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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FFCLRP - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA COMPARADA
Estudo taxonômico e evolutivo em populações de
Drosophila serido e Drosophila antonietae
(Diptera; Drosophilidae)
André Luiz Henríques Esguícero
Dissertação apresentada à Faculdade de Filosofia,
Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte
das exigências para a obtenção do título de Mestre em
Ciências, Área: Biologia Comparada.
RIBEIRÃO PRETO - SP
2006
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FFCLRP - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA COMPARADA
Estudo taxonômico e evolutivo em populações de
Drosophila serido e Drosophila antonietae
(Diptera; Drosophilidae)
Pós-Graduando: André Luiz Henríques Esguícero
Orientadora: Profª. Drª. Maura Helena Manfrin
Dissertação apresentada à Faculdade de Filosofia,
Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP, como parte
das exigências para a obtenção do título de Mestre em
Ciências, Área: Biologia Comparada.
RIBEIRÃO PRETO - SP
2006
II
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Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por meio
convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte.
FICHA CATALOGRÁFICA
Esguícero, André Luiz Henríques
Estudo taxonômico e evolutivo em populações de
Drosophila serido e Drosophila antonietae (Diptera;
Drosophilidae).
Ribeirão Preto, 2006.
047p.: il.; 30cm
Tese, apresentada à Faculdade de Filosofia, Ciências
e Letras de Ribeirão Preto / USP – Departamento de
Biologia.
Orientador: Manfrin, Maura Helena
1. “cluster” buzzatii
2. Morfologia da Asa
3. Taxonomia
III
DEDICO ESTE TRABALHO AOS MEUS PAIS
IV
Agradecimentos
- À Profª. Drª. Maura Helena Manfrin, pela orientação, apoio, disponibilidade e colaboração
nas diferentes etapas desta dissertação.
- Ao Prof. Dr. Fábio de Melo Sene, pela ajuda e pelas oportunas sugestões ao longo deste
trabalho.
- Ao Paulo Roberto Epifânio, pela ajuda técnica e amizade durante esses anos.
- Aos funcionários do Bloco A, pela amizade e ajuda sempre que preciso.
- A todos os amigos do laboratório de Genética Evolutiva de Drosophila da América do Sul,
Adriana, Ângelo, Camila, Cíntia, Érica, Fernando, Gabriela, Juliana, Luís, Manami, e tantos
outros que já passaram por aqui.
- À minha namorada Janaina Fernandes da Silva, pela paciência, companhia e amor.
- Ao Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão
Preto e ao Programa de Pós-graduação em Biologia Comparada.
- À CAPES, pela conceção da bolsa de mestrado.
- À CAPES, FINEP, FAPESP, CNPq, e USP, cujas verbas mantêm o Laboratório de Genética
Evolutiva de Drosophila.
- Ao Prof. Dr. Jonh C. MacNamara, Coordenador da Pós-graduação em Biologia Comparada.
- À Renata Andrade Cavalari, secretária da Pós-graduação em Biologia Comparada, pela
gentileza e prontidão.
- A todos que, direta ou indiretamente, me auxiliaram durante a execução deste trabalho.
V
Resumo
Esguícero, A.L.H. Estudo taxonômico e evolutivo em populações de Drosophila serido e Drosophila
antonietae (Diptera; Drosophilidae). 2006, 047p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Filosofia,
Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2006.
A análise de caracteres morfológicos de insetos tem sido muito útil em estudos taxonômicos e
sistemáticos. A diferenciação populacional e sistemática do “cluster” buzzatii, composto por sete espécies
crípticas naturalmente endêmicas da América do Sul, vêm sendo analisada com o auxílio de informações
provenientes de trabalhos envolvendo isolamento reprodutivo, marcadores morfológicos e marcadores
moleculares. Como essas espécies são cactofílicas, suas ocorrências acompanham a distribuição dos
cactos na América do Sul. Populações das espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae,
pertencentes ao “cluster” buzzatii, foram analisadas com auxílio de diversos marcadores, e como resultado
desses trabalhos, populações das regiões litorâneas dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul
foram descritas como pertencentes a uma zona de contato entre estas espécies. Além disso, a espécie
Drosophila serido, ao contrário da espécie Drosophila antonietae, apresentou grande variação
interpopulacional para todos os marcadores estudados. No presente trabalho, as variações inter e
intraespecíficas da morfologia da asa foram analisados em amostras de populações das espécies
Drosophila antonietae, Drosophila serido e populações presentes na zona de contato descrita para estas
espécies. O objetivo deste trabalho foi: caracterizar populações das espécies Drosophila antonietae e
Drosophila serido através da morfologia da asa, para acrescentar informações sobre a história evolutiva
destas espécies e das populações da zona de contato descrita para elas nas regiões litorâneas dos estados
de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Para tanto, os dados referentes às medidas morfométricas, obtidas
com auxílio do método da elipse, foram analisados utilizando a análise dos componentes principais,
análise discriminante “stepwise” e análise de agrupamento Neighbor-Joining. Com base nos resultados
obtidos na análise da morfologia da asa foi possível discriminar as espécies Drosophila antonietae e
Drosophila serido. Os resultados obtidos confirmaram a existência de uma significativa divergência
intraespecífica em Drosophila serido. Em Drosophila antonietae, ao contrário dos resultados obtidos
anteriormente a partir de outros marcadores, foi observada variação intraespecífica significativa. Os
resultados também caracterizaram as populações da zona de contato como populações distintas, sendo
que, das quatro populações aqui analisadas, três apresentaram morfologia da asa mais semelhante a da
espécie Drosophila antonietae, e uma população, localizada mais ao norte da zona de contato, apresentou
morfologia da asa mais semelhante a da espécie Drosophila serido.
Palavras-chave: “cluster” buzzatii, morfologia da asa, taxonomia.
VI
Abstract
Esguícero, A.L.H. Taxonomic and evolutionary studies in Drosophila serido and Drosophila
antonietae populations (Diptera; Drosophilidae). 2006, 047p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de
Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2006.
The analysis of insect morphological traits has been very useful in systematics and taxonomics
studies, being the wing’s morphology one of the markers used on these studies. The population
differentiation and systematics of the Drosophila buzzatii cluster, composed of seven sibling species,
endemic of South America, has being analyzed based on informations of works involving reproductive
isolation, morphological and molecular markers. Due to the fact that these species are cactophilic, their
occurrence is determinated by the cacti distribution in the South America. The populations of Drosophila
serido and Drosophila antonietae species, both belonging to the Drosophila buzzatii cluster, were
analyzed with different kind of markers, and the results of these works, suggests that the coast regions of
Santa Catarina and Rio Grande do Sul states belonging to a secondary contact zone between these two
species. Beyond this, the Drosophila serido species, different of Drosophila antonietae species, show a
great intraspecific variation to all the marks studied. In the present work, the inter and intraspecific
variation of wing’s morphology were analyzed in a sample of Drosophila serido and Drosophila
antonietae populations, including populations pertaining to the contact zone described to these species.
The aim of this work was: characterize populations of Drosophila serido and Drosophila antonietae
species with the wing’s morphology, to add information about the evolutionary history of these species
and of the populations pertaining to the contact zone described to them at the coast regions of Santa
Catarina and Rio Grande do Sul states. For this, the morphological measurements of the wings, obtained
with the ellipse method, were analyzed using the principal components analysis, stepwise discriminant
analysis and the cluster analysis Neighbor-Joining. Based on the results obtained for the wing’s
morphology analysis, was possible discriminate the Drosophila serido and Drosophila antonietae species.
The results obtained confirm the existence of a significant intraspecific divergence in Drosophila serido
species. In Drosophila antonietae species, disagreeing of the results obtained previously with the analysis
of other markers, was observed a significant intraspecific variation. The results characterized the contact
zone populations as distinct populations, were three populations shows wing’s morphology similar to the
morphology of Drosophila antonietae species, and one population shows the wing’s morphology more
similar to the morphology of Drosophila serido species.
Key words: Drosophila buzzatii cluster, wing’s morphology, taxonomy.
VII
Índice
I - Introdução
.................................................................................................................
01
- Gênero Drosophila, grupo repleta, “cluster” buzzatii ............................................... 01
- Drosophila serido ........................................................................................................... 03
- Drosophila antonietae .................................................................................................. 05
- Áreas de Contato entre Drosophila serido e Drosophila antonietae .......................... 06
- Morfologia da Asa ........................................................................................................ 07
II - Objetivos
...............................................................................................
09
- Objetivos Gerais ........................................................................................................... 09
- Objetivos Específicos .................................................................................................. 09
III - Material e Métodos
............................................................................................
10
- Material Biológico ........................................................................................................ 10
- Preparação das Asas ..................................................................................................... 10
- Análises Morfométricas ............................................................................................... 11
- Obtenção das Medidas .................................................................................................. 12
- Análises Estatísticas ..................................................................................................... 13
IV - Resultados
..............................................................................................................
