Diversidade de maruins (Diptera: Ceratopogonidae) na Amazônia Brasileira e o uso da Taxonomia Integrada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Farias, Emanuelle de Sousa
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/55975
Resumo: Programa de Doutorado em Ciências - Cooperação entre o Instituto Oswaldo Cruz (IOC) e o Instituto de Pesquisa Leônidas e Maria Deane (ILMD)
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spelling Farias, Emanuelle de SousaPESSOA, Felipe Arley C2022-12-15T16:46:56Z2022-12-15T16:46:56Z2021FARIAS, Emanuelle de Sousa. Diversidade de maruins (Diptera: Ceratopogonidae) na Amazônia Brasileira e o uso da Taxonomia Integrada. 2021. 273 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Saúde) - Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Manaus, 2021.https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/55975Programa de Doutorado em Ciências - Cooperação entre o Instituto Oswaldo Cruz (IOC) e o Instituto de Pesquisa Leônidas e Maria Deane (ILMD)A família Ceratopogonidae pertencem aos clados Diptera, Culicomorpha e /Chironomoidea, é grupo irmão de Chironomidae. Espécies dessa família ocorrem em praticamente todas as áreas terrestres do planeta. Os adultos de ceratopogonídeos neotropicais podem ser encontrados desde áreas litorâneas, até em altitudes elevadas. Os imaturos podem ser encontrados em ambientes aquáticos, subaquáticos e algumas espécies são terrestres. Os machos e fêmeas, alimentam-se de néctar de plantas. Numerosas espécies de Leptoconops e Culicoides são pragas de humanos e animais, com maioria das espécies hematófagas, tendo picadas irritantes e transmitindo uma grande variedade de vírus, protozoários e nematoides, incluindo algumas doenças importante como: Vírus do Oropouche e Vírus da Língua Azul por Culicoides e mansonelose por Culicoides e Leptoconops. Os machos e as fêmeas de muitos Atrichopogon adultos alimentam-se de néctar, fornecendo assim, importante serviço para o ecossistema, provavelmente são polinizadores de inúmeras outra planta na América tropical, possivelmente incluindo manga (Mangifera indica) e várias palmeiras, além disso, a sucção de hemolinfa de grandes insetos sugere a possibilidade de que eles possam estar envolvidos na transmissão de vírus de um inseto hospedeiro para outro, principalmente entre as lagartas. A sistemática dos três gêneros identificados nesse estudo, Atrichopogon, Culicoides e Leptoconops, baseiam-se principalmente em caracteres morfológicos, que algumas vezes, encontram dificuldades como identificação de espécies crípticas ou em espécies que apresentam plasticidade fenotípica, dificultando a identificação destas a nível específico. Estudos de taxonomia integrada que agregam caracteres morfológicos, morfométricos e genéticos, em diversas famílias de dípteros, inclusive vetores, têm sido importantes para elucidar diversidade biológica oculta. A Morfometria Geométrica-MG é uma ferramenta que corrobora os suportes moleculares para diferenciação de espécies, bem como, espécies crípticas e estudo de população. Outro benefício da MG é que, por meio da análise de regressão multivariada, o efeito alométrico (resíduo) pode ser facilmente removido das análises de formas, tornando possível comparar formas com interferência mínima de tamanhos diferentes. Estudos moleculares têm gerado conhecimento e tem sido uma ferramenta muito importante, aumentando a capacidade de identificar espécies e caracterizar a biodiversidade, bem como, avaliar a variabilidade genética inter e intrapopulacional de diversos organismos relacionando com a distribuição das espécies em habitats locais, ecossistemas, paisagens, continentes e outros. Ferramentas moleculares utilizadas para mostrar variação genética são algumas vezes, mais eficientes na discriminação de subdivisões populacionais intraespecíficos do que a biometria morfológica tradicional. A correta identificação de um inseto de interesse ecológico/econômico/epidemiológico é premissa básica para a solução de qualquer problema entomológico. O objetivo desse estudo foi ampliar o conhecimento sobre a biodiversidade de gêneros representativos das três subfamílias de maruins, coletadas em regiões distintas na Amazônia, por meios de taxonomia tradicional e integrada. Os espécimes foram montados entre lâmina/lamínula em método fenol-bálsamo, identificados a nível de espécie, através de observações por microscopia óptica, seguindo as chaves de identificação, artigos com descrição de espécies e comparação com espécies depositadas na coleção de Ceratopogonidae do Instituto Oswaldo Cruz. Na taxonomia integrada, feita para os gêneros Leptoconops e Culicoides, usou-se a MG e também a ferramenta molecular DNA Barcode. O estudo faunístico realizado em 12 municípios em cinco estados da Amazônia brasileira registrou espécie anteriormente desconhecido no estado do Amazonas (C. amazonicus, C. forattinii, C. jurutiensis, C. lyrinotatus), no estado do Pará (C. rhombus e C. kuripako) e Maranhão (L. brasiliensis). A diversidades do grupo de espécies com asas manchadas do gênero Atrichopogon, aumentou para 15 espécies, com o achado de três novas espécies: A. janseni sp nov.; A. riopardensis sp nov.; e A. sergioluzi sp nov. Foi achado um novo registro de espécie do gênero Cuicoides para o Brasil (C. macrostigma) e descrito