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Histórico Da Ocupação Das Chapadas Brasileiras Por Espécies Do Gênero R Auvolfia L

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Histórico Da Ocupação Das Chapadas Brasileiras Por Espécies Do Gênero R Auvolfia L UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” – CAMPUS BOTUCATU INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS Histórico da ocupação das chapadas brasileiras por espécies do gênero R auvolfia L. (Apocynaceae) e suas implicações biogeográficas TESE DE DOUTORADO JOÃO DE DEUS VIDAL JÚNIOR BOTUCATU – SP 2018 Histórico da ocupação das chapadas brasileiras por espécies do gênero R auvolfia L. (Apocynaceae) e suas implicações biogeográficas JOÃO DE DEUS VIDAL JÚNIOR Histórico da ocupação das chapadas brasileiras por espécies do gênero R auvolfia L. (Apocynaceae) e suas implicações biogeográficas Tese de doutorado apresentada ao Instituto de Biociências, campus de Botucatu, UNESP, para obtenção do título de Doutor no Programa de Pós­Graduação em Ciências Biológicas (Botânica). Área de concentração: Sistemática e Ecologia Vegetal. Profa. Dra. Ingrid Koch Orientadora Prof. Dra. Samantha Koehler Co­orientadora BOTUCATU – SP 2018 “ (…) os seres humanos não nascem para sempre no dia em que as mães os dão à luz, e sim que a vida os obriga outra vez e muitas vezes a parirem a si mesmos .” Gabriel García Márquez Para Denise, João, Dona Maria, Zinho e Ditinha, que me ensinaram o caminho das flores. AGRADECIMENTOS Inicialmente, gostaria de agradecer às agências de fomento CAPES e FAPESP, que em diferentes oportunidades financiaram custos deste trabalho. À agência CAPES, um agradecimento especial pela bolsa recebida. Meus sinceros agradecimentos também aos funcionários e docentes do Departamento de Biologia Vegetal da UNICAMP e do Departamento de Botânica da UNESP Botucatu, que permitiram que eu tivesse condições de desenvolver as atividades necessárias a minha pós­graduação. Este trabalho só foi possível graças ao grande empenho das professoras Ingrid Koch, Samantha Koehler e Anete Pereira. Portanto, meus maiores agradecimentos vão para elas, que depositaram tempo, esforço, recursos e paciência em me auxiliar na elaboração desta tese. Um agradecimento especial à professora Ingrid, que me acompanha na vida acadêmica desde a minha iniciação científica, há quase 10 anos atrás. Sem seu apoio e a sua capacidade de gerenciar os desafios de uma forma tão competente (e, ao mesmo tempo, amável) estes anos teriam sido, sem dúvida, muito mais difíceis. Agradeço também aos membros da banca, prof. Fábio Pinheiro, profa. Maria Fernanda Calió, prof. Alessandro Alves e profa. Maria Zucchi, pela disponibilidade de contribuir com esta etapa final do trabalho. Agradeço aos meus pais pela estrutura afetiva, acolhimento e sacrifícios financeiros que fizeram desde que eu ingressei na escola. Sei que vocês abriram mão de muitas coisas para que eu e meus irmãos pudéssemos chegar onde chegamos, e a minha forma de gratidão é ter feito meu melhor para aproveitar cada oportunidade que o suor de vocês criou. Este tese só foi possível graças a todas as vezes que vocês estudaram tabuada comigo, mesmo cansados do trabalho e da dura rotina de criar quatro filhos. Um agradecimento especial ao meu pai, que foi meu companheiro de coletas e agente financiador nas duas expedições ao Mato Grosso. Agradeço aos meus avós Zinho e Maria, que nos deixaram no ano passado, mas cuja paixão pelas plantas desde muito cedo me cativou e fez germinar em mim o amor pela botânica. Sempre me lembro do jardim cheio de orquídeas, da cerca­viva de tumbérgias­azuis, do cheiro de dama da noite na casa da vó Ditinha, e das hortas repletas de boldo, hortelã e outras ervas que a vó Maria cultivava. Carrego vocês pra sempre dentro do coração. Agradeço também aos colegas e técnicos de laboratório do LAGM: Yohans, Aline, Danilo, Bia, Carla, Rebecca, Liana, Fernanda, Stephanie, Fábio, Luciano, Lívia, André e a todos os outros com quem compartilhei um bolo com café nas tardes destes últimos anos. Vocês são os melhores colegas de laboratório que alguém poderia ter. Muito obrigado pela força após cada PCR falhada, pela paciência após cada placa de acrilamida quebrada e pela ajuda de todos os dias. Finalmente, agradeço aos grandes amigos que a vida me deu na pós­graduação, tanto em Botucatu quanto em Campinas. André, Lucas, Nicole, Mari, Rãxera, Rita, Fosseteira, entre outros, com quem compartilhei muitas mesas de bar nestes quatro anos. Um agradecimento especial a minha namorada Bruna, que esteve do meu lado nos momentos mais difíceis neste último ano e me apoiou sempre que precisei. Vocês são a razão de eu ter conseguido seguir em frente. RESUMO VIDAL Jr., João de Deus. Histórico da ocupação das chapadas brasileiras por espécies do gênero Rauvolfia L. (Apocynaceae) e suas implicações biogeográficas . 2018. 