15
- Variação interpopulacional em Drosophila serido ..................................................... 15
- Variação interpopulacional em Drosophila antonietae ............................................ 18
- Variação morfológica entre as espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae 21
- Variação interpopulacional na zona de contato ........................................................ 23
V - Discussão e Conclusões
......................................................................................
26
VI - Bibliografia
...........................................................................................................
33
VIII
I - Introdução
Ocasionalmente, ao se estudar um grupo de organismos, são encontradas populações
que, à primeira vista, aparentam pertencer a uma única espécie do ponto de vista morfológico,
mas que na verdade são populações naturais, morfologicamente semelhantes ou idênticas,
mas reprodutivamente isoladas (Mayr, 1977). Devido a essa grande semelhança morfológica,
as espécies crípticas representam um grande problema para os taxonomistas, pois, entre outros
motivos, levam a uma subestimação da biodiversidade e não permitem uma clara delimitação
dos grupos naturais de indivíduos como espécies bem estabelecidas. Contudo, a utilização de
análises morfométricas em diferentes estruturas morfológicas tem fornecido variáveis
quantitativas que, por sua vez, têm permitido uma clara discriminação entre essas espécies e
entre suas populações (Adams e Funk, 1996; Ayala, 1965; Mather e Dobzhansky, 1939;
Miller e Sanger, 1969; Moraes et al., 2004b; Tidon-Sklorz e Sene, 1995).
- Gênero Drosophila, grupo repleta, “cluster” buzzatii:
As moscas do gênero Drosophila vêm sendo utilizadas em experimentos laboratoriais
há mais de um século (Allen, 1975), essa extensa utilização deve-se principalmente às suas
características biológicas, praticidade na utilização em experimentos laboratoriais e a
quantidade de informações genéticas, ecológicas e filogenéticas acumuladas durante todos
esses anos.
Um dos grupos com maior número de espécies e de maior interesse dentro do
subgênero Drosophila (gênero Drosophila) é o grupo repleta, sendo que a maioria das
espécies pertencentes a este grupo ovipositam em cladódios em decomposição de várias
espécies da família Cactacea, e são dependentes desses tecidos em decomposição pelo menos
durante o estágio larval (Pereira et al., 1983; Vilela, 1983; Wasserman, 1992).
Entre os agrupamentos de espécies cactófilas do grupo repleta, o “cluster” buzzatii
(Manfrin e Sene, 2006) é composto atualmente por sete espécies nominais, naturalmente
endêmicas da América do Sul: Drosophila serido, Drosophila borborema (Vilela e Sene,
1977), Drosophila seriema (Tidon-Sklorz e Sene, 1995), Drosophila gouveai, Drosophila
antonietae (Tidon-Sklorz e Sene, 2001), Drosophila koepferae (Fontdevila et al., 1988) e
Drosophila buzzatii (Patterson e Wheeler, 1942), sendo a genitália masculina a principal
característica discriminante entre elas. Devido à associação das espécies deste “cluster” com
as cactáceas, as suas populações apresentam uma distribuição geográfica que acompanha as
1
áreas de ocorrência dos cactos, sendo encontradas nas regiões nordeste, centro-oeste, sul e
sudeste do Brasil e no Domínio Chaquenho.
Também em decorrência desta especificidade ecológica, as hipóteses de diversificação
e estruturas populacionais descritas para este grupo, sugerem processos relacionados aos
eventos não sincrônicos de expansão e retração das formações vegetais abertas e fechadas da
América do Sul (Sene et al., 1982; Manfrin e Sene, 2006), que provavelmente ocorreram do
Plioceno Superior para o Pleistoceno, quando se sucederam períodos de expanção de
formações vegetais diretamente associadas ao clima quente e úmido, característico nas fases
interglaciais, e associadas ao clima seco e relativamente frio, característico nas fases glaciais
(Ab’Saber, 1977; Sene et al., 1982; Vanzolini, 1981). Alguns trabalhos e comparações com a
distribuição de outros grupos de insetos têm indicado eventos de fragmentação e vicariância
pré-quartenários no processo de diversificação do “cluster” buzzatii (Manfrin et al., 2001; de
Brito et al., 2002a).
As relações filogenéticas para o “cluster” são definidas, principalmente, com base em
inversões cromossômicas (Ruiz e Wasserman, 1993; Ruiz et al., 2000) e seqüências de DNA
mitocondrial (Manfrin et al., 2001). Estes dados sugerem que este “cluster” é formado por
quatro linhagens filéticas. Uma compreende a espécie Drosophila buzzatii, e a segunda a
espécie Drosophila koepferae, sendo estas duas simpátricas no Domínio Chaquenho. A
terceira linhagem compreende a espécie Drosophila antonietae, cuja distribuição geográfica
está restrita à região formada pela baia do rio Paraná-Paraguai. A quarta linhagem é formada
pelas espécies Drosophila serido, Drosophila seriema, Drosophila gouveai e Drosophila
borborema, que ocorrem no litoral, na região nordeste e central do Brasil. As análises
filogenéticas não definem as relações de parentesco dentro desta linhagem, apesar dos vários
caracteres diagnósticos descritos para estas espécies (Moraes et al., 2004b; Franco et al.,
2006; Esguícero e Manfrin, 2005); isso pode ser devido ao fato dessas espécies terem uma
origem recente ou uma origem antiga com ocorrência de eventos de hibridização (Manfrin et
al., 2001; de Brito et al., 2002b).
As análises intraespecíficas desenvolvidas para este grupo, com diferentes marcadores,
mostram pouca estruturação populacional com fluxo gênico restrito pela distância em
algumas espécies (Mateus e Sene, 2003; Machado, 2003; Morales, 2005), ausência de
estrutura em outras (de Brito et al., 2002b), expansão de área de ocorrência, com eventos de
contato secundário com introgressão (Manfrin et al., 2001), e simpatria (Morales, 2005; Ruiz
et al., 2000), especialmente entre populações limítrofes da distribuição das espécies, politipia
2
(Baimai et al., 1983) e assimetria interpopulacional em experimentos de acasalamentos
(Madi-Ravazzi et al., 1996). Existe uma variação para a ocorrência desses eventos que
depende da espécie e da origem geográfica das populações que estão sendo analisadas.
- Drosophila serido:
Em 1977, Vilela e Sene descreveram duas espécies de Drosophila a partir de uma
amostra coletada em Milagres no estado da Bahia. Essas espécies foram facilmente
distinguidas pela genitália masculina e denominadas Drosophila borborema e Drosophila
serido. A espécie Drosophila serido foi coletada em várias localidades, situadas em diversos
estados brasileiros, sendo a localidade de Milagres – BA considerada como “localidade-tipo”
da espécie (Vilela e Sene, 1977).
As populações de Drosophila serido são caracterizadas como morfotipo A de edeago e
apresentam uma ampla distribuição geográfica, ocorrendo no nordeste do Brasil e ao longo da
Costa Atlântica até o estado de Santa Catarina. Todas estas populações estão associadas a
diferentes gêneros e espécies de cactos, tais como: Cephalocereus piauhyensis (Paulo Afonso-
BA), Cereus sp.(Arraial do Cabo-RJ e Barra de São João-RJ) e Cereus fernambucensis
(Peruíbe-SP) (Pereira et al., 1983). As suas populações apresentam a inversão cromossômica
fixa 2x
7
e, baseado em dados de inversões cromossômicas polimórficas (Figura 1; Ruiz et al.,
2000), cromossomos metafásicos (Figura 1; Baimai et al., 1983) e haplótipos mitocondriais
(de Brito et al., 2002a, Manfrin et al., 2001), essa espécie é caracterizada por apresentar uma
forte estrutura populacional, sendo que suas populações podem ser facilmente divididas em
dois grupos bem definidos e separados. Um deles é formado por populações do interior do
nordeste, as quais apresentam placa metafásica tipo I e inversões cromossômicas polimórficas
2a
8
, 2b
8
, 2c
8
e 2d
8
. O outro é formado por populações do litoral do Brasil, as quais apresentam
as inversões cromossômicas polimórficas 2y
9
, 2x
8
e 2w
8
, sendo que as inversões 2x
8
e 2w
8
ocorreram sobre a inversão 2y
9
(Figura 1; Ruiz et al., 2000). Neste grupo de populações
foram encontradas três tipos de placas metafásicas: a placa metafásica tipo III, encontrada em
Arraial do Cabo – RJ; a placa metafásica tipo IV, encontrada em Peruíbe – SP (Baimai et al.,
1983); e um terceiro tipo de placa metafásica que foi diagnosticado em Florianópolis-SC
(Biffi et al., 2001) (Figura 1).
