões de distribuição, por análises de modulação geográfica foi possível identificar que a distribuição da fauna de ácaros não específicos no chupim segue padrões de preferências de uso de seus hospedeiros. Foi possível também corroborar a eficiência da transmissão horizontal em manter uniforme a distribuição de seus ácaros específicos. Por fim, são mostrados padrões de distribuição geográfica em ácaros de penas em diferentes populações de hospedeiros de ampla distribuição no Brasil, com potenciais espécies crípticas. Novas espécies de ácaros de penas também foram descritas. As descobertas e novidades aqui trazidas contribuem para um novo entendimento sobre a dispersão e organização de ácaros de penas em seus hospedeiros, comprovando um maior padrão de eficiência de transferências horizontais até então não estimado para o grupo. Os dados também indicam um papel fundamental da especificidade como fator limitante da distribuição geográfica e da colonização de novos hospedeiros por esses simbiontes.

The specificity is a crucial aspect ruling host-symbiont interactions. It is usually linked to the symbiont's transmission potential, adaptation plasticity, and availability of compatible hosts. Despite its importance, specificity is still a complex subject in many host-symbiont systems, especially regarding their potential to emerge into new hosts. Feather mites (Astigmata: Analgoidea and Pterolichoidea) are examples of such highly specific symbionts. Because of their obligatory association and apparent low mobility properties, their transmission occurs by intimate contact between avian hosts, which usually receive their first set of mites through vertical transmission from parents to offspring. This vertical transmission is believed to be a key factor sustaining the high host specificity in feather mites, as many mite species are found solely on closely related hosts. Systems disrupting this transmission pattern offer valuable opportunities to investigate its connections with host specificity and other aspects of feather mite biology, such as geographic distribution. Here enters the shiny cowbird (Molothrus bonariensis), a brood parasitic bird that relies on other passerines to rear their chicks, preventing the usual vertical transmission of feather mites. It is no surprise that this system has never been studied as the knowledge of feather mites in the Neotropical region is still incipient. Therefore, here we investigate the feather mite fauna on the shiny cowbird and their most common hosts in Brazil. The present thesis is divided into two main subjects: a first part focused on recording the feather mites fauna from the shiny cowbird and understanding their relationship with aspects of host specificity and transmission; and a second part focused on the geographic distribution of feather mites in Brazil, also connecting it to host specificity properties. By multiple lines of evidence (abundance, prevalence, phylogenetic, and co-phylogenetic), it was possible to differentiate specific-to-cowbird mites from mites acquired from their foster parents and estimate rates of vertical and horizontal transmission in this system. Even lacking vertical intraspecific transmission, the shiny cowbird presented a diverse feather mite fauna composed of five species in five genera. This specific fauna is only transmitted horizontally, which occurs at a rate three times higher than vertical transmissions. Estimating for other systems, the vertical transmission of feather mites is important for a primary acquisition of these symbionts, while the horizontal transmission is likely the main responsible for the dispersal of these mites on host populations. Regarding their distribution, modularity analyzes identified patterns of distribution for the non-specific mites on shiny cowbirds explained by their preferences in host usage in different regions. It was also possible to corroborate the efficiency of horizontal transmissions in keeping their specific mite fauna evenly distributed in Brazil. Finally, patterns of the geographic distribution of feather mites on different host populations are shown in Brazil, with potential cryptic species. New feather mite species were also described. The novelties in the present work collaborate to understand the dispersion and organization of feather mites on their hosts, acknowledging a higher efficiency of horizontal transmissions than expected in these apparently low mobile symbionts. Our data also reinforce the importance of the host specificity as the limiting factor for the distribution and the colonization of new hosts by feather mites.
Horizontal transfer, geographic distribution and speciation in feather mites in Brazil (Astigmata)
Keywords: Acariformes; Ave; Simbiose; Filogenia; Hospedeiro; Bird; Symbiosis; Phylogeny; Host