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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Francisco Humberto Dal Vechio Filho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Rodrigues, Miguel Trefaut Urbano (President)
Curcio, Felipe Franco
Nihei, Silvio Shigueo
Passos, Paulo Gustavo Homem
Title in Portuguese
Filogenia e revisão sistemática das espécies de Bothrops do grupo jararacussu (Serpentes, Crotalinae), com teste de hipóteses biogeográficas para a existência de contato florestal pretérito Amazônia-Mata Atlântica
Keywords in Portuguese
Biogeografia
Demografia histórica
Filogeografia
Refúgios florestais
Taxonomia
Abstract in Portuguese
O contato pretérito Amazônia-Mata Atlântica vem sendo recorrentemente citado na literatura para diversos grupos da fauna Neotropical e teria ocorrido por diferentes rotas geográficas e períodos temporais. Segundo esta hipótese, em períodos quentes e úmidos as florestas se expandiram provocando retração/fragmentação das áreas abertas, ao passo que em períodos frios e secos, o inverso ocorreria. Assim, utilizando-se de crotalíneos como modelo, esta tese pretende: (1) testar o pretérito contato Amazônia-Mata Atlântica, assim como o tempo de separação entre as linhagens relictuais nesses ambientes florestados, elucidando a história demográfica das espécies de Bothrops do grupo jararacuçu, do grupo atrox e de B. bilineatus; (2) paralelamente Crotalus durissus, espécie associada à diagonal de áreas abertas da América do Sul (Caatinga, Cerrado e Chaco), foi utilizada para testar a ocorrência de expansão desses ambientes, o que levaria a quebra da hipotetizada ponte florestada Amazônia-Mata Atlântica. Através de dataset multi-locus sob Inferência Bayesiana (quatro genes mitocondriais e cinco nucleares) foram testadas as relações filogenéticas e filogeográficas entre as amostras em Bothrops e Crotalus. Cenários históricos alternativos foram testados com base em simulações coalescentes e ABC (approximate Bayesian computation). Adicionalmente, foi empregado teste de delimitação de linhagens evolutivas para o reconhecimento da diversidade, a nível de espécie, em cada grupo estudado, usando a implementação Bayesiana do algoritimo Generalized Mixed Yule-Coalescent. Os resultados filogenéticos e análises de delimitação de espécies indicam diversidade críptica para os grupos jararacussu, atrox e taeniatus. Os testes de cenários históricos sugerem (1) múltiplas conexões florestais Amazônia-Mata Atlântica nos últimos 2.5 milhões de anos, com intercâmbio faunístico em ambas as direções e (2) expansão das áreas abertas do Cerrado e Caatinga em sincronia temporal com perda de conectividade florestal Amazônia-Mata Atlântica durante o Pleistoceno tardio (3) que a formação e estabilização do Rio Amazonas teve influência na diversificação do grupo jararacuçu, gerando diversidade. Os resultados trazem informações sobre o dinamismo histórico das paisagens florestadas e abertas no Neotrópico ao longo do tempo, assim como o papel dos rios amazônicos na diversificação da fauna. Adicionalmente, os resultados apontam para instabilidade taxonômica e diversidade críptica em diversos grupos em Bothrops e em Crotalus durissus, revelando a necessidade do aprofundamento sistemático para essas serpentes venenosas de importância médica
Title in English
Phylogeny and systematics of jararacussu species group of Bothrops (Serpentes, Crotalinae), with test of biogeographic hypothesis to the past connection Amazonia-Atlantic Forest
Keywords in English
Biogeography
Historical demography
Phylogeography
Rainforest refugia
Abstract in English
The hypotetized historical contact Amazon-Atlantic Forest has been recurrently cited in the literature for several groups of Neotropical fauna and would have occurred by different geographic routes and time periods. According to this hypothesis, in hot and humid periods the forests expanded causing retraction / fragmentation of the open areas, while in cold and dry periods, the reverse would occur. Thus, by using Neotropical pit vipers as a model, this thesis aims to: (1) test the historical forest contact Amazon-Atlantic Forest, as well as the time of separation between relict lineages in these forested environments, elucidating the demographic history of Bothrops species from jararacussu group, atrox group and B. bilineatus; (2) Crotalus durissus, a species associated with the diagonal of open areas of South America (Caatinga, Cerrado and Chaco), was used in parallel to test the occurrence of expansion of these environments, which would lead to the breakage of the hypothetical Amazon-Atlantic Forest forested bridge. Phylogenetic and phylogeographic relationships between samples of Bothrops and Crotalus were tested through a multi-locus dataset (four mitochondrial genes and five nuclear) under Bayesian Inference. Alternative historical scenarios were tested based on coalescent simulations and ABC (approximate Bayesian computation). In addition, was inferred independently evolving lineages to recognized species diversity in each group studied, using Bayesian implementation of the molecular species delimitation algorithm Generalized Mixed Yule-Coalescent. Phylogenetic results and analyzes of species delimitation indicate cryptic diversity for the groups jararacussu, atrox and taeniatus. The tests of historical scenarios suggest (1) multiple Amazon-Atlantic Forest forest connections in the last 2.5 million years, with faunal exchange in both directions and (2) expansion of the open areas of the Cerrado and Caatinga in temporal synchrony with loss of forest bridge Amazon-Atlantic Forest during late Pleistocene (3) that the formation and stabilization of the Amazon River influenced the diversification of the jararacussu group, generating diversity. The results provide information on the historical dynamism of forested and open landscapes in the Neotropics over time, as well as the role of Amazonian rivers in the diversification of fauna. Moreover, the results point to taxonomic instability and cryptic diversity in several groups within Brothrops and Crotalus durissus, revealing the need for systematic deepening for these medically important venemous snakes
 
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Release Date
2021-07-22
Publishing Date
2019-08-14
 
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