Filogenia molecular de Liolaemus arambarensis Verrastro, Veronese, Bujes & Dias Fialho, 2003 (Iguana: Liolaemidae)

Abstract

A análise filogenética é empregada para inferir a história evolutiva das espécies, sugerindo possíveis eventos que afetaram sua diversificação. Liolaemus arambarensis, descrito recentemente, é um lagarto pequeno endêmico das restingas da margem oeste da Laguna dos Patos, no estado do Rio Grande do Sul. Nesse estudo, foi utilizado um conjunto de dados de quatro locos genéticos independentes (dois genes mitocondriais (mtDNA) analisados em conjunto, e três locos autossômicos independentes) foi usado para inferir a relação filogenética entre essa e outras espécies proximamente relacionadas pertencentes ao subgrupo “wiegmannii”: L. lutzae, L. occipitalis, L. salinicola, L. scapularis, L. multimaculatus e L. wiegmannii. Uma árvore de gene foi estimada para cada marcador independente através das abordagens Bayesiana e de máxima verossimilhança, enquanto a árvore de espécies foi feita usando dados concatenados ou baseada em uma abordagem Bayesiana de coalescência, permitindo lidar explicitamente com as discrepâncias entre as árvores de gene. Para calibrar o relógio molecular foi utilizada uma taxa de substituição para o gene CytB descrita na literatura e definido um prior na raiz da árvore usando resultados da literatura tendo L. darwinii como grupo externo. As análises realizadas neste estudo suportam a relação irmã entre L. arambarensise L. lutzae, obtida para ambas árvoresde espécie (coalescente e concatenada). Embora a filogenia do mtDNA sugira o clado (L. occipitalis, L. arambarensis) com baixo suporte, esse agrupamento alternativo não é suportado por nenhuma árvore de gene nuclear nem pelas árvores de espécie nucleares. Uma hipótese alternativa para a contradição encontrada, poderia ser um antiga introgressão do mtDNA entre L. arambarensis e L. occipitalis. Em relação à estrutura filogenética apresentada por L. wiegmannii, os dados sustentam uma divergência entre duas linhagens filogenéticas separadas pelo rio da Prata: L. wiegmannii-ARG e L. wiegmannii-UY. No que se refere as estimativas dos tempos de divergência, as linhagens que acabaram originando L. arambarensis e L. lutzae, surgiram durante o Plioceno, e esse fato podem estar relacionados à fragmentação de sua zona de ocorrência ancestral devido a elevação das montanhas costeiras brasileiras. De mesma forma, a linhagem que deu origem a L. occipitalis surgiu durante o Plioceno, sendo muito mais antiga do que a Planície Costeira do Rio Grande do Sul, indicando que a espécie só colonizou a região quando essa tornou-se disponível. Para L. wiegmannii, os subclados uruguaio e argentino hoje separados pelo Rio da Prata, podem estar relacionados à barreira geológica marinha relacionada à formação Puerto Olivos. Esse estudo mostra que a filogenia molecular do grupo “wiegmannii”, em geral, e de L. arambarensis em particular, pode fornecer indicações relevantes do s processos históricos que ajudaram a moldar a grande diversidade de espécies desse gênero de lagartos.

Phylogenetic analysis has been used to infer the evolutionary history of the species, suggesting possible events that affected their diversification. Liolaemus arambarensis, recently described, is a small lizard endemic to the marshes of the western edge of the Patos Lagoon, in the state of Rio Grande do Sul. In this study, a data set of four independent genetic loci (two mitochondrial genes (mtDNA) which were analyzed together, and three independent autosomalloci) was used to infer the phylogenetic relationship between this and other closely related species belonging to the subgroup "wiegmannii": L. lutzae, L. occipitalis, L. salinicola, L. scapularis, L. multimaculatus and L. wiegmannii. A gene tree was estimated for each independent marker through Bayesian and maximum likelihood approaches, while the species tree was inferredusing concatenated data or based on a coalescence approach which deals explicitly with the discrepancies between gene trees. To calibrate the molecular clock rate we used a substitution rate for the gene CytB described in the literature, and a prior was defined on the root of the tree using resuts from the literature and L. darwinii as an outgroup. The analyses performed in this study support the sister relationship between L. arambarensis and L. lutzae, which was obtained for both species trees (concatenated and coalescent). Although the mtDNA phylogeny suggested the clade (L. occipitalis, L. arambarensis) with low support, this alternative grouping was not supported by any nuclear gene trees or nuclear species trees. An alternative hypothesis for this contradiction could involve an ancient mtDNA introgression between L. arambarensis and L. occipitalis. Regarding the phylogenetic presented by L. wiegmannii, the data support the divergence between two lineages separated by the La Plata river: L. wiegmannii-ARG and L. wiegmannii-UY. Regarding the estimates of divergence times, the lineages originating L. arambarensis and L. lutzae emerged during the Pliocene, and this fact may be related to the fragmentation of its ancestral range caused by the uplift of the Brazilian coastal mountains. Likewise, the lineage originating L. occipitalis originated in the Pliocene, being much older than the Coastal Plain of Rio Grande do Sul, indicating that the species colonized this region only when it became available. For L. wiegmannii, the Argentine and Uruguayan subclades are nowadays separated by the La Plata river, which may be related to the Puerto Olivos formation. This study shows that the molecular phylogeny of the “wiegmannii” group in general, andof L. arambarensis in particular may reveal important information about the historical processes which contributed to the high species diversity of the lizard genus.