O arranjo cromossômico 2x
7
y
9
foi encontrado nas populações de Osório – RS,
Tramandaí – RS, Arroio Teixeira – RS, Capão da Canoa – RS e Araranguá – SC, e o arranjo
3
cromossômico 2x
7
y
9
x
8
w
8
foi encontrado nas populações de Florianópolis – SC e Guaratuba –
SP (Ruiz et al., 2000).
Figura 1: Posição aproximada das regiões onde Drosophila serido e Drosophila antonietae foram
amostradas por Ruiz et al. (2000), Baimai et al. (1983) e Biffi et al. (2001). As elipses pontilhadas
abrangem as localidades analisadas por Baimai et al. (1983) e Biffi et al. (2001) onde foram descritas as
placas metafásicas referentes a Drosophila serido (I- Região Nordeste; III- Arraial do Cabo-RJ; IV-
Peruíbe-SP; e placa metafásica descrita na localidade de Florianópolis-SC) e Drosophila antonietae (V-
Região Sudeste-Sul).
Com base em sua distribuição geográfica foram propostas duas hipóteses para a
ocorrência dessa espécie no nordeste e ao longo da costa atlântica brasileira (De Brito et al.,
2002a): a primeira infere que as populações teriam expandido suas áreas de ocorrência do
4
nordeste em direção ao sul pelo litoral e, devido a eventos vicariantes, teriam se tornado
populações isoladas e diferenciadas; uma segunda hipótese considera a possibilidade de
eventos independentes de colonização da costa atlântica brasileira, a partir de populações
localizadas no interior do continente, por um corredor de dispersão formado pelos vales dos
rios que conectam o interior do continente à costa litorânea (Manfrin e Sene, 2006).
As populações do nordeste de Drosophila serido são homogêneas para a maioria dos
marcadores utilizados até o momento (Baimai et al., 1983; Ruiz et al., 2000; Morales, 2005;
Silva e Sene, 1991). Porém, as populações dessa espécie ao longo da costa atlântica brasileira
apresentam uma complexidade evolutiva sugerida pela não congruência e politipia observada
em diversos marcadores analisados (Baimai et al., 1983; Esguícero e Manfrin, 2005; Ruiz et
al., 2000; Morales, 2005).
A análise da variabilidade haplotípica mitocondrial, que permite a inferência de
eventos históricos e recorrentes ocorridos em uma espécie, dividiu as populações de
Drosophila serido da costa atlântica brasileira em dois grupos (Manfrin e Sene, 2006;
Morales, 2005). O primeiro abrange as populações do estado de São Paulo até o Nordeste,
sendo sugerido fluxo gênico entre as populações do estado de São Paulo e Rio de Janeiro, mas
não entre essas populações e as populações de Mucuri – BA. O segundo é formado pelas
populações de Drosophila serido da caatinga do interior da Bahia e pelas populações do
litoral de Santa Catarina, que compartilham haplótipos com a população de Milagres - BA.
Neste trabalho, os principais fatores apontados para explicar a dinâmica evolutiva nesta
espécie foram as expansões de área das populações do interior da Bahia em direção ao litoral
e entre as populações do grupo do litoral, seguidas de fluxo gênico restrito, devido a
isolamento por distância. As divisões populacionais coincidem com a divisão da costa em
macrocompartimentos geológicos, sugerindo eventos de isolamento geográfico na
diferenciação de suas populações.
- Drosophila antonietae.
Em 2001, as populações antes classificadas como “Drosophila serido morfotipo D”
(Silva e Sene, 1991) foram descritas como Drosophila antonietae, uma reverência a
drosophilista Maria Antonieta Milani de Moraes (Tidon-Sklorz e Sene, 2001).
As populações de Drosophila antonietae ocorrem em ambientes situados na bacia do
rio Paraná, no sudeste da América do Sul, e na costa da região sul do Brasil (Manfrin e Sene,
5
2006). Representantes desta espécie foram coletados nas regiões sul e sudeste do Brasil e na
região norte da borda leste do Chaco Argentino. Suas populações estão associadas
principalmente ao cacto Cereus hildmaniannus, e ocasionalmente ao cacto Opuntia
monocantha (Monteiro e Sene, 1995). As informações de marcadores independentes sugerem
a existência de fluxo gênico entre as populações desta espécie (Machado, 2003; Mateus e
Sene, 2003; Monteiro e Sene, 1995), segundo esses autores, o fato dessas populações estarem
associadas ao cacto Cereus hildmaniannus, que está distribuído principalmente ao longo do
curso dos rios, possibilitaria a existência de fluxo gênico entre as populações de Drosophila
antonietae, e tornaria difícil um processo de diferenciação entre elas (Machado, 2003; Mateus
e Sene, 2003; Monteiro e Sene, 1995; Tidon-Sklorz e Sene, 2001).
Assim como as populações de Drosophila serido, as populações de Drosophila
antonietae apresentam a inversão cromossômica fixa 2x
7
(Ruiz et al., 2000; Tidon-Sklorz e
Sene, 2001). Elas apresentam também as inversões cromossômicas polimórficas 2y
8
, 2z
8
, e 5e
(Figura1). O arranjo cromossômico 2x
7
y
8
foi encontrado nas populações de Sertãozinho – SP,
Campinas – SP, Rio Ligeiro – PR, Santiago – RS e Guaritas – RS, sendo que nessas duas
últimas localidades também foi observada a ocorrência da inversão 5e, e o arranjo
cromossômico 2x
7
z
8
foi encontrado nas populações de Campinas – SP, Santiago – RS,
Guaritas – RS, Osório – RS, Tramandaí – RS, Arroio Teixeira – RS e Capão da Canoa – RS
(Ruiz et al., 2000). Todas as populações analisadas até o momento apresentam placa
metafásica Tipo V (Figura1) (Tidon-Sklorz e Sene, 2001; Baimai, 1983).
A análise da diversidade haplotípica mitocondrial do gene Citocromo Oxidase I (De
Brito et al., 2002a) sugeriu a divisão das populações da espécie Drosophila antonietae em
dois grupos: um formado por populações da área norte de distribuição da espécie e outro
formado por populações da área sul, que incluiria o interior e a costa do estado do Rio Grande
do Sul e Santa Catarina. Além disso, essa análise sugeriu uma expanção de área de ocorrência
das populações do interior do estado do Rio Grande do Sul em direção à costa Atlântica
brasileira, e colonizando o litoral do estado do Rio Grande do Sul, expandindo a área de
ocorrência em direção ao norte, no litoral do estado de Santa Catarina (de Brito et al., 2002a),
seguindo as populações de cactos pelas dunas desses dois estados brasileiros.
- Áreas de Contato entre Drosophila serido e Drosophila antonietae:
Análises de inversões cromossômicas polimórficas (Figura 1) (Ruiz et al., 2000), de
haplótipos mitocondriais e aloenzimas (Morales et al., 2004), e da morfologia do edeago
6
(Monteiro et al., 1996), realizadas em populações presentes na região litorânea sul do Brasil,
caracterizaram as localidades de Florianópolis – SC, Arroio Teixeira – RS, Capão da Canoa –
RS, Osório – RS e Tramandaí – RS como pertencentes a uma zona de contato entre as
populações das espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae, entretanto não foram
encontrados indivíduos híbridos em nenhuma das análises.
Nas populações das localidades que formam essa zona de contato não existe uma
concordância total entre as informações obtidas pelos marcadores utilizados, por exemplo, a
ocorrência conjunta dos arranjos cromossômicos 2x
7
y
9
(Drosophila serido) e 2x
7
z
8
(Drosophila antonietae) (Ruiz et al., 2000), caracterizou as localidades de Arroio Teixeira –
RS, Capão da Canoa – RS, Osório – RS e Tramandaí – RS como uma zona de simpatria entre
essas espécies. A análise do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I compôs a zona de
contato pelas localidades de Governador Celso Ramos-SC, Praia da Joaquina-SC, Garopaba-
SC, e Arroio Teixeira-RS (Morales, 2005). Já a análise aloenzimática restringiu essa zona de
simpatria à localidade de Florianópolis – SC (Morales et al., 2004), sendo que só foram
observados indivíduos homozigotos para os alelos que caracterizam cada espécie.
A complexidade envolvida na dinâmica evolutiva das populações destas duas espécies
do “cluster” buzzatii ao longo da costa litorânea brasileira é evidente. As informações
disponíveis até o momento mostram expansão de área de ocorrência, isolamento geográfico
com diferenciação genética, e simpatria (Manfrin e Sene, 2006). Entretanto, ainda são
necessários vários estudos para a determinação e elucidação dos processos envolvidos na
história evolutiva das populações destas duas espécies de Drosophila.
- Morfologia da Asa.
