O impacto da presença de sistemas de cromossomos sexuais múltiplos na diferenciação genética: a família Erythrinidae (Teleostei, Characiformes) como modelo
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15759 |
Resumo: | The biodiversity of the Neotropics remains poorly understood, and although allopatry is one of the main factors that promote speciation, chromosomal rearrangements and the evolution of sex chromosomes can also play important roles. Chromosomal rearrangements involving sex chromosomes have the potential to reduce introgression events and facilitate reproductive isolation. Thus, the objective of this work was to analyze the influence of allopatry, chromosomal rearrangements and the presence of multiple sex chromosome systems on the genetic diversification of the Neotropical fish species Hoplias malabaricus and Erythrinus erythrinus through cytogenetic and genomic analyses. We analyzed sympatric and allopatric populations that differ by i) chromosomal characteristics (named karyomorphs), ii) sympatric versus allopatric distributions, and iii) presence and absence of heteromorphic sex chromosomes. Altogether, 10 localities of H. malabaricus were analyzed that presented six distinct karyomorphs and three localities of E. erythrinus with two distinct karyomorphs. The different karyomorphs showed variations both in the number of chromosomes and in the presence or absence of multiple sex chromosome systems. The results indicated that although karyomorphs represent genetically divergent groups, they can be better understood when analyzed in conjunction with their geographic distribution and environmental conditions. The multiple X1X2Y sex chromosome system, present in one of the karyomorphs of both species, was associated with greater interpopulation genetic differentiation compared to the effect of allopatry. For H. malabaricus, the presence of such a multiple system may have contributed to levels of genetic differentiation between karyomorphs A and D in syntopy equivalent to the levels of differentiation of allopatric populations of karyomorph A. In general, the results for both species suggest that the presence of neo sex chromosome systems may have contributed to the emergence and fixation of interpopulational differences, which may have contributed significantly to the emergence and fixation of reproductive isolation. Thus, one of the hypotheses is that the occurrence of chromosomal rearrangements, especially those related to sex chromosomes, may have accelerated the speciation process for these species and amplified the differentiation resulting from allopatry. |
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Souza, Fernando Henrique Santos deCioffi, Marcelo de Bellohttp://lattes.cnpq.br/0242034365085727Perez, Manolo Fernandezhttp://lattes.cnpq.br/0179487334009838http://lattes.cnpq.br/7728795295549195d9a6b01b-2ef2-4b2a-ab1f-c36c602c28ab2022-03-25T23:48:11Z2022-03-25T23:48:11Z2022-02-24SOUZA, Fernando Henrique Santos de. O impacto da presença de sistemas de cromossomos sexuais múltiplos na diferenciação genética: a família Erythrinidae (Teleostei, Characiformes) como modelo. 2022. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15759.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15759The biodiversity of the Neotropics remains poorly understood, and although allopatry is one of the main factors that promote speciation, chromosomal rearrangements and the evolution of sex chromosomes can also play important roles. Chromosomal rearrangements involving sex chromosomes have the potential to reduce introgression events and facilitate reproductive isolation. Thus, the objective of this work was to analyze the influence of allopatry, chromosomal rearrangements and the presence of multiple sex chromosome systems on the genetic diversification of the Neotropical fish species Hoplias malabaricus and Erythrinus erythrinus through cytogenetic and genomic analyses. We analyzed sympatric and allopatric populations that differ by i) chromosomal characteristics (named karyomorphs), ii) sympatric versus allopatric distributions, and iii) presence and absence of heteromorphic sex chromosomes. Altogether, 10 localities of H. malabaricus were analyzed that presented six distinct karyomorphs and three localities of E. erythrinus with two distinct karyomorphs. The different karyomorphs showed variations both in the number of chromosomes and in the presence or absence of multiple sex chromosome systems. The results indicated that although karyomorphs represent genetically divergent groups, they can be better understood when analyzed in conjunction with their geographic distribution and environmental conditions. The multiple X1X2Y sex chromosome system, present in one of the karyomorphs of both species, was associated with greater interpopulation genetic differentiation compared to the effect of allopatry. For H. malabaricus, the presence of such a multiple system may have contributed to levels of genetic differentiation between karyomorphs A and D in syntopy equivalent to the levels of differentiation of allopatric populations of karyomorph A. In general, the results for both species suggest that the presence of neo sex chromosome systems may have contributed to the emergence and fixation of interpopulational differences, which may have contributed significantly to the emergence and fixation of reproductive isolation. Thus, one of the hypotheses is that the occurrence of chromosomal rearrangements, especially those related to sex chromosomes, may have accelerated the speciation process for these species and amplified the differentiation resulting from allopatry.A biodiversidade da região Neotropical ainda permanece pouco compreendida, e, embora a alopatria seja um dos principais fatores que favorecem a especiação, os rearranjos cromossômicos e a presença de cromossomos sexuais heteromórficos também podem desempenhar papéis importantes. Os rearranjos cromossômicos envolvendo cromossomos sexuais tem o potencial de reduzir eventos de introgressão e facilitar o isolamento reprodutivo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi analisar a influência da alopatria, dos rearranjos cromossômicos e da presença de sistemas de cromossomos sexuais múltiplos na diversificação genética das espécies de peixes Neotropicais Hoplias malabaricus e Erythrinus erythrinus por meio de análises citogenéticas e genômicas. Analisamos populações simpátricas e alopátricas que diferem por suas i) características cromossômicas (denominadas cariomorfos), ii) distribuições simpátricas versus alopátricas e iii) presença