Evolução da dieta e da peçonha em Xenodontinae : a importância das histórias individuais

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Zani, André Luis da Silva
• Orientador(a): Fagundes, Nelson Jurandi Rosa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Serpentes; Alimentação animal; Peçonhas
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/254241

Uma questão central na biologia é como a diversidade e a complexidade são geradas e mantidas no mundo vivo. Parte deste desafio está em entender como a complexidade no nível molecular se relaciona com a diversidade no nível ecológico. Serpentes são ótimos modelos de estudo neste caso, uma vez que são predadores ecologicamente diversos cujas peçonhas possuem uma estrutura molecular subjacente bastante complexa. Um estudo recente testou a relação entre a diversidade (taxonômica e filogenética) da dieta e a complexidade da peçonha de um grupo de víboras norte- americanas. Seus resultados mostram que dietas filogeneticamente mais diversas favorecem venenos mais complexos nesses animais. No presente trabalho, nos testamos a mesma relação, mas em um clado ecologicamente muito mais diverso de serpentes, a subfamília Xenodontinae (Dipsadidae). Utilizando registros de predação na literatura e transcriptomas de glândulas de peçonha, nós caracterizamos a composição, reconstruímos a história evolutiva e estimamos a diversidade/complexidade da dieta e peçonha, respectivamente. Com base nesses dados, nós testamos a relação entre diversidade/composição da dieta e complexidade/composição da peçonha, tanto globalmente quanto para famílias gênicas individuais de toxinas. Nossos resultados indicam que, em geral, essas serpentes possuem dietas especializadas, mas ecológica e evolutivamente versáteis, que, em sua maioria, derivam de uma dieta ancestral baseada em anfíbios. Já suas peçonhas são, em linhas gerais, conservadas, tanto estruturalmente quanto filogeneticamente. Nem a diversidade taxonômica nem diversidade filogenética da dieta foram boas preditoras da complexidade da peçonha. Ao invés disso, histórias individuais de linhagens, hábitos de vida e famílias gênicas parecem ser muito mais importantes do que padrões gerais ao explicar sua complexidade. Serpentes que se alimentam majoritariamente de peixes possuem peçonhas extremamente simplificadas, compostas quase que inteiramente de uma única família de toxinas, as lectinas do tipo c. Serpentes especializadas em moluscos também apresentam peçonhas mais simples, mas sem mudanças marcantes na composição das famílias gênicas. Já serpentes que se alimentam de anelídeos possuem uma representação maior de proteínas com potencial neurotóxico. Finalmente, nós detectamos um caso de convergência na composição da peçonha no qual, quatro vezes independentemente, uma mesma família de toxinas substituiu outra. Com base nesses resultados, nós propomos que: (1) Dietas baseadas em anfíbios podem facilitar transições de dieta nesses animais. (2) A simplificação da peçonha em serpentes piscívoras pode estar associada a uma maior neurotoxicidade necessária para capturar presas debaixo d’água. (3) A peçonha mais simples encontrada em espécies malacófagas é o resultado de uma menor pressão seletiva por toxicidade associada ao consumo de presas inofensivas. (4) A potencial neurotoxicidade na peçonha de espécies que se alimentam de anelídeos é uma resposta aos mecanismos de defesa destes animais. (5) A recorrente substituição de uma família de toxinas pela outra é uma resposta à aquisição de resistência por parte das presas. O teste dessas hipóteses ajudará a melhorar consideravelmente nosso conhecimento sobre a evolução das relações tróficas em Xenodontinae.