A morfologia da asa tem tido grande importância para entomologistas interessados em
sistemática, sendo que a análise da morfologia da asa de insetos pode revelar informações
importantes sobre a história evolutiva da espécie em estudo (Wootton, 1990, 1992). A
classificação dos insetos, especialmente dípteras, se baseia muitas vezes nas diferenças
morfológicas da asa, incluindo os padrões formados por veias longitudinais e transversais.
Como alguns entomologistas acreditam que os padrões observados nas veias das asas dos
insetos podem ter derivado de um único ancestral comum (Ross, 1965; Snodgrass, 1993), as
comparações dos padrões das veias alares são importantes em estudos sistemáticos e de
biologia evolutiva.
7
A análise de caracteres morfológicos de insetos tem sido muito útil na distinção e
classificação de espécies proximamente relacionadas (Moraes et al., 2004b; Miller e Sanger,
1969; Mather e Dobzhansky, 1939; Tidon-Sklorz e Sene, 1995; Ayala, 1965; Vilela, 1983),
sendo a morfologia da asa um dos marcadores utilizados nesses estudos.
Em geral, as asas dos insetos são estruturas bidimensionais caracterizadas pela
presença de pontos de referência bem definidos, os quais permitem uma abordagem
morfométrica eficiente. Devido a essas características, a análise morfométrica desses
caracteres tem sido muito utilizada na distinção entre táxons proximamente relacionados
(Ansorge, 1994; Diniz-Filho e Malaspina, 1995), discriminação de espécies crípticas (Moraes
et al., 2004a, 2004b) e diferenciação entre grupos geográficos, detectando diferenças em uma
única espécie por toda a sua distribuição intercontinental (Hass e Tolley, 1998; Moraes e
Sene, 2004). Além disso, vários estudos têm demonstrado que a morfologia da asa de
Drosophila é um alvo da seleção natural, e que pode ser considerada um material apropriado
para estudos de evolução morfológica (Coyne e Beecham, 1987; David et al., 1977;
Hoffmann e Shirriffs, 2002; Prevosti, 1955; Weber et al., 1999, 2001).
O estudo da morfologia da asa no “cluster” buzzatii (Moraes et al., 2004b) demonstrou
que existe divergência morfológica entre as espécies que compõem esse táxon, sugerindo que
a morfologia da asa pode ser utilizada como um marcador taxonômico para estas espécies. As
relações fenéticas obtidas neste estudo são semelhantes a relações filogenéticas, baseadas em
marcadores genéticos, obtidas em estudos anteriores, demonstrando o valor da análise da
morfologia da asa no estudo das relações existentes entre as espécies e entre as populações
das espécies desse “cluster”. Neste taxon, a morfologia da asa não se mostrou eficiente
somente quanto à discriminação interespecífica, mas também quanto a discriminação
interpopulacional, usando como modelo a espécie Drosophila gouveai (Moraes e Sene, 2004).
8
II - Objetivos
- Objetivos Gerais.
O presente projeto tem por objetivo caracterizar populações das espécies Drosophila
antonietae e Drosophila serido através da morfologia da asa, para acrescentar informações
sobre a história evolutiva destas espécies e das populações da zona de contato descrita para
elas nas regiões litorâneas dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul.
- Objetivos Específicos.
1 - caracterizar populações de Drosophila antonietae e Drosophila serido, através da
morfologia da asa, verificando a variação interespecífica dessa estrutura;
2 - determinar as relações interpopulacionais nestas espécies com base na variação
morfológica;
3 - caracterizar as populações do litoral sul do Brasil, pertencentes a uma zona de
contato entre as espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae.
9
III - Material e Métodos
- Material Biológico.
Foram analisadas as asas direitas de 270 indivíduos machos, provenientes de dez
localidades caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila serido, cinco localidades
caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila antonietae e quatro localidades
pertencentes a zona de contato secundária descrita para essas duas espécies (Tabela 1) (Figura
2). Todo o material biológico foi coletado na natureza, e encontrava-se armazenado no
Laboratório de Genética Evolutiva da Universidade de São Paulo Campus Ribeirão Preto.
Tabela 1: Localidade de procedência e número de indivíduos analisados de populações das espécies
Drosophila serido, Drosophila antonietae
, e de populações presentes na zona de contato.
Espécie Código* Localidade
Coordenadas
Geográficas
Data da Coleta
Nº de
Indivíduos
A03 Junco do Seridó-PB ( 07° 00’ S, 36° 46’ W ) 23 . IV . 1976 10
D05 Cabedelo-PB ( 07º 00’ S, 37° 50’ W ) 27 . IIX . 1983 10
J92 Milagres-BA ( 12° 51’ S, 39° 53’ W ) 23 . III . 2002 10
MUC2 Mucuri-BA ( 18° 05’ S, 39° 32’ W ) --- VII . 2003 10
N22 Macaé-RJ ( 22° 26’ S, 41° 50’ W ) 24 . III . 2004 10
N20 Arraial do Cabo-RJ ( 22° 58’ S, 42° 00’ W ) 24 . III . 2004 10
N17 São Sebastião-SP (CEBIMAR-USP) ( 23° 49’ S, 45° 25’ W ) 09 . X . 2003 10
N19 São Sebastião-SP (Praia de Paúba) ( 23° 48’ S, 45° 33’ W ) 09 . X . 2003 10
N29 São Sebastião-SP (Praia da Juréia) ( 23° 45’ S, 45° 47’ W ) 29 . V . 2005 10
Drosophila
serido
J52 Penha-SC ( 26° 15’ S, 48° 31’ W ) 27 . III . 2002 10
N16 Sertãozinho-SP ( 21° 09’ S, 47° 58’ W ) 01 . IX . 2003 10
J88 Itatiba-SP ( 22° 58’ S, 46° 50’ W ) 28 . II . 2002 10
A69 Cianorte-PR ( 23° 37’ S, 52° 31’ W ) 26 . XII . 1977 10
J27 / J28 Santiago-RS ( 29° 11’ S, 54° 50’ W ) 22 . III . 1998 10
Drosophila
antonietae
VIA1 Viamão-RS ( 30° 06’ S, 51° 01’ W ) --- IV . 2002 10
J22/N08 Florianópolis-SC ( 27° 36’ S, 48° 26’ W ) 31 . III . 2003 30
J23 Arroio Teixeira-RS ( 29° 38’ S, 49° 56’ W ) 22 . III . 1998 30
J26 Osório-RS ( 29° 53’ S, 50° 10’ W ) 22 . III . 1998 30
Zona de
Contato
J25 Tramandaí-RS ( 29° 55’ S, 50° 13’ W ) 22 . III . 1998 30
* Código do registro das coletas realizadas pelo Laboratório de Genética Evolutiva de Drosophila – USP –
Ribeirão Preto – SP – Brasil.
- Preparação das Asas.
Para a análise, foram utilizadas asas direitas de indivíduos machos. As asas foram
retiradas e submersas em uma gota d’água em uma lâmina e seladas com esmalte sob uma
lamínula. As asas montadas em lâminas foram fotografadas com uma câmera digital acoplada
a um estereomicroscopio. As imagens em formato TIFF foram capturadas e salvas no
10
computador com auxílio do programa AxioVision 4.3 (http://www.zeiss.de/C12567BE004
72A5C/EmbedTitelIntern/ReadMeHotfix4d_e/$File/AxioVision_Rel4_3Hotfix4ReadMe.txt).
Figura 2: Posição aproximada dos locais de origem das amostras de populações (Tabela 1) das espécies
Drosophila serido, Drosophila antonietae, e populações pertencentes à zona de contato entre essas duas
espécies, analisadas neste trabalho. .
- Análises Morfométricas.
A morfologia da asa foi estudada com auxílio do método da elipse (Klaczko e Bitner-
Mathé, 1990; Bitner-Mathé e Klaczko 1999a). A precisão do método foi testada, em trabalhos
anteriores (Moraes et al., 2004a; Matta e Bitner-Mathé, 2004), quanto a repetitividade dos
parâmetros da asa, sendo que foram observados altos valores de repetitividade média, ou seja,
em todos os testes realizados, os erros de medição foram praticamente insignificantes.