e ausência de cromossomos sexuais heteromórficos. Ao todo, foram analisadas 10 localidades de H. malabaricus que apresentaram 6 cariomorfos distintos e 3 localidades de E. erythrinus com 2 cariomorfos distintos. Os diferentes cariomorfos apresentaram variações tanto em número de cromossomos, quanto em presença ou ausência de sistemas de cromossomos sexuais simples e múltiplos. Os resultados indicaram que apesar dos cariomorfos representarem grupos geneticamente divergentes, eles podem ser melhor compreendidos quando analisados em conjunto com sua distribuição geográfica e condições ambientais. O sistema de cromossomos sexuais múltiplos X1X2Y, presente em um dos cariomorfos de ambas as espécies, se mostrou associado a uma maior diferenciação genética interpopulacional. Para H. malabaricus, a presença de tal sistema sexual pode ter contribuído para níveis de diferenciação genética entre os cariomorfos A e D em sintopia equivalentes aos níveis de diferenciação de populações alopátricas do cariomorfo A. De maneira geral, os resultados de ambas as espécies sugerem que a presença de sistemas de cromossomos neo-sexuais pode ter contribuído para o surgimento e fixação de diferenças interpopulacionais, que podem ter contribuído de forma relevante para o surgimento e manutenção do isolamento reprodutivo. Desta forma, uma das hipóteses é de que a ocorrência de rearranjos cromossômicas, especialmente os relacionados aos cromossomos sexuais, podem ter contribuído para o processo de especiação para estas espécies e amplificado a diferenciação advinda da alopatriaFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Processo n 2019/25009-7, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDiversidade genéticaPeixesCromossomos sexuaisDArTSeqEvolutionGenetic diversityFishSex chromosomesCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICAO impacto da presença de sistemas de cromossomos sexuais múltiplos na diferenciação genética: a família Erythrinidae (Teleostei, Characiformes) como modeloThe impact of the presence of a multiple sex chromosomes system in the genetic differentiation: Erythrinidade family (Teleostei, Characiforms) as modelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600b27fbb2e-c4ae-4e52-8c47-a2a23d96a662reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertacaoSouzaBCO3_3.pdfDissertacaoSouzaBCO3_3.pdfDissertação de Mestradoapplication/pdf4433548https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/8/DissertacaoSouzaBCO3_3.pdf7cde65deeaebf7a97acdbfb7ddf438a1MD58Carta_comprovante_versao_final.pdfCarta_comprovante_versao_final.pdfCarta Comprovante da Versao Finalapplication/pdf102897https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/1/Carta_comprovante_versao_final.pdfeb7dcc7fa2204e2369fdbad1a62e65ccMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTCarta_comprovante_versao_final.pdf.txtCarta_comprovante_versao_final.pdf.txtExtracted texttext/plain1397https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/6/Carta_comprovante_versao_final.pdf.txtfc970b2216a38736e73b2cfa6b48c7aeMD56DissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.txtDissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.txtExtracted texttext/plain200245https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/9/DissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.txt1d422d62c6716b6da4f707ebffbad904MD59THUMBNAILCarta_comprovante_versao_final.pdf.jpgCarta_comprovante_versao_final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6098https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/7/Carta_comprovante_versao_final.pdf.jpg4c46f80d5f93ea233e4375be37a5dda1MD57DissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.jpgDissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10504https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15759/10/DissertacaoSouzaBCO3_3.pdf.jpg87f07608d8b20d53fbc78e3df6961749MD510ufscar/157592023-09-18 18:32:31.572oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15759Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:31Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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The biodiversity of the Neotropics remains poorly understood, and although allopatry is one of the main factors that promote speciation, chromosomal rearrangements and the evolution of sex chromosomes can also play important roles. Chromosomal rearrangements involving sex chromosomes have the potential to reduce introgression events and facilitate reproductive isolation. Thus, the objective of this work was to analyze the influence of allopatry, chromosomal rearrangements and the presence of multiple sex chromosome systems on the genetic diversification of the Neotropical fish species Hoplias malabaricus and Erythrinus erythrinus through cytogenetic and genomic analyses. We analyzed sympatric and allopatric populations that differ by i) chromosomal characteristics (named karyomorphs), ii) sympatric versus allopatric distributions, and iii) presence and absence of heteromorphic sex chromosomes. Altogether, 10 localities of H. malabaricus were analyzed that presented six distinct karyomorphs and three localities of E. erythrinus with two distinct karyomorphs. The different karyomorphs showed variations both in the number of chromosomes and in the presence or absence of multiple sex chromosome systems. The results indicated that although karyomorphs represent genetically divergent groups, they can be better understood when analyzed in conjunction with their geographic distribution and environmental conditions. The multiple X1X2Y sex chromosome system, present in one of the karyomorphs of both species, was associated with greater interpopulation genetic differentiation compared to the effect of allopatry. For H. malabaricus, the presence of such a multiple system may have contributed to levels of genetic differentiation between karyomorphs A and D in syntopy equivalent to the levels of differentiation of allopatric populations of karyomorph A. In general, the results for both species suggest that the presence of neo sex chromosome systems may have contributed to the emergence and fixation of interpopulational differences, which may have contributed significantly to the emergence and fixation of reproductive isolation. Thus, one of the hypotheses is that the occurrence of chromosomal rearrangements, especially those related to sex chromosomes, may have accelerated the speciation process for these species and amplified the differentiation resulting from allopatry. |
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