A landscape genetics approach to a contact zone of two salamandra salamandra subspecies in southwest Portugal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Ana Catarina Afonso, 1988-
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/5062
Resumo: Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011
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spelling A landscape genetics approach to a contact zone of two salamandra salamandra subspecies in southwest PortugalAnfíbios - PortugalSalamandra - PortugalVariação genéticaMicrosatélitesTese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011The fire salamander (Salamandra salamandra) is distributed in the center and south of Europe and has a high genetic and morphological variability. In Portugal there are two subspe-cies described, S. s. gallaica with a northern and central distribution and S. s crespoi with a more restricted distribution in the south. Defining the geographical boundaries between populations and subspecies is frequent-ly difficult because there are often uncertainties on their distribution limits at putative or proven contact areas. One approach being increasingly used to detect cryptic geographic boundaries between populations is landscape genetics. This is an emerging field that inte-grates population genetics, landscape ecology and spatial statistics and it aims to provide in-formation about the interaction between landscape features and microevolutionary processes. I attempted here to determine the geographic distribution and limits of the two aforemen-tioned subspecies at their putative contact zone in southwest Portugal, using data from mi-crosatellites and the mitochondrial gene cytochrome-b analysed with landscape genetics tools. This approach allowed evaluating if the two subspecies are currently in allopatry and the oc-currence of gene flow between them. Results show that the two subspecies are separated by a narrow barrier that contains the Sado River and imposes a very reduced gene flow, both contemporarily and historically, be-tween them. Currently, the most important feature of this barrier seems to be the area of sandy soil south of the Sado that was part of the riverbed of an extended river in historical times. Although both populations show signs that they have been large for some time, S. s. crespoi seems to have undergone a population expansion around 18,000 years BP.A Salamandra salamandra ou Salamandra-de-pintas-amarelas é um urodelo pertencente à família Salamandridae, com hábitos nocturnos, sedentários e totalmente terrestres, procurando meios aquáticos apenas para se reproduzir. A espécie apresenta uma distribuição restrita no território europeu, ocorrendo nas regiões do centro e sul da Europa e rareando a norte e leste. É uma espécie altamente variável, do ponto de vista genético, morfológico, coloração e modo de reprodução. Estão descritas pelo menos 14 subespécies das quais 10 ocorrem na Península Ibérica ilustrando a importância desta região como refúgio durante os períodos glaciares. A Peninsula Ibérica actuou como um dos refúgios glaciares mais importantes da Europa. Várias evidências genéticas mostraram uma recente subdivisão deste em vários pequenos refúgios, uma vez que diferentes espécies apresentam forte subestrutura genética coincidindo com os diferentes refúgios da Peninsula Ibérica. Steinfartz et al. (2000) utilizou a região controlo do ADN mitocondrial para analisar a diferenciação genética entre populações europeias. Este estudo identificou três linhagens: a linhagem A, correspondendo às subespécies S. s. longirostris, S. s crespoi e S. s. morenica, que será mais basal e terá divergido há cerca de 2 a 4 milhões de anos das restantes linhagens. A linhagem B, com populações do norte de Espanha (S. s. bernardezi) e do sul de Itália (S. s. gigliolii) que sugerem que esta linhagem terá tido uma distribuição mais ampla no passado, e a linhagem C constituída por uma politomia não resolvida das restantes subespécies. Porteriormente García-París et al. (2003) utilizou o gene citocromo-b do ADN mitocondrial, para estudar as zonas de contacto entre subespécies na Península Ibérica com ênfase nas zonas de presença de populações ovovivíparas e vivíparas . Apesar de terem sido utilizadas poucas amostras das subespécies portuguesas, os resultados deste estudo corroboraram a existência de diferenciação entre as subespécies S. s. crespoi e S. s. gallaica. Em Portugal estão descritas duas subespécies, S. s. gallaica Seone, 1884 e S. s crespoi Malkamus, 1983. A primeira apresenta uma distribuição ampla por todo o norte e centro do país correspondendo à linhagem mais recente identificada em Steinfartz et al. (2000), enquanto S. s. crespoi tem distribuição consideravelmente mais restrita, sendo um endemismo do Sudoeste de Portugal e é representativa da linhagem mais ancestral. Os limites das áreas de distribuição das diferentes subespécies de S. salamandra são incertos salientando a necessidade de estudos detalhados a uma escala local para averiguar limites geográficos entre subespecies. Um estudo realizado para avaliar a distribuição de uma subespécie de