Paula García-Novo
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CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE FILOGENÉTICA DE ESPÉCIES DOS GÊNEROS Anurogryllus, Urogryllus e Paranurogryllus (ORTHOPTERA, GRYLLIDAE). MORFOLOGIA, CITOGENÉTICA, ACÚSTICA, DNA MITOCONDRIAL. PAULA GARCÍA-NOVO Tese apresentada ao Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista “Julho de Mesquita Filho”, Campus de Rio Claro, para a obtenção do título de Doutor em Ciências Biológicas (Área de Concentração: Zoologia). RIO CLARO Estado de São Paulo - Brasil Julho de 2004 CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE FILOGENÉTICA DE ESPÉCIES DOS GÊNEROS Anurogryllus, Urogryllus e Paranurogryllus (ORTHOPTERA, GRYLLIDAE). MORFOLOGIA, CITOGENÉTICA, ACÚSTICA, DNA MITOCONDRIAL. PAULA GARCÍA-NOVO Orientador: Prof. Dr. ODAIR CORREA BUENO Co-Orientador: Prof. Dr. VANDERLEI G. MARTINS Tese apresentada ao Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, Câmpus de Rio Claro,, para obtenção do título de Doutor em Ciências Biológicas (Área de Concentração: Zoologia). RIO CLARO Estado de São Paulo - Brasil Julho de 2004 595.704 Mesa, Paula Cecília Garcia Novo M578c Caracterização e análise filogenética de espécies dos gêneros Anurogryllys, Urogryllus e Paranurogryllus (Orthoptera, Gryllidae) : morfologia, citogenética, acústica, DNA mitocondrial / Paula Cecília Garcia Novo Mesa. – Rio Claro : [s.n.], 2004 111 f. : 22 il., gráfs., tabs., fots., mapas Tese (Doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Rio Claro Orientador: Odair Correa Bueno Co-orientador: Vanderlei Geraldo Martins 1. Inseto - Morfologia. 2. Inseto – Taxonomia. 3. Som de chamado. 4. Citocromo. 5. Grilo. I. Título Ficha Catalográfica elaborada pela STATI – Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP i XXIX Caminante, son tus huellas el camino, y nada más; caminante, no hay camino, se hace camino al andar. Al andar se hace camino, y al volver la vista atrás se ve la senda que nunca se ha de volver a pisar. Caminante, no hay camino, sino estelas en la mar. Proverbios y cantares Antonio Machado España (1875-1939) ii Agradecimentos Ao Dr Odair Correa Bueno, por ter feito possível o desenvolvimento deste trabalho, através do espaço que abriu para mim ao aceitar-me sob sua orientação. Ao Dr. Vanderlei G. Martins, que me introduziu no mundo da genética molecular e me conduziu passo a passo no laboratório, pacientemente. Ao Dr. Maurício Bacci Jr que generosamente permitiu o uso dos equipamentos e reagentes do laboratório de genética molecular. Ao Dr. Thomas J. Walker, que atendeu várias consultas e criou em laboratório os exemplares de Anurogryllus arboreus aqui estudados. Ao Dr Jeng-Tze Yang, por ter cedido gentilmente exemplares de Brachytrupes portentosus. Ao Centro de Estudos de Insetos Sociais pelas facilidades para o uso das instalações e equipamentos dos laboratórios À CNPq pela bolsa e o apoio proporcionado a este trabalho através da taxa de bancada. Aos colegas Akio Ronaldo Miyoshi e Cauré B. Portugal, que acompanharam coletas e me facilitaram exemplares por eles coletados. Às generosas colegas do laboratório que me auxiliaram inúmeras vezes: Ana Carla, Elissena, Carla Carolina, Aline e Sofia À Secretária do CEIS, Nessis, pela disposição em nos atender muito gentilmente sempre que necessário. iii Aos proprietários da Fazenda Capricórnio, especialmente ao Sr. Carlos Antonio, que nos permitiram realizar várias coletas no local. Às bibliotecárias Silvia e Márcia pela revisão das Referências Bibliográficas e elaboração da ficha catalográfica. A todos que, de uma forma ou outra, colaboraram para tornar possível a conclusão deste trabalho. iv E um agradecimento especial a meu marido, Alejo Mesa, que me regalou a experiência incomparável da maternidade e que fez possível, querendo e sem querer, sabendo e sem saber, que eu seja hoje uma pessoa feliz. v ÍNDICE Página I-RESUMO...................................................................................................................... 1 II-ABSTRACT................................................................................................................ 3 III-INTRODUÇÃO GERAL......................................................................................... 5 1-A importância da bioacústica........................................................................................ 6 2-O estudo dos cariótipos................................................................................................. 7 3-O gênero Anurogryllus.................................................................................................. 7 4-As seqüências de DNA mitocondrial e a análise filogenética....................................... 9 5-Algumas considerações sobre o conceito de espécie.................................................... 