11
O método da elipse usa as propriedades geométricas de uma elipse, ajustada ao
contorno da asa, para fornecer a descrição de tamanho e de forma, além das posições de dez
intersecções, formadas pela junção das veias longitudinais com a borda da asa e com as veias
transversais. Essas intersecções foram nomeadas como pontos de referência A, B, C, D, E, F,
G, H, I e J (Figura 3). Desta forma são obtidas 17 medidas, sendo:
• Medida geral do tamanho (W
SI
) calculada a partir da média geométrica dos raios a e b
(Figura 3) da elipse (W
SI
= √ a.b). Essa medida representa também o raio de um
círculo com a mesma área da elipse. Essa medida é considerada livre de forma, pois
alterações na forma da elipse não interferem em seu valor;
• Medida geral de forma (W
SH
) calculada pela razão entre os eixos da elipse (b/a; Figura
3). Esta medida indica se a elipse ajustada ao contorno da asa toma uma forma mais
alongada ou mais circular. Quanto mais próximo do valor 1 for o valor W
SH
, mais
próxima da forma circular será a elipse;
• Dez medidas em radianos (
θ
A
,
θ
B
,
θ
C
,
θ
D
,
θ
E
,
θ
F
,
θ
G,
θ
H
,
θ
I
e
θ
J
), as quais indicam os
ângulos formados entre as retas que unem os pontos de referência (de A a J; Figura 3)
ao centro da elipse e o raio a;
• Cinco medidas fornecidas pelas distâncias (D) dos pontos de referência F a J (D
F
, D
G
,
D
H,
D
I
e D
J
; Figura 3) ao centro da elipse. Essas medidas foram incluídas na análise
pelo fato dos pontos de referência F a J estarem situados no interior da asa, podendo
assim alterar as suas posições ao longo das retas que os unem ao centro da elipse, sem
que as medidas
θ
F
a
θ
J
sejam alteradas. Essas distâncias foram ajustadas para o
tamanho usando a relação D / W
SI
.
- Obtenção das Medidas:
As coordenadas cartesianas dos 30 pontos de referência, ao redor da borda de cada asa,
utilizados para o ajuste da elipse, e dos 10 pontos de referência, indicados de A a J (Figura 3),
foram geradas pelo programa TPSDig 2.04 (Rohlf, 2005). Essas coordenadas são os dados de
entrada para o programa Asalk 2.0 (Bitner-Mathé e Klaczko, 1999b), o qual realiza os
cálculos das medidas. O coeficiente de escala foi calculado com as coordenadas obtidas a
partir da imagem de uma lâmina de escala (5+
100
/
100
mm), utilizando este coeficiente, todas as
medidas de distância foram convertidas em milímetros.
12
Figura 3: Asa direita de um macho da espécie Drosophila antonietae, com uma elipse ajustada ao seu
contorno, mostrando os dez pontos de referência utilizados. Para cada ponto, a posição é dada pelo
ângulo formado entre a reta que une o ponto de referência ao centro da elipse e o raio a. Por exemplo, a
posição do ponto de referência B é dada por
θ
B
. B
- Análises Estatísticas.
Com o objetivo de identificar possíveis padrões de variação na morfologia da asa, foi
realizada uma análise dos componentes principais. Esta análise produz novas variáveis não
correlacionadas, ou componentes principais (PC), que reduzem a variação total em poucas
dimensões e expressam os principais padrões de correlação entre variáveis. Apenas os
componentes principais com “eigenvalues” maiores que um foram considerados.
A análise discriminante “stepwise” foi realizada com o objetivo de verificar o grau de
divergência morfológica entre as espécies através das medidas geradas. O teste de Wilk’s
lambda, um dos testes realizados pela análise discriminante “stepwise”, verifica a
significância estatística da discriminação entre os grupos; trata-se de um teste geral para
verificar a diferença entre o conjunto de medidas, e quanto menor o valor de Wilk’s lambda
(variando entre 0 e 1) gerado pelo teste, maior será o grau de separação dos grupos.
A diferença entre cada par de populações foi quantificada através da distância de
Mahalanobis, que é uma medida de distância entre dois pontos no espaço multivariado
definido por duas ou mais variáveis correlacionadas. Esta medida é análoga a medida de
distância Euclidiana, mas ela considera a correlação entre as variáveis, fornecendo assim uma
medida não enviesada. A matriz de distância gerada pela análise de Mahalanobis foi utilizada
em uma análise de agrupamento Neighbor-Joining (Saitou e Nei, 1987), com a finalidade de
se obter um fenograma. Esta análise de agrupamento não examina todas as topologias
13
possíveis, mas procura encontrar sequencialmente vizinhos que minimizem o comprimento
total da árvore. A partir do fenograma obtido, é possível verificar as relações fenéticas intra e
interespecíficas.
Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa Statistica 6.0
(StatSoft, Inc, 2001).
14
IV - Resultados
- Variação interpopulacional em Drosophila serido.
A variação presente nas 17 medidas morfológicas da asa, dos indivíduos analisados neste
trabalho, provenientes de dez localidades caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila
serido (Tabela 1), foi resumida em três componentes principais (Tabela 2), que juntos
representam, aproximadamente, 79,5% da variação total. As medidas morfométricas θ
A
, θ
B,
θ
F
,
θ
G
, D
H
, D
I
e θ
J
estão negativamente correlacionadas com o primeiro PC , enquanto as medidas
morfométricas θ
E
, D
F
, D
G
, θ
H
, θ
I
e
D
J
se mostram positivamente correlacionadas com este
componente principal. As medidas morfométricas θ
C
, θ
D
, D
I
, W
SI
e W
SH
se correlacionam
negativamente com o segundo PC, e as medidas morfométricas θ
B
e θ
C
se correlacionam
positivamente com o terceiro PC.
Tabela 2: Análise dos componentes principais referentes as medidas morfológicas analisadas da asa, de
populações da espécie Drosophila serido analisadas neste trabalho.
Medidas Morfométricas PC 1 PC 2 PC 3
θ
A
-0,863587 0,031025 -0,085173
θ
B
B
-0,628323 -0,041899 0,627601
θ
C
0,059421 -0,675183 0,634256
θ
D
0,447349 -0,745053 0,176618
θ
E
0,835281 -0,193567 -0,222063
θ
F
-0,920784 -0,193881 -0,135917
D
F
0,904395 0,124012 0,008381
θ
G
-0,900106 -0,040377 -0,182296
D
G
0,912043 0,111697 -0,010603
θ
H
0,788257 -0,375223 -0,034000
D
H
-0,842571 -0,236526 -0,048829
θ
I
0,907706 -0,070795 -0,119458
D
I
-0,562246 -0,548990 -0,141428
θ
J
-0,823417 -0,049114 -0,303994
D
J
0,869759 -0,042488 -0,007950
W
SI
-0,305439 -0,766497 -0,091735
W
SH
0,369015 -0,755674 -0,418469
% da Variação Total
55,79407 16,37740 7,35078
Eigenvalue
9,48499 2,78416 1,24963
Com base nos resultados das correlações entre as medidas morfológicas das asas, obtidos
para amostras de populações da espécie Drosophila serido, é possível reconhecer que
aproximadamente 55,8% da variação morfológica da asa é caracterizada pelo posicionamento das
veias longitudinais e transversais. Indivíduos que apresentam os pontos de referência A, B e E
15
(Figura 3) mais próximos a região proximal (θ
A
e θ
B
diminuem, e
θ
E
aumenta), apresentam
também os pontos de referência situados no interior da asa mais próximos desta região (θ
F
, θ
G
e θ
J
diminuem, e θ
H
e θ
I
aumentam), além disso, os pontos de referência F, G e J (Figura 3) se
posicionam mais afastados da região central (D
F
, D
G
e D
J
aumentam) , enquanto que os pontos de
referência H e I (Figura 3) se posicionam mais próximos desta região (D
H
e D
I
diminuem). Uma
parte menor da variação total, aproximadamente 16,4 %, é caracterizada pelo fato de que quanto
menor a asa (W
SI
diminui), mais alongada é a sua forma (W
SH
diminui), os pontos de referência C
e D (Figura 3) se posicionam mais próximos da região anterior, e o ponto de referência I se
posiciona mais próximo da região central da asa. A correlação positiva entre os pontos de
referência B e C, caracteriza aproximadamente 7,4% da variação morfológica total.
A partir da análise da variação presente nas 17 medidas morfológicas da asa, foi possível
discriminar as populações de Drosophila serido aqui analisadas (Wilks’ lambda = 0,0066919; P<
0,0000), sendo que as seis medidas que mais colaboraram para esta discriminação foram
W
SI
,
θ
B
,
θ
D,
D
I
, D
J
, e θ
F
.
O teste de Wilks’ lambda, aplicado em pares de populações, mostrou uma discriminação
significativa (Wilks’ lambda ≤ 0,1377758; P< 0,0000) entre dois grupos de populações (Tabela
3), o primeiro, que será denominado “morfotipo I”, é formado pelas localidades de Arraial do
Cabo-RJ (N20), Macaé-RJ (N22), Junco do Seridó-PB (A03), Cabedelo-PB (D05), Milagres-BA
(J92), e Mucuri-BA (MUC2); e o segundo, que será denominado “morfotipo II”, é formado pelas
localidades de Penha-SC (J52), São Sebastião (CEBIMAR-USP; N17), São Sebastião (Praia de
Paúba; N19) e São Sebastião (Praia da Juréia; N29). Além disso, este teste mostrou que todas as
discriminações entre as populações do grupo denominado “morfotipo II” foram mais
significantes (Wilks’ lambda
≤ 0,2006381; P< 0,0000), do que as encontradas entre as
populações do grupo denominado “morfotipo I” (Wilks’ lambda
≤ 0,7644542; P< 0,0000). Essa
mesma separação das populações desta espécie em dois grupos bem definidos, e a maior
discriminação entre as populações do grupo denominado “morfotipo II”, são também observadas
na distribuição espacial que combina os valores individuais referentes as duas primeiras funções
discriminantes (DF1 e DF2), geradas pela análise discriminante, sobre as medidas morfométricas
da asa das populações da espécie Drosophila serido (Figura 4). Essas duas funções
discriminantes representam juntas aproximadamente 75% da variação total.
