Diversidade genética no tempo e no espaço : especiação, zonas híbridas e persistência de espécies de plantas em diferentes habitats restritos aos Campos Sulinos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Caballero-Villalobos, Lina Maria
• Orientador(a): Freitas, Loreta Brandão de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Genética populacional; Diversidade vegetal
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/250258

Entender a associação que existe entre os dados moleculares e as forças evolutivas geradas pelo ambiente é um método importante para melhorar a compreensão da dinâmica espacial das espécies e suas histórias evolutivas. A interação entre as espécies e seu ambiente pode gerar diversos padrões demográficos, os quais são observáveis em diferentes escalas espaciais e temporais. O principal objetivo desta tese foi inferir como a dinâmica espaçotemporal, conforme sugerido pelo passado, presente e futuro, contribuiu para a distribuição da diversidade genética, para a estrutura populacional e demográfica de diferentes espécies de plantas da região dos Campos Sulinos no Brasil. Adicionalmente, aprofundamos a investigação da genética populacional de várias plantas dos gêneros Petunia e Calibrachoa (Solanaceae), incluindo a diversidade genética, diferenciação populacional e fluxo gênico. Com o objetivo de fazer uma ampla representação dos processos que modelam a diversidade vegetal dos Campos Sulinos, buscou-se entender processos evolutivos como seleção, fluxo gênico e deriva genética em espécies com histórias e relações ecológicas diferenciadas. Para tanto, foram avaliados marcadores moleculares com diferentes características e abrangência temporal. No primeiro capítulo, através do uso da técnica de genotipagem por sequenciamento (GBS), foram investigados os padrões de diversidade genética, estrutura populacional, fluxo gênico e demografia histórica de duas espécies, P. axillaris e P. exserta, as quais podem hibridar na natureza em uma área restrita do Pampa, Rio Grande do Sul. No segundo capítulo, foram abordadas a genética de populações e a genética de paisagens de oito espécies provenientes de ambientes contrastantes e associadas com habitats restritos aos Campos Sulinos com a finalidade de entender os possíveis efeitos das mudanças climáticas na distribuição, diversidade genética e na estrutura populacional dessas espécies. Neste caso, foram comparadas duas espécies de ampla distribuição geográfica exclusivas dos campos da Planície Costeira do Sul do Brasil, C. heterophylla e P. integrifolia subsp. depauperata, duas espécies raras e micro-endêmicas da região da Serra do Sudeste dentro do Pampa, P. exserta e P. secreta, e quatro espécies raras e micro-endêmicas dos Campos de Cima da Serra, C. eglandulata, C. sendtneriana, C. serrulata e C. sphatulata. Foram obtidas previsões preocupantes sobre o impacto das mudanças climáticas na distribuição, diversidade genética e estrutura populacional das espécies provenientes das diferentes unidades fitogeográficas dos Campos Sulinos. Considerando as rápidas mudanças climáticas atuais, tais evidências 8 podem contribuir de forma significativa para o estabelecimento de estratégias de manejo e conservação de espécies vegetais em geral com base no estabelecimento de projeções e simulações de flutuação na diversidade genética das espécies de petúnias do bioma Pampa e dos Campos de Cima da Serra. No terceiro capítulo, os taxa C. heterophylla e P. integrifolia subsp. depauperata foram usadas como modelos. Estas duas petúnias são ecologicamente semelhantes e co-distribuídas na Planície Costeira do Atlântico Sul (SACP), e foram escolhidas com a finalidade de avaliar os fatores históricos e contemporâneos que contribuem para a divergência e diferenciação genética de plantas nos campos da planície costeira. Para isto, integramos dados publicados de sequências de cloroplasto e microssatélites nucleares com a modelagem de adequabilidade de habitat para investigar o impacto das mudanças climáticas passadas no atual padrão filogeográfico e na genética da paisagem. Além disso, revisamos a literatura científica publicada sobre diversificação e filogeografia de plantas distribuídas preferencialmente em regiões costeiras sul-americanas de forma a identificar fatores históricos e contemporâneos que contribuíram para a divergência e diferenciação genética nestes ecossistemas, integrando a revisão da literatura para as plantas costeiras da América do Sul com os padrões das duas petúnias costeiras. Desta forma, foram ampliadas as perspectivas sobre a dinâmica de expansão-contração da flora da SACP durante o Pleistoceno-Holoceno e sobre a importância da geografia e os fatores climáticos como condutores das relações evolutivas e a diferenciação genética das plantas costeiras. Em conjunto, os tópicos abordados nesta tese permitiram aprofundar os estudos sobre os padrões de distribuição da diversidade genética e da estrutura populacional num contexto espacial-temporal para diferentes biomas da região sul do Brasil, assim como evidenciaram a estreita relação entre variáveis ambientais, padrões ecológicos e história evolutiva de diferentes espécies de petúnias. Os resultados forneceram diversas evidências sobre os processos de especiação e de diversificação nos Campos Sulinos, assim como a urgente necessidade de conservar a biodiversidade desta região considerando as projeções das mudanças na distribuição, diversidade genética e estrutura populacional devidas às mudanças climáticas para as diferentes espécies de petúnias.