Salamandra-de-pintas-amarelas no centro de Espanha detectou eventos recentes de contacto secundário com outras subespécies. O delineamento de limites geográficos em populações e subespécies é frequentemente difícil não só devido ao problema da definição dos limites das espécies mas também por não se conhecerem as fronteiras geográficas das mesmas. A detecção de limites genéticos em espécies com distribuição contínua e onde populações discretas não são fácilmente definidas pode contribuir para a compreensão dos processos que determinaram a sua actual distribuição , como por exemplo a existência de barreiras ao fluxo genético. A genética da paisagem tem, recentemente, sido utilizada para a detecção de barreiras geográficas entre populações com distribuição continua. Esta disciplina é uma área de investigação emergente que integra fundamentos da genética populacional, ecologia da paisagem, e estatística espacial na avaliação do efeito das variáveis da paisagem e ambientais na diversidade genética e estrutura populacional. Foram utilizados três métodos baseados em inferência bayesiana, correntemente utilizados em genética da paisagem, para identificar o limite da distribuição geográfica das duas subespécies de salamandra na zona de contacto do Sudoeste de Portugal (S. s. gallaica e S. S. crespoi) através do uso de 10 microssatelites já descrito para a espécies. Os resultados mostraram a separação das duas subespécies por uma barreira com cerca de 20km de extensão que integra o rio Sado e uma área envolvente predominantemente constituída por areias, arenitos e as argilas. Este resultado também foi corroborado utilizando como marcador molecular um fragmento do gene mitocondrial citocromo-b. Porém, para este marcador foi utilizado um menor número de amostras, que foram consideradas representativas da amostragem total utilizada para os microssatelites, minimizando a redundância de se utilizarem amostras de locais próximos. A rede de haplótipos mostrou dois grupos de haplótipos distintos para a subespécie S. s. gallaica na área amostrada apesar de alguns problemas obtidos com os loci de microssatélites utilizados (alelos nulos, desvios ao equilibrio de Hardy-Weinberg), foi possivel avaliar a ocorrência de fluxo genético entre ambas as subespécies. Com base nos resultados dos dois marcadores e de vários programas que avaliam o fluxo genético e identificam indivíduos migrantes, foi possível verificar que actualmente o fluxo entre ambas as subespecies é muito baixo.O fluxo genético reduzido no passado (detectados 3 migrantes pela análise ADN mitocondrial), parece permanecer actualmente (detectados 8 migrantes pelos microssatelites), o que sugere a existência de uma barreira forte e persistente na passagem de migrantes entre as duas populações. Dentro de cada subespécie apenas foi detectada uma população. Com o auxilio dos dois tipos de marcadores moleculares foi possível averiguar que ambas as populações têm apresentado ao longo do tempo um elevado efectivo. Contudo, terá ocorrido uma expansão recente em S. s. crespoi iniciada à cerca de 18,000 anos atrás. Esta data é coincidente com o último máximo glacial sugerindo que após este período a população de S. s. crespoi terá expandido a partir de um refugio no sul. Os vários métodos utilizados para estimar o tempo de divergência das duas populações sugerem que a separação ocorreu no Pleistocénico. O método mais sofisticado, que considera qualquer sinal de fluxo genético durante a datação de uma separação populacional, sugere uma estimativa mais recente de aproximadamente à 210,000 anos. Evidências sugerem este período como quente e húmido, em que terá ocorrido expansão de florestas de Quercus no sudoeste da Ibéria. Para além de na Europa ter ocorrido um período semelhante por volta dos 120,000 de anos atrás, apenas no presente o clima nesta região é tão favorável para a espécie. Um período quente e húmido poderá ter originado uma expansão da rede hidrgráfica do Sado juntamente e de habitat florestal, facilitado a ocorrência de um um maior fluxo genético, que não terá voltado a repetir-se desde então. Assim, com uma abordagem utilizada em genética da paisagem mostrou-se que no Sudoeste de Portugal as subespécies de Salamandra-de-pintas-amarelas estão separadas por uma barreira que integra o rio Sado e uma área envolvente predominantemente constituída por areias e arenitos. Para além disso, há evidências de um fluxo genético histórico e actual muito reduzido, tendo ocorrido um último período de contacto àcerca de 210,000 anos. Os resultados também evidenciam que a subespécie endémica do sudoeste de Portugal terá iniciado uma expansão àcerca de 18,000, após o último máximo glaciar.Rodrigues, Carlos AlbertoCoelho, Maria Manuela, 1954-Repositório da Universidade de LisboaSilva, Ana Catarina Afonso, 1988-2012-01-30T17:55:25Z20112011-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/5062enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T15:46:35Zoai:repositorio.ul.pt:10451/5062Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:30:34.432829Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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