16
No fenograma (Figura 5), baseado na distância de Mahalanobis (Tabela 3), é possível
observar a formação de dois agrupamentos principais, sendo o primeiro agrupamento composto
pelas populações do grupo denominado “morfotipo I” e o segundo pelas populações do grupo
denominado “morfotipo II”.
Tabela 3: Matriz de Distância de Mahalanobis (diagonal inferior) e matriz com os valores obtidos com
Wilks’ lambda para pares de populações de Drosophila serido (diagonal superior).
Código A03 D05 J92 Muc2 N22 N20 N17 N19 N29 J52 Código
A03
- 0,1367903 0,7644542 0,1268481 0,3670678 0,3022438 0,0173310 0,0433730 0,0515076 0,0001947
A03
D05
8,17245 - 0,1196561 0,2027733 0,3816151 0,1340127 0,0694765 0,0402698 0,0368760 0,0028188
D05
J92
8,32754 10,27454 - 0,0661745 0,0727929 0,0196265 0,0489371 0,0641262 0,0743159 0,0007539
J92
Muc2
15,48197 12,48492 14,49969 - 0,1367646 0,4062398 0,0000325 0,0117884 0,0215336 0,0285241
Muc2
N22
9,58567 13,56446 7,54162 12,94760 - 0,1681342 0,0008123 0,0958493 0,0704923 0,0511341
N22
N20
8,33705 10,60867 8,36297 6,75211 7,22519 - 0,1377758 0,0113025 0,0178936 0,0732119
N20
N17
23,18319 30,25029 22,92833 39,08707 23,65380 24,76821 - 0,0649791 0,0318131 0,2006381
N17
N19
34,58773 45,30352 28,61957 51,59355 21,66614 35,56607 16,23349 - 0,1889446 0,0350328
N19
N29
34,93596 48,07760 26,57941 45,77074 21,41239 32,74193 26,11488 6,02787 - 0,1097557
N29
J52
23,02312 34,65690 28,99477 46,42760 21,12588 30,86326 13,44776 9,44303 19,31605 -
J52
Figura 4: Diagrama com a distribuição espacial dos valores individuais das duas primeiras funções
discriminantes (DF1 e DF2) geradas pela análise discriminante sobre as medidas morfométricas da asa de
populações da espécie Drosophila serido. Elipses de 95% de confiança foram ajustadas sobre os dados
referentes a cada população analisada.
17
Mucuri-BA (MUC2)
Arraial do Cabo-RJ (N20)
Cabedelo-PB (D05)
Junco do Seridó-PB (A03)
Milagres-BA (J92)
Macaé-RJ (N22)
São Sebastião-SP (CEBIMAR-USP; N17)
Penha-SC (J52)
São Sebastião-SP (Praia de Paúba; N19)
São Sebastião-SP (Praia da Juréia; N29)
5
Figura 5: Análise de Agrupamento Neighbor-Joining das amostras de populações da espécie Drosophila
serido, baseada na distância de Mahalanobis (Tabela 3).
- Variação interpopulacional em Drosophila antonietae.
A variação presente nas 17 medidas morfológicas da asa, dos indivíduos das amostras das
cinco localidades caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila antonietae (Tabela 1), foi
resumida em três componentes principais (Tabela 4), que juntos representam, aproximadamente,
82,8% da variação total. As medidas morfométricas θ
A
, θ
B,
θ
F
, θ
G
, D
H
, D
I
, θ
J
e W
SI
estão
negativamente correlacionadas com o primeiro PC, enquanto as medidas morfométricas θ
E
, D
F
,
D
G
, θ
H
, θ
I
,
D
J
e W
SH
se mostram positivamente correlacionadas com este componente principal.
As medidas morfométricas θ
C
e θ
D
se correlacionam positivamente com o segundo PC. O terceiro
PC, que representa aproximadamente 8,9 % da variação total, expôs apenas correlações com
valores inferiores a 0,5 entre as medidas morfológicas analisadas.
Os resultados das correlações entre as medidas morfológicas das asas, obtidos para as
amostras de populações da espécie Drosophila antonietae, nos permitem observar que
aproximadamente 62,7 % da variação morfológica da asa é caracterizada pelo fato de que quanto
menor a asa (W
SI
diminui), menos alongada é a sua forma (W
SH
aumenta). Em indivíduos que
apresentam as asas mais arredondadas, os pontos de referência A, B e E (Figura 3) se mostram
mais próximos da região proximal (θ
A
e θ
B
diminuem, e
θ
E
aumenta), os pontos de referência
situados no interior também se apresentam mais próximos desta região (θ
F
, θ
G
e θ
J
diminuem, e
θ
H
e θ
I
aumentam), além disso, os pontos de referência F, G e J (Figura 3) se posicionam mais
afastados da região central (D
F
, D
G
e D
J
aumentam), enquanto que os pontos de referência H e I
18
(Figura 3) se posicionam mais próximos desta região (D
H
e D
I
diminuem). Aproximadamente
11,2 % da variação total é caracterizada pela correlação positiva entre os pontos de referência C e
D (Figura 3).
Tabela 4: Análise dos componentes principais referentes as medidas morfológicas analisadas da asa, de
populações da espécie Drosophila antonietae analisadas neste trabalho.
Medidas Morfométricas PC 1 PC 2 PC 3
θ
A
-0,851722 0,113910 0,447561
θ
B
B
-0,688130 0,243223 -0,429152
θ
C
-0,068458 0,872564 -0,296751
θ
D
0,377972 0,837471 -0,033479
θ
E
0,838095 0,331184 0,211438
θ
F
-0,936863 0,175521 0,247534
D
F
0,900029 -0,091125 -0,068138
θ
G
-0,890792 0,121968 0,329771
D
G
0,915069 -0,102446 -0,059239
θ
H
0,866312 0,134248 0,014746
D
H
-0,859045 -0,016418 -0,326797
θ
I
0,921922 0,148473 0,258593
D
I
-0,711724 0,065500 -0,472814
θ
J
-0,792732 0,146986 0,490128
D
J
0,910276 -0,003260 -0,242103
W
SI
-0,744729 0,174479 -0,088817
W
SH
0,663000 0,313161 0,326650
% da Variação Total
62,72763 11,19869 8,86712
Eigenvalue
10,66370 1,90378 1,50741
As populações de Drosophila antonietae, aqui analisadas, foram discriminadas a partir da
variação presente nas 17 medidas morfológicas da asa (Wilks’ lambda
= 0,0434154; P< 0,0000),
sendo que as três medidas que mais colaboraram para esta discriminação foram
θ
A
, θ
H
e θ
J
.
O teste de Wilks’ lambda, aplicado em pares de populações (Tabela 5), confirma a
discriminação significante (Wilks’ lambda
≤ 0,322027; P< 0,0000) entre as populações desta
espécie, e nos permite observar que a população da localidade VIA1 é a mais diferenciada
(Wilks’ lambda
≤ 0,220202; P< 0,0000) dentre as demais. Essa maior diferenciação da população
da localidade VIA1 é facilmente observada na distribuição espacial que combina os valores
individuais referentes as duas primeiras funções discriminantes (DF1 e DF2),
geradas pela análise
discriminante, sobre as medidas morfométricas da asa das populações analisadas (Figura 6).
Essas duas funções discriminantes representam juntas aproximadamente 72% da variação total.
No fenograma (Figura 7) baseado na distância de Mahalanobis (Tabela 5) observa-se a
formação de dois agrupamentos, o primeiro formado pelas amostras de populações das
19
localidades de Itatiba-SP (J88), Sertãozinho-SP (N16) e Cianorte-PR (A69), e o segundo formado
pelas amostras de populações das localidades de Santiago-RS (J27/J28) e Viamão-RS (VIA1).
Tabela 5: Matriz de Distância de Mahalanobis (diagonal inferior) e matriz com os valores obtidos com
Wilks’ lambda para pares de populações de Drosophila antonietae (diagonal superior).