131 f. Tese de Doutorado em Ciências Biológicas (Botânica) – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Instituto de Biociências de Botucatu, Botucatu, 2017. Neste estudo, nós desenvolvemos marcadores moleculares e aplicamos abordagens integrativas em filogeografia e ecologia para investigar e descrever a história biogeográfica das chapadas da região oeste do Cerrado brasileiro. Utilizando como modelo duas espécies do gênero Rauvolfia L. (Apocynaceae, Rauvolfioideae), Rauvolfia weddelliana Müll.Arg. e Rauvolfia gracilis I.Koch & Kin.­Gouv., típicas destes ambientes, nós desenvolvemos um conjunto de marcadores nucleares microssatélites e sequenciamos espaçadores de cloroplasto, com os quais estimamos métricas de diversidade genética e estruturação populacional. A partir destes dados, nós reconstruímos relações filogenéticas entre as linhagens, estimamos tempos de divergência e realizamos simulações demográficas e modelos de distribuição, com o intuito de testar possíveis cenários biogeográficos. Em sequência, nós desenvolvemos modelos de distribuição potencial em escala de comunidade e análises espaciais, para estimar o impacto relativo das flutuações climáticas do Pleistoceno sobre o endemismo no Cerrado, quando comparadas a outros processos. Os resultados estão apresentados em três capítulos. No primeiro, intitulado “ Development and cross-validation of microsatellite markers for Rauvolfia weddelliana M üll.Arg. (Apocynaceae) species complex” , nós descrevemos o desenvolvimento de uma biblioteca de microssatélites específica para R. weddelliana e testamos sua transferabilidade para a espécie R. gracilis. Nós isolamos dez marcadores transferíveis, com alto conteúdo de polimorfismos que podem agora ser aplicados em estudos genéticos para o grupo, e também demonstramos a diploidia das espécies através do padrão de bandas de cada lócus. No segundo capítulo, intitulado “Phylogeography and paleodistribution of Rauvolfia weddelliana M üll.Arg. and Rauvolfia gracilis I.Koch & Kin.-Gouv. (Apocynaceae)”, nós aplicamos estes marcadores em conjunto com espaçadores de cloroplasto para testar, através de análises demográficas e modelos de nicho, os impactos das flutuações climáticas nas populações de R. weddelliana e R. gracilis. Nossas análises recuperaram duas linhagens com origem anterior ao Pleistoceno, coincidindo com o soerguimento do Planalto Central Brasileiro, que sofreram retração interglacial durante o Pleistoceno. Apesar de nossos modelos de distribuição terem apresentado resultado contrário a retração interglacial, eles recuperaram a mesma divergência norte-sul, também anterior ao último eventos de glaciação. Estes resultados sugerem que as savanas dos planaltos do oeste do Cerrado provavelmente configuram refúgios interglaciais. No terceiro capítulo, nós testamos este padrão, descrevendo a estabilidade relativa de chapadas e vales e modelando as distribuições potenciais de espécies típicas destes ambientes. Este trabalho contribui para a discussão sobre os impactos do clima do Pleistoceno e dos processos geológicos do Mioceno na diversificação do complexo domínio dos Cerrados. Palavras­chave: Microssatélites. Genética de Populações. Cerrado. Modelagem de nicho. ABSTRACT In this study, we developed molecular markers and applied integrative approaches in phylogeography and ecology to investigate and describe the biogeographic history of the plateaus of the west region of the Cerrado in Brazil. Using as models two species of the genus Rauvolfia L. (Apocynaceae, Rauvolfioideae), Rauvolfia weddelliana Müll.Arg. and Rauvolfia gracilis I.Koch & Kin.­Gouv., typical from these habits, we developed a set of nuclear microsatellite markers and sequenced chloroplast spacers, which we used to estimate metrics of genetic diversity and population structure. From this data, we reconstructed phylogenetic relationships between lineages, estimated divergence times and conducted demographic simulations and distribution models, intending to test possible biogeographic scenarios. In sequence, we also developed community wise models of potential distribution and conducted spatial analysis to estimate the relative impact of climatic shifts of the Pleistocene on the endemism of the Cerrado, when compared to other processes. Our results are presented in three chapters. In the first, entitled “Development and cross­validation of microsatellite markers for Rauvolfia weddelliana Müll.Arg. (Apocynaceae) species complex”, we describe the development of a specific microsatellite library to R. weddelliana and tested its transferability to the species R. gracilis . We isolated ten transferable markers with high polymorphism content that may now be applied to genetics studies on the group, and also demonstrated the diploidy for these species though the patterns of bands for each locus. In the second chapter, entitled “Phylogeography and paleodistribution of Rauvolfia weddelliana Müll.Arg. and Rauvolfia gracilis I.Koch & Kin.­Gouv. (Apocynaceae)”,
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