Identificação molecular e relações filogenéticas da família Callichthyidae (Actinopterygii : Siluriformes)
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Data
2022-02-04
Autores
Dias, Angelica Corrêa
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Callichthyidae é uma das maiores famílias de Siluriformes, endêmica da região Neotropical, com mais de 220 espécies distribuídas em duas subfamílias, Callichthyinae e Corydoradinae. Os calictídeos exibem uma ampla gama de especializações genéticas, morfológicas, fisiológicas e ecológicas, habitando os mais variados ecossistemas e adotando diferentes estratégias de vida. A grande diversidade da família proporciona material para estudos de questões fundamentais em evolução e ecologia. As relações filogenéticas de Callichthyidae vêm sendo alvo de alguns estudos sistemáticos há alguns anos, propostos com base em caracteres morfológicos e moleculares. Entretanto, diversas dúvidas ainda persistem devido ao número de caracteres utilizados na formulação das árvores em estudos morfológicos e ao baixo suporte estatístico dos ramos em estudos moleculares. O presente estudo foi desenvolvido no Laboratório de Biologia e Genética de Peixes (LBP), e teve por objetivo principal testar as relações filogenéticas de Callichthyidae, e os processos evolutivos responsáveis pela grande diversidade de espécies dessa família. Para isso, realizamos inicialmente uma delimitação molecular das espécies de ambas as subfamílias e, subsequentemente, a filogenia. Para a identificação molecular construímos um banco de dados de DNA barcode com mais de 1000 sequências do gene mitocondrial citocromo c oxidase subunidade I (COI) representando ambas as subfamílias. Nossas análises filogenéticas abrangeram mais de 60% da família, através da análise de 188 espécies e 2.536 loci através de dados de elementos ultraconservados (UCEs). Os resultados das identificações moleculares reconheceram uma diversidade antes subestimada para algumas linhagens, que deverão contribuir para ampliação do conhecimento sobre diversidade, filogenia e os processos evolutivos envolvidos na diversificação das espécies de Callichthyidae. As relações observadas com os resultados das análises filogenéticas são, de várias maneiras, diferentes das hipóteses morfológicas e moleculares previstas na literatura. Os resultados apoiam fortemente a existência de oito grupos monofiléticos dentro de Corydoradinae, que devem ser tratados como gêneros independentes. Com isso, nós propomos uma nova hipótese de relacionamento entre os gêneros, permitindo um reconhecimento de todas as linhagens monofiléticas, representando um passo importante para melhor delimitar e reconhecer a diversidade de espécies em Callichthyidae, a fim de lançar luz sobre futuras investigações taxonômicas e biogeográficas, e esclarecer a fascinante historia evolutiva desses animais.
Callichthyidae is one of the largest families of Siluriformes, endemic to the Neotropical region, with more than 220 species distributed in two subfamilies, Callichthyinae and Corydoradinae. Callitids exhibit a wide range of genetic, morphological, physiological and ecological specializations, inhabiting the most varied ecosystems and adopting different life strategies. The high diversity of the family provides material for studying fundamental issues in Evolution and Ecology. The phylogenetic relationships of Callichthyidae have been the subject of some systematic studies for some years, proposed based on morphological and molecular characters. However, several doubts still persist due to the number of characters used in the formulation of trees in morphological studies and the low statistical support of branches in molecular studies. The present study was carried out at the Laboratório de Biologia e Genética de Peixes (LBP), and its main objective was to test the phylogenetic relationships of Callichthyidae, and the evolutionary processes responsible for the great diversity of species in this family. For this, we initially performed a molecular delimitation of the species of both subfamilies and, subsequently, the phylogeny. For molecular identification we constructed a DNA barcode database with more than 1000 sequences of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene representing both subfamilies. Our phylogenetic analyzes covered more than 60% of the family, through the analysis of 188 species and 2,536 loci through ultra-conserved element data (ECUs). The results of the molecular identifications recognized a previously underestimated diversity for some lineages, which should contribute to the expansion of knowledge about diversity, phylogeny and the evolutionary processes involved in the diversification of Callichthyidae species. The relationships observed with the results of phylogenetic analyzes are, in many ways, different from the morphological and molecular hypotheses predicted in the literature. The results strongly support the existence of eight monophyletic groups within Corydoradinae, which should be treated as independent genera. We propose a new hypothesis of relationship between genera, allowing recognition of all monophyletic lineages, representing an important step to better delimit and recognize the species diversity in Callichthyidae, in order to shed light on future taxonomic and biogeographic investigations, and to clarify the fascinating evolutionary history of these animals.
Callichthyidae is one of the largest families of Siluriformes, endemic to the Neotropical region, with more than 220 species distributed in two subfamilies, Callichthyinae and Corydoradinae. Callitids exhibit a wide range of genetic, morphological, physiological and ecological specializations, inhabiting the most varied ecosystems and adopting different life strategies. The high diversity of the family provides material for studying fundamental issues in Evolution and Ecology. The phylogenetic relationships of Callichthyidae have been the subject of some systematic studies for some years, proposed based on morphological and molecular characters. However, several doubts still persist due to the number of characters used in the formulation of trees in morphological studies and the low statistical support of branches in molecular studies. The present study was carried out at the Laboratório de Biologia e Genética de Peixes (LBP), and its main objective was to test the phylogenetic relationships of Callichthyidae, and the evolutionary processes responsible for the great diversity of species in this family. For this, we initially performed a molecular delimitation of the species of both subfamilies and, subsequently, the phylogeny. For molecular identification we constructed a DNA barcode database with more than 1000 sequences of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene representing both subfamilies. Our phylogenetic analyzes covered more than 60% of the family, through the analysis of 188 species and 2,536 loci through ultra-conserved element data (ECUs). The results of the molecular identifications recognized a previously underestimated diversity for some lineages, which should contribute to the expansion of knowledge about diversity, phylogeny and the evolutionary processes involved in the diversification of Callichthyidae species. The relationships observed with the results of phylogenetic analyzes are, in many ways, different from the morphological and molecular hypotheses predicted in the literature. The results strongly support the existence of eight monophyletic groups within Corydoradinae, which should be treated as independent genera. We propose a new hypothesis of relationship between genera, allowing recognition of all monophyletic lineages, representing an important step to better delimit and recognize the species diversity in Callichthyidae, in order to shed light on future taxonomic and biogeographic investigations, and to clarify the fascinating evolutionary history of these animals.
Descrição
Palavras-chave
DNA Barcoding, Biodiversidade, UCE, Sistemática, Taxonomia, Peixe - Classificação, Callichthyidae, Código de Barras de DNA Taxonômico