Código
N16 J88 A69 J27/28 Via1
Código
N16
- 0,007534 0,262443 0,075485 0,018765
N16
J88
7,47933 -
0,202718 0,322027 0,084677
J88
A69
10,76963 12,54230
- 0,123294 0,220202
A69
J27/28
10,96902 8,58109 13,23243 -
0,047559
J27/28
Via1
12,65619 20,08151 22,66205 12,02900
-
Via1
Figura 6: Diagrama com a distribuição espacial dos valores individuais das duas primeiras funções
discriminantes (DF1 e DF2), geradas pela análise discriminante sobre as medidas morfométricas da asa de
populações da espécie Drosophila antonietae. Elipses de 95% de confiança foram ajustadas sobre dois
grupos de valores bem definidos e separados pela primeira função discriminante.
20
Itatiba-SP (J88)
Cianorte-PR (A69)
Sertãozinho-SP (N16)
Santiago-RS (J27/28)
Viamão-RS (VIA1)
2
Figura 5: Análise de Agrupamento Neighbor-Joining das amostras de populações da espécie Drosophila
antonietae, baseada na distância de Mahalanobis (Tabela 5).
- Variação morfológica entre as espécies Drosophila serido e Drosophila
antonietae.
A variação interespecífica na morfologia da asa foi verificada utilizando indivíduos de
populações das localidades de Milagres-BA e Itatiba-SP, caracterizadas pela ocorrência das
espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae, respectivamente.
A discriminação entre essas duas espécies foi significativa (Wilks’ lambda
2
= 0,0624516;
P< 0,0003), sendo que as seis medidas que mais colaboraram para esta discriminação foram
W
SI
,
θ
A
,
θ
D
, W
SH
e θ
F
(Figura 6).
Figura 6: Elipses médias para Drosophila antonietae (elipse externa de cor cinza) e Drosophila serido
(elipse interna e de cor preta). As elipses foram sobrepostas pelos seus pontos zero no eixo cartesiano. Os
pontos A-J são os pontos de referência usados neste trabalho (Figura 3).
O valor da distância de Mahalanobis (D
2
), entre os centróides das duas populações dessas
espécies, é alto (D
2
= 60,0496; p-level = 0,0002928458), este resultado também pode ser
observado na distribuição espacial da função discriminante (Figura 7), gerada pela análise
21
discriminante, em que os valores referentes a cada população de cada espécie estão bem
separados.
Observando o fenograma de similaridade morfológica (Figura 8), obtido a partir da matriz
de Distância de Mahalanobis para todas as amostras utilizadas neste trabalho, nota - se a
formação de três agrupamentos: um agrupamento formado pelas populações do grupo
denominado “morfotipo I” da espécie Drosophila serido, um segundo agrupamento formado
pelas populações da espécie Drosophila antonietae, e um terceiro agrupamento, situado em um
ramo externo aos dois anteriores, formado somente pelas populações do grupo denominado
“morfotipo II” da espécie Drosophila serido.
Figura 7: Diagrama com a distribuição espacial dos valores individuais da função discriminante (DF),
gerada pela análise discriminante, obtida a partir das medidas morfológicas da asa de indivíduos das
populações das localidades de Itatiba-SP (Drosophila antonietae; J88) e Milagres-BA (Drosophila serido;
J92).
22
Junco do Seridó-PB (A03)
Cabedelo-PB (D05)
Mucuri-BA (MUC2)
Macaé-RJ (N22)
Milagres- BA (J9 2)
Arraial do Cabo-RJ (N20)
Santiago-RS (J27/J28)
Itatiba-SP (J88)
Sertãozinho-SP (N16)
Cianorte-PR (A69)
Viamao-RS (VIA1)
São Sebastião-SP (CEBIMAR-USP; N17)
Penha- SC (J52)
São Sebastião-SP (Praia de Paúba; N19)
São Sebastião-SP (Praia da Jureia; N29)
2
Figura 8: Análise de Agrupamento Neighbor-Joining da amostra total de populações utilizadas neste
trabalho, baseada na distância de Mahalanobis obtida a partir das 17 medidas morfométricas da asa.
- Variação morfológica interpopulacional na zona de contato.
A variação interpopulacional dentro da zona de contato, descrita para as espécies
Drosophila serido e Drosophila antonietae no litoral dos estados de Santa Catarina e Rio Grande
do Sul, foi verificada utilizando as amostras das populações das localidades de Florianópolis-SC
(N08/J22), Tramandaí-RS (J25), Osório-RS (J26) e Arroio Teixeira-RS (J23). Além das amostras
de populações pertencentes a essa zona de contato, as amostras de populações pertencentes as
localidades de Milagres-BA (J92) e Itatiba-SP (N16) foram utilizadas para representar as
espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae, respectivamente. As amostras das
populações das localidades de Viamão-RS (Drosophila antonietae; VIA1) e Penha-SC
(Drosophila serido; J52), foram incluídas na análise por estarem localizadas geograficamente
mais próximas da zona de contato (Figura 1).
A discriminação entre as populações pertencentes à zona de contato foi significativa
(Wilk’s λ = 0,1351680; P< 0,0000), sendo que todas as medidas morfológicas das asas
analisadas neste trabalho foram utilizadas nesta discriminação. Todavia, os resultados obtidos
pelo teste de Wilk’s lambda (Tabela 6), aplicado a pares de populações mostrou que praticamente
não existe discriminação entre as populações das localidades de Arroio Teixeira-RS (J23),
Tramandaí-RS (J25) e Osório-RS (J26) (Wilk’s λ ≥ 0,5664076; P< 0,0000), mas existe
discriminação significante (Wilk’s λ ≤ 0,2064262; P< 0,0000) entre essas três populações e a
23
população da localidade de Florianópolis-SC (N08/J22), também pertencente a essa zona de
contato. Quando comparadas com as populações de Drosophila serido e Drosophila antonietae,
utilizadas nesta análise, as populações da zona de contato analisadas, podem ser consideradas
como populações distintas (Tabela 6).
Tabela 6: Matriz de Distância de Mahalanobis (diagonal inferior) e matriz com os valores obtidos com
Wilks’ lambda para pares de populações das espécies Drosophila antonietae, Drosophila serido e
populações da zona de contato entre estas duas espécies (diagonal superior).
Código J92 J52 J88 Via1 J22/N08 J23 J26 J25 Código
J92
- 0,0007539 0,0624516 0,0733957 0,1335377 0,1306516 0,1154648 0,1991329
J92
J52
21,40340 - 0,0557981 0,1524937 0,2165631 0,1704206 0,1146835 0,3069373
J52
J88
15,14793 21,44684
-
0,084677 0,3567201 0,3146298 0,1430018 0,4132377
J88
Via1
23,08803 28,29561 11,38410
-
0,2122095 0,2947983 0,1920611 0,3215760
Via1
J22/N08
10,89535 13,16007 12,94916 15,57178 - 0,1340245 0,1030330 0,2064262
J22/N08
J23
22,74735 17,19898 10,36248 13,30476 22,18565 - 0,7058133 0,7338037
J23
J26
30,46719 21,40880 16,68463 13,26838 25,71842 1,94680 - 0,5664076
J26
J25
17,47316 13,84814 9,68858 11,06520 17,04439 1,42245 3,76809 -
J25
Com base na primeira função discriminante, gerada pela análise discriminante, que
representa aproximadamente 61% da variação total, é possível observar que, com exceção da
população da localidade de Florianópolis-SC (N08/J22), todas as outras populações da zona de
contato são morfologicamente similares às populações da espécie Drosophila antonietae (Itatiba-
SP (J88) e Viamão-RS (VIA1)) (Figura 9), e a morfologia da asa da população da localidade de
Florianópolis-SC (N08/J22) se assemelha com a morfologia da asa de populações de Drosophila
serido (Milagres-BA (J92) e Penha-SC (J52)). Com base na segunda função discriminante, que
representa aproximadamente 16% da variação total, é possível observar que a população da
localidade de Florianópolis-SC (N08/J22) é morfologicamente mais semelhante a população da
localidade de Milagres-BA (J92), localidade tipo de Drosophila serido, do que à localidade de
Penha-SC (J52) (Figura 9), que está geograficamente localizada mais próxima à população da
localidade de Florianópolis-SC (N08/J22) (Figura 2).
No fenograma (Figura 10), baseado na distância de Mahalanobis (Tabela 6), observa-se a
formação de dois agrupamentos: o primeiro formado pelas populações das localidades de Arroio
Teixeira-RS (J23), Tramandaí-RS (J25) e Osório-RS (J26), pertencentes a zona de contato, e as
populações das localidades de Itatiba-SP (J88) e Viamão-RS (VIA1), que representam a espécie
Drosophila antonietae; e o segundo pela população da localidade de Florianópolis-SC (N08/J22),
pertencente a zona de contato, e pelas populações das localidades de Milagres-BA (J92) e Penha-
SC (J52), que representam a espécie Drosophila serido.