os machos das espécies C. jurutiensis e C. plaumanni. Em Leptoconops, os machos não descritos de L. brasiliensis foi coletado no Município de Marapanim e descrito neste trabalho, assim como, a fêmea redescrita. Os vetores, C. paraensis foi encontrado principalmente em peridomicílios, área urbana e rural e C. insignis em peridomicílios próximos a currais, área rural. Aqui, revisamos a distribuição das 40 espécies de ceratopogonídeos para a Amazônia brasileira. Na taxonomia integrativa comparando populações de Leptoconops: a MG comparada as três populações de L. brasiliensis apontou que as populações Humaitá e Itaituba como as mais semelhantes e a população de Marapanim como as mais divergentes em relação as outras duas, sendo que as análises de componente principal mostram que populações de L. brasiliensis de Humaitá e Itaituba se sobrepõem, em parte, no morfoespaço; na análise de distância genética feitas com DNA Barcode foram congruentes com os resultados de MG, de asa, para as populações de Leptoconops brasiliensis de Itaituba e Marapanim, onde a AVC formou um claro agrupamento, e a distância genética entre as duas populações foi de aproximadamente 6%. As populações de Itaituba e Marapanim estão distantes geneticamente da amostra do Acre (aproximadamente 18%). Um número maior de amostras sequenciadas e uso de outros marcadores moleculares poderão contribuir e esclarecer a existência de espécies crípticas nas populações estudadas, e confirmar a presença de novas espécies, como consequência de processos como dispersão e/ou vicariância, surgidos pelas distâncias geográficas. Os L. brasiliensis de Humaitá e Itaituba foram coletados próximos a grandes rios como rio Madeira e rio Tapajós, respectivamente. Esses rios, entre vários outros, contribuíram para a formação do eixo Solimões Amazonas, tornando-o o maior rio em extensão e volume de água do planeta. A única sequência de L. brasiliensis do Acre, é proveniente do rio Acre. A população L. brasiliensis de Marapanim foi coletado em área costeira, banhada pelo oceano atlântico Em Culicoides: as análises filogenéticas por Neighbor-Joining e Máxima Verossimilhança mostraram-se igualmente eficazes para a diferenciação das 12 espécies de maruins amazônicos, revelando valores de bootstrap para os clados entre 80-100%; a árvore filogenética baseada em Neighbor-Joining obteve 100% de suporte para todos os clados, demonstrando uma maior eficácia deste método perante as espécies analisadas. O resultado obtido a partir da reconstrução filogenética por Neighbor-Joining e Máxima Verossimilhança foi reforçado pela morfometria geométrica de asas realizada nessas espécies, sugerindo divergência entre estes grupos de maruins amazônicos avaliados neste estudoThe Ceratopogonidae family belongs to the Diptera, Culicomorpha and /Chironomoidea clades, it is a sister group of Chironomidae. Species of this family occur in practically all terrestrial areas of the planet. Adults of neotropical Ceratopogonidae can be found from coastal areas to high altitudes. Immatures can be found in aquatic environments, underwater and some species are terrestrial. Both males and females feed on plant nectar. Numerous species of Leptoconops Skuse and Culicoides Latreille are pests of humans and animals, with most species hematophagous, having irritating bites and transmitting a wide variety of viruses, protozoa and nematodes, including some important diseases such as: Oropouche Virus and Bluetongue Virus by Culicoides and mansonellosis by Culicoides and Leptoconops. The males and females of many adult Atrichopogon feed on nectar, thus providing an important ecosystem service. They are likely to be pollinators of numerous other plants in tropical America, possibly including mango (Mangifera indica) and several palms, in addition to the hemolymph suction from large insects suggests the possibility that they may be involved in the transmission of viruses from one host insect to another, particularly among caterpillars. The systematics of the three genera identified in this study, Atrichopogon, Culicoides and Leptoconops, are based mainly on morphological characters, which sometimes encounter difficulties such as identifying cryptic species or species that present phenotypic plasticity, making it difficult to identify them at a specific level. Integrated taxonomy studies that aggregate morphological, morphometric and genetic characters in several Diptera families, including vectors, have been important to elucidate hidden biological diversity. Geometrical Morphometry-MG is a tool that supports the molecular supports for differentiating species, as well as cryptic species and population studies. Another benefit of MG is that, through multivariate regression analysis, the allometric effect (residue) can be easily removed from shape analyses, making it possible to compare minimally interfering shapes of different sizes. Molecular studies have generated knowledge and have been a very important tool, increasing the ability to identify species and characterize biodiversity, as well as to assess the inter and intrapopulation genetic variability of various organisms relating to the distribution of species in local habitats, ecosystems, landscapes, continents and others. Molecular techniques used to show genetic variation are sometimes more