Filogeografia de Ctenomys minutus (Rodentia : Ctenomyidae)

Abstract

Ctenomys minutus é um roedor subterrâneo que ocorre em uma estreita faixa da Planície Costeira dos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, apresentando onze diferentes números cariotípicos (2n = 42, 46a, 46b, 47a, 47b, 48a, 48b, 49a, 49b, 50a e 50b). Os esforços deste trabalho se concentraram em caracterizar a variabilidade genética e o fluxo gênico entre diferentes populações de C. minutus em associação com a distribuição geográfica e os polimorfismos cromossômicos das populações. A estrutura genética geográfica de C. minutus foi avaliada através de 407pb da região controladora do DNA mitocondrial (mtDNA), em toda a distribuição geográfica da espécie, e através de cinco loci de microssatélites para espécimes distribuídos desde as proximidades das cidades de Mostardas até Jaguaruna. Foram encontrados 34 haplótipos pela análise de 187 indivíduos através do mtDNA e 65 alelos em 202 espécimes para os dados de microssatélites. Grande parte dos haplótipos encontrados está retrita a uma única população, sendo que os compartilhados ocorrem entre populações vizinhas pertencentes a zonas híbridas intra-específicas. As análises de diferenciação genética foram consistentes com o modelo simples de isolamento pela distância (r = 46.98%, P = 0.00; r = 34.86%, P = 0.039), através dos dados de mtDNA e loci de microssatélites, respectivamente. Um possível padrão de expansão populacional recente foi rejeitado através dos testes de neutralidade de FS de Fu e D de Tajima (Fs = - 1.676, P = 0.36; D = 0.696; P = 0.81) e o gráfico de distribuição de mismatch. Os resultados indicaram que, em geral, as populações encontram-se fortemente estruturadas, apresentando baixos níveis ou ausência de fluxo gênico (valor global para mtDNA: FST = 0.8561). Para os dados de microssatélites a maior parte das comparações de fluxo gênico pareadas entre as populações foram significativamente divergentes, com 56.36% e 72.72% dos valores de FST e RST maiores do que 0.15, respectivamente. Os espécimes estudados, provavelmente, não são pertencentes a uma população panmítica, e as potenciais barreiras geográficas, como rios, encontrados ao longo da Planície Costeira dos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina parecem não ter agido, até o momento, como barreiras efetivas ao fluxo gênico entre diferentes populações de C. minutus de acordo com os dados de mtDNA. Os diferentes cariótipos compartilhados por esta espécie também parecem não representar barreiras efetivas ao fluxo gênico, com exceção do sistema “b” (2n = 46b, 47b, 48b, 49b and 50b) que forma um agrupamento separado, com seus portadores não hibridizando com os de outros cariótipos. Os resultados obtidos para C. minutus neste estudo confirmam alguns pressupostos para roedores subterrâneos, como pequenas populações fragmentadas associadas com baixos níveis de dispersão dos indivíduos com hábitos tipicamente solitários.

The subterranean rodent Ctenomys minutus occurs in a narrow stretch of the Brazilian coastal plain in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina, showing eleven different karyotypes (2n = 42, 46a, 46b, 47a, 47b, 48a, 48b, 49a, 49b, 50a and 50b). In this work the effort was focalized on the genetic variability characterization and gene flow of different C. minutus populations in association with the geographical distribution and chromosomal polymorphisms of the populations. The geographical genetic structure of C. minutus was accessed using 407 pb of the mitochondrial DNA (mtDNA) control region, for all range distribution of this species, and five microsatellite loci from specimens distributed from the areas of the town from Mostardas to Jaguaruna. 34 haplotypes were found in the analysis of 187 individuals for mtDNA, and 65 alleles for the 202 specimens for the microsatellite data. Most of the haplotypes were exclusive and the shared ones were observed among populations in the same intra-specific hybrid zone. The analysis of genetic differentiation were consistent with a simple model of isolation by distance (r = 46.98%, P = 0.00; r = 34.86%, P = 0.039) accordingly to mtDNA and microssatelite data, respectively. A pattern of recent population expansion was rejected according to the Fu’s FS and Tajima’s D neutrality tests (Fs = - 1.676, P = 0.36; D = 0.696; P = 0.81) and the mismatch distribution analysis. Results indicated that the most of the populations are strongly structured, having low levels or absence of gene flow (global mtDNA FST = 0.8561). For the microsatellite data most of the pairwise population gene flow comparisons were significantly divergent, with 56.36% and 72.72% of the FST and RST values being longer than 0.15, respectively. The specimens studied probably do not belong to a panmictic population, and the potential geographical barriers, like rivers, along the coastal plain of Rio Grande do Sul and Santa Catarina do not seem to be effective barriers to gene flow among populations of C. minutus, until this moment, according to the mtDNA. Likewise, the different karyotypes observed for this species do not represent effective barriers to reproduction, with the exception of the “b” system (2n = 46b, 47b, 48b, 49b and 50b), which forms a separate cluster and whose carriers do not hybridize with those of the other karyotypes. These results confirm some predictions for subterranean rodents such as small and fragmented populations associated with low levels of adult dispersal, with typically solitary habits.