9 IV-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................. 12 1-Situação taxonômica de Anurogryllus, Urogryllus, Paranurogrylluse Brachytrupes.. 12 2. Morfologia, bioacústica e citogenética........................................................................ 13 3. Análise filogenética...................................................................................................... 14 V-REFERÊNCIAS.......................................................................................................... 16 VI-ARTIGO1- Genitalia, acoustic and chromosomes of Urogryllus toledopizai 23 (Orthoptera, Gryllidae)…………………………………………………………………. VII-ARTIGO 2- Six new Species of the Cricket Genus Anurogryllus.(Orthoptera, 38 Gryllidae): Morphology and Bioacustic. ………………………………………………. VIII-ARTIGO 3-Citogenética de espécies de Anurogryllus: possibilidades e 71 dificuldades do seu uso na taxonomia.............................................................................. IX-ARTIGO 4- Análise filogenética de espécies de Anurogryllus (De Geer) 91 (Orthoptera, Gryllidae) inferida a partir de dados morfológicos, bioacústicos e moleculares...................................................................................................................... X- CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................... 109 1 I-RESUMO Foram estudadas espécies de grilos do gênero Anurogryllus, através de análises morfológicas, bioacústicas, citogenéticas e moleculares. Usando os mesmos métodos, Urogryllus toledopizai, Paranurogryllus capricórnio e Brachytrupes portentosus foram estudadas e incluídas como grupos externos na análise filogenética. Entre as populações de Anurogryllus foi detectada a ocorrência de seis espécies novas que são descritas taxonomicamente. As semelhanças morfológicas entre as espécies estudadas no gênero fazem necessário o emprego de outras fontes de informação na descrição das novas espécies. Nestes casos, foram utilizados outros caracteres disponíveis. Assim, apresenta-se uma chave de identificação para dez espécies do gênero, a partir de dados morfológicos e bioacústicos. Análises citogenéticas mostraram que é possível determinar um cariótipo básico entre as espécies estudadas com 2n=23,X0 nos machos com todos os autossomos acrocêntricos e diferença gradual de tamanho. Esse cariótipo está presente em A. timidus e A.arboreus. Em cinco espécies, A. magnobadius, A. polymorphus, A. marimontanus, A. flavus, e A. muticus, foram encontrados rearranjos interpretados como sendo fusões cêntricas, presentes até em número de três na mesma população, em estado hetermórfico. Este fato promove um alto grau de polimorfismo intraespecífico, o que dificulta a 2 discriminação específica, a partir dos cariótipos. Essa dificuldade se agrava pela impossibilidade de determinar quais são os pares do cariótipo básico que participam de cada rearranjo. Em A. walkeri, no entanto, um cariótipo muito singular para o gênero foi encontrado, com 2n=12, XX e 2n=13,XX nas fêmeas, sendo a variação no número de autossomos provocada pela ocorrência de um rearranjo em estado heteromórfico. O número de braços autossômicos, que em todas as demais espécies é de 22, caiu nesta para 18, indicando que outros tipos de rearranjos ocorreram neste caso e não apenas fusões cêntricas. A análise filogenética realizada a partir de dados morfológicos, bioacústicos e moleculares resultou em uma única árvore mais parcimoniosa que evidenciou a monofilia do gênero Anurogryllus, confirmou o status de grupo irmão de Urogryllus toledopizai. Os caracteres morfológicos e bioacústicos analisados separadamente resultaram em 20 árvores mais parcimoniosas cujo consenso semi-estrito não é muito resolvido e não permite afirmar a monofilia de Anurogryllus. Retirando-se da matriz a espécie Paranurogryllus capricórnio obtém-se quatro árvores mais parcimoniosas em que Anurogryllus é monofilético mas seu grupo irmão é Brachytrupes portentosus. As hipóteses resultantes dos dados morfológicos e bioacústicos não definem as relações entre as espécies de Anurogryllus. Na proposta filogenética de evidência total, A. arboreus aparece como a espécie mais basal, o que era esperado por ser uma espécie da América do Norte, que apresenta características bioacústicas e da morfologia da pars stridens que a aproximam de Urogryllus toledopizai. No entanto, A. timidus, que apresenta também características que pareciam colocá-la próximo de A. arboreus, aparece em um dos dois ramos em que se distribuem os Anurogryllus, com exceção de A. arboreus. Assim, esses caracteres são interpretados como reversões. Fica em evidência a dificuldade para encontrar caracteres nestas espécies tão semelhantes morfologicamente, mas que foram bem diferenciadas