Genomic evolution of the neotropical species group Drosophila saltans (Diptera: Drosophilidae)

• Autor(a) principal: Prediger, Carolina
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/252990; https://orcid.org/0000-0002-8649-6400
• topic: Discordância filogenômica; Biogeografia histórica; Conflitos citonucleares; Viés na utilização de códons; Evolução de genomas; Incomplete lineage sorting; Phylogenomic discordance; Historical biogeography; Cyto-nuclear conflicts; Codon usage bias; Genome evolution

A região neotropical é conhecida por sua biodiversidade, impulsionada pela vasta gama de ambientes que promoveram a diversificação de espécies. Muitos estudos têm como objetivo descobrir os fatores que contribuem para gerar e manter a biodiversidade, mas há uma notável escassez de pesquisas focadas na evolução de espécies neotropicais. Esta tese se concentra no grupo saltans de Drosophila, que apresenta 23 espécies descritas, classificadas em cinco subgrupos, sendo eles: saltans, sturtevanti, parasaltans, cordata e elliptica. A classificação foi proposta principalmente com base em caracteres da genitália masculina e foi confirmada várias vezes usando outros marcadores, mas as relações entre e dentro de cada subgrupo permanecem incertas. De fato, as espécies do grupo saltans exibem níveis variados de isolamento reprodutivo e um padrão distinto de uso de códons em comparação com outras espécies do subgênero Sophophora. Essas características representam um desafio na decifração da evolução do grupo saltans. Para abordar essa questão, dois aspectos foram focados, as relações filogenéticas dentro do grupo usando dados genômicos e o impacto do viés de uso de códons na inferência filogenética. Na primeira parte, as relações filogenéticas foram reconstruídas usando dados genômicos recém-gerados para 16 espécies. A análise, embora tenha revelado um padrão consistente de relações entre os subgrupos, descobriu alguns conflitos menores entre os autossomos e o cromossomo X, bem como entre os genomas nuclear e mitocondrial. Para quantificar o nível de incongruências genômicas dentro desses grupos, um novo teste chamado 2A2B foi produzido e aplicado. O teste revelou altas taxas de reticulação dentro do grupo saltans e com 3 pontos de maior reticulação, sendo eles dentro dos subgrupos sturtevanti e saltans, bem como no ramo saltans-cordata-elliptica, contudo não foi encontrada evidências de reticulação em todos os subgrupos, caso do subgrupo elliptica. Os padrões de reticulação mostraram correlações exponenciais com taxas de especiação e sobreposição de faixas geográficas ancestrais. A última parte da tese explorou possíveis mudanças nos padrões de uso de códons na família Drosophilidae. Para essa análise, os padrões de uso de códons em 3285 genes de cópia única em 174 genomas foram investigados, com foco no clado saltans-willistoni, vez que analises com poucos genes e um único genoma sugeriam mudança no uso de códons neste clado. A mudança no uso de códons foi confirmada, o que não foi observado em seu clado irmão, Lordiphosa. Notavelmente, ao utilizar o primeiro, segundo ou terceiro nucleotídeo de cada códon em análises filogenéticas, alterações significativas na posição dos ramos foram principalmente evidentes no subgrupo saltans. Em conjunto, esses resultados esclarecem significativamente as relações filogenéticas entre as espécies do grupo saltans e identificaram possíveis fatores históricos e moleculares que influenciaram a diversificação de um clado neotropical importante, mas em grande parte pouco estudado. Essas descobertas aprimoram nossa compreensão de como a biodiversidade evolui na região neotropical e introduzem um novo modelo para avaliar a base genética da especiação tropical.