efficient in discriminating intraspecific population subdivisions than traditional morphological biometrics. The correct identification of an insect of ecological/economic/epidemiological interest is a basic premise for the solution of any entomological problem. The aim of this study was to increase knowledge about the biodiversity of genera representative of the three subfamilies of maruins, collected in different regions of the Amazon, through traditional and integrated taxonomy. The specimens were mounted between slide/coverslip in a phenol-balsam method, identified at the species level, through optical microscopy observations, following the identification keys, articles with species description and comparison with species deposited in the Ceratopogonidae collection of the Instituto Oswaldo Cross. In the integrated taxonomy, made for the Leptoconops and Culicoides genera, MG and the DNA Barcode molecular tool were used. The faunal study carried out in 12 municipalities in five states of the Brazilian Amazon recorded a previously unknown species in the state of Amazonas (C. amazonicus, C. forattinii, C. jurutiensis and C. lyrinotatus), in the state of Pará (C. rhombus and C. kuripako) and Maranhão (L. brasiliensis). The diversities of the group of spotted wing species of the genus Atrichopogon increased to 15 species, with the finding of three new species: A. janseni sp nov.; A. riopardensis sp nov.; and A. sergioluzi sp nov. A new species record of the genus Cuicoides for Brazil (C. macrostigma) was found and males of the species C. jurutiensis and C. plaumanni were described. In Leptoconops, the undescribed males of L. brasiliensis were collected in the municipality of Marapanim and described in this work, as well as the redescribed female. The vectors, C. paraensis was found mainly in peridomiciles, urban and rural areas and C. insignis in peridomiciles close to corrals, rural areas. Here, we review the distribution of 40 species of ceratopogonids for the Brazilian Amazon. In the integrative taxonomy comparing Leptoconops populations: the MG compared the three L. brasiliensis populations pointed out that the Humaitá and Itaituba populations as the most similar and the Marapanim population as the most divergent compared to the other two. main show that L. brasiliensis populations from Humaitá and Itaituba overlap, in part, in morphospace; in the genetic distance analysis performed with DNA Barcode were congruent with the results of MG, wing, for the populations of Leptoconops brasiliensis from Itaituba and Marapanim, where the CVA formed a clear cluster, and the genetic distance between the two populations was approximately 6%. The populations of Itaituba and Marapanim are genetically distant from the Acre sample (approximately 18%). A larger number of sequenced samples and the use of other molecular markers may contribute and clarify the existence of cryptic species in the populations studied, and confirm the presence of new species, as a consequence of processes such as dispersion and/or vicariance, arising from geographical distances. The L. brasiliensis from Humaitá and Itaituba were collected near large rivers such as rio Madeira and rio Tapajós, respectively. These rivers, among many others, contributed to the formation of the Solimões-Amazonas axis, making it the largest river in terms of extension and volume of water on the planet. The only sequence of L. brasiliensis from Acre comes from the Acre river. The L. brasiliensis population of Marapanim was collected in a coastal area, bathed by the Atlantic Ocean. In Culicoides: phylogenetic analyzes by Neighbor-Joining and Maximum Likelihood proved to be equally effective for differentiating the 12 species of Amazonian maruins, revealing bootstrap values for clades between 80-100%; the phylogenetic tree based on Neighbor-Joining obtained 100% support for all clades, demonstrating a greater effectiveness of this method against the analyzed species. The result obtained from the phylogenetic reconstruction by Neighbor-Joining and Maximum Likelihood was reinforced by the geometric morphometry of wings performed in these species, suggesting divergence between these groups of Amazonian maruins evaluated in this studyFundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.porCulicomorphaCulicoidesLeptoconopsAtrichopogonCulicomorphaCulicoidesLeptoconopsAtrichopogonCulicomorfosCulicidaeCeratopogonidaeClassificaçãoDiversidade de maruins (Diptera: Ceratopogonidae) na Amazônia Brasileira e o uso da Taxonomia Integradainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis2021Instituto Oswaldo CruzFundação Oswaldo CruzManausPrograma de Pós-Graduação em Biodiversidade e Saúdeinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txttext/plain1748https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/55975/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALemanuelle_farias_ioc_dout_2021.pdfapplication/pdf11533765https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/55975/2/emanuelle_farias_ioc_dout_2021.pdf726c90154566eaed361f69e2bb1f3b86MD52icict/559752022-12-15 13:46:57.189oai:www.arca.fiocruz.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352022-12-15T16:46:57Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
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