24
-4-20246
DF 1
-05
-04
-03
-02
-01
00
01
02
03
04
05
DF 2
Figura 9: Diagrama com a distribuição espacial dos valores individuais das duas primeiras funções
discriminantes (DF1 e DF2), geradas pela análise discriminante sobre as medidas morfométricas da asa de
populações das espécies Drosophila antonietae, Drosophila serido, e populações pertencentes a zona de
contato. Sobre cada uma das distribuições, referentes a cada população, foram ajustadas elipses de 95% de
confiança.
Viamão-RS (VIA1)
Tramandaí-RS (J25)
Osório-RS (J26)
Arroio Teixeira-RS (J23)
Itatiba-SP (J88)
Milagres-BA (J92)
Florianópolis-SC (J22/N08)
Penha-SC (J52)
2
Figura 10: Análise de Agrupamento Neighbor-Joining das amostras de populações da espécie Drosophila
antonietae, Drosophila serido, e populações da zona de contato (Tabela 1), baseada na distância de
Mahalanobis obtida a partir das 17 medidas morfométricas da asa.
25
V - Discussão e Conclusões
No presente trabalho, foram analisadas as asas direitas de indivíduos machos provenientes
de dez localidades caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila serido, cinco localidades
caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila antonietae, e quatro localidades
pertencentes à zona de contato descrita para estas duas espécies, nas regiões litorâneas dos
estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, totalizando uma amostra de 270 indivíduos,
sendo trinta indivíduos de cada localidade pertencente à zona de contato e dez indivíduos de cada
localidade caracterizada pela ocorrência das espécies Drosophila serido ou Drosophila
antonietae. Com o objetivo de caracterizar populações das espécies Drosophila antonietae e
Drosophila serido, através da morfologia da asa, e de acrescentar informações sobre a história
evolutiva destas espécies e das populações da zona de contato descrita para elas nas regiões
litorâneas dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, os dados referentes às medidas
morfométricas da asa, obtidas com auxílio do método da elipse, foram analisados utilizando a
análise dos componentes principais, análise discriminante “stepwise” e análise de agrupamento
Neighbor-Joining.
As espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae apresentaram um padrão geral de
variação na morfologia da asa muito semelhante aos observados em outras espécies de
Drosophila (Bitner-Mathé e Klaczko, 1999a, 1999b; Matta e Bitner-Mathé, 2004). Em geral, os
resultados obtidos na análise da morfologia da asa das populações de ambas as espécies,
demonstraram que em indivíduos que apresentaram as asas mais alongadas, a extremidade da
primeira, segunda e quinta veias longitudinais tornaram-se mais próximas umas das outras na
região distal da asa. Além disso, as intersecções das veias longitudinais com as veias transversais
tomaram um posicionamento mais próximo à região anterior da asa. Acredita-se que essa grande
semelhança no padrão de deformação da morfologia da asa, entre diferentes espécies do gênero
Drosophila, deva-se ao fato de que o posicionamento das veias alares é estabelecido por uma
complexa hierarquia transcripcional. Essas respostas celulares a morfogenes como
Decapentaplegic, Wingless e Hedgehog, entre outros, formam gradientes morfogênicos que irão
delimitar os locais onde se dará a formação das veias alares (Bier, 2000; Crozatier et al., 2004;
Strigini e Cohen, 1999).
26
Em ambas as espécies aqui analisadas o primeiro PC, que geralmente é interpretado como
variação de tamanho, explicou a maior parte da variação morfológica, concordando com vários
outros estudos, onde o tamanho é a principal parte da variação (Bookstein et al, 1985; Bitner-
Mathé e Klaczko, 1999). A correlação entre as medidas C e D com o segundo PC, o qual
geralmente é interpretado como variação de forma, livre de tamanho, também foi observada em
outros trabalhos (Bitner-Mathé e Klaczko, 1999; Bitner-Mathé et al, 1995). A medida
morfométrica C foi a que apresentou a correlação mais baixa com o primeiro PC, com valores
próximos à zero nas duas espécies, correlacionando-se com o segundo ou terceiro PC, os quais
representam apenas uma pequena parte da variação total. Acredita-se que a baixa variação
observada nessa medida morfológica, o que também foi relatado em outros estudos (Bitner-
Mathé and Klaczko, 1999, Gilchrist et al, 2000; Hoffmann and Shirriffs, 2002; Matta and Bitner-
Mathé, 2004), deve-se ao fato de que quando a asa apresenta um formato mais alongado ela sofre
uma contração da parte distal. Essa contração faz com que os pontos de referência, associados ao
posicionamento das veias longitudinais, se apresentam mais próximos uns dos outros na parte
distal da asa, com exceção da terceira veia longitudinal, que parece manter a sua posição (Matta
and Bitner-Mathé, 2004). A correlação fenotípica entre as medidas morfológicas W
SI
e W
SH
foi
diferente em cada espécie, o que pode ser explicado por não haver nenhuma evidência para uma
contribuição genética na correlação entre essas medidas (Matta and Bitner-Mathé, 2004;
Zimmerman et al., 2000), ao contrário da correlação entre W
SH
e o posicionamento das veias
longitudinais.
A espécie Drosophila serido mostrou uma alta variação morfológica interpopulacional,
sendo esta variação suficiente para dividir esta espécie em dois grupos de populações: o primeiro,
denominado “morfotipo I”, é formado pelas localidades de Arraial do Cabo-RJ, Macaé-RJ, Junco
do Seridó-PB, Cabedelo-PB, Milagres-BA, e Mucuri-BA; e o segundo, denominado “morfotipo
II”, é formado pelas localidades de Penha-SC, São Sebastião (CEBIMAR-USP), São Sebastião
(Praia de Paúba) e São Sebastião (Praia da Juréia), sendo que neste segundo grupo a maioria das
discriminações entre as populações é mais significante do que a discriminação interespecífica
encontrada neste estudo. A divisão dessa espécie em dois grupos distintos já foi sugerida em
trabalhos anteriores (Baimai et al., 1983; Biffi et al., 2001; de Brito et al., 2002a; Manfrin et al.,
2001; Morales, 2005; Ruiz e Wasserman, 1993; Ruiz et al., 2000). Entretanto não existe uma
concordância total entre as informações obtidas pelos marcadores utilizados a respeito das
populações que formam cada um desses grupos.
27
Os dados provenientes da análise de inversões cromossômicas (Ruiz e Wasserman, 1993;
Ruiz et al., 2000) divide as populações dessa espécie em dois grupos: o grupo de populações do
interior do nordeste e o grupo de populações do litoral do Brasil, em que as populações de
Florianópolis-SC e Guaratuba-SP compartilham um arranjo cromossômico derivado (2x
7
y
9
x
8
w
8
)
e as populações ao sul de Florianópolis-SC até o litoral do estado do Rio Grande do Sul possuem
o arranjo cromossômico ancestral (2x
7
y
9
). As informações obtidas no presente trabalho agrupam
a amostra da localidade de Florianópolis-SC com a amostra da localidade de Milagres-BA, mas
agrupam a amostra da localidade de Penha-SC com as populações das localidades do litoral do
estado de São Paulo. Neste caso, com relação a localidade de Florianópolis-SC, não existe uma
concordância entre os dados provenientes da análise de inversões cromossômicas e da análise da
morfologia da asa.
A análise de cromossomos metafásicos (Baimai et al., 1983; Biffi et al., 2001) mostra que
no interior do nordeste as populações possuem o mesmo tipo de placa metafásica, mas que no
litoral cada população apresenta um tipo de placa metafásica. A análise da morfologia da asa
também mostrou uma variação significativa entre as populações de localidades litorâneas, mas
agrupou as populações das localidades do litoral dos estados do Rio de Janeiro e Bahia com as
populações do interior do nordeste, sugerindo uma quebra na distribuição da variação na região
entre os estados de São Paulo e Rio de Janeiro.
A comparação entre os dados obtidos a partir da análise da morfologia da asa e da
variação haplotípica mitocondrial também apresenta informações concordantes e discordantes. A
variação mitocondrial sugere uma proximidade entre a localidade Florianópolis-SC com as
populações do interior do nordeste, o que concorda com os dados obtidos no presente trabalho,
mas a variação morfológica da asa agrupa a população da localidade de Penha-SC com as
populações das localidades do litoral do estado de São Paulo, enquanto que a variação haplotípica
mitocondrial sugere uma proximidade entre a localidade Penha-SC com localidade de
Florianópolis-SC e as localidades do interior do nordeste. Além disso, a análise da morfologia da
asa agrupou as populações das localidades do litoral dos estados do Rio de Janeiro e Bahia com
as populações das localidades do interior do nordeste, enquanto a análise de haplótipos
mitocondriais (Manfrin et al., 2001; de Brito et al., 2002a; Morales, 2005) agrupou essas
populações litorâneas com as populações das localidades do litoral do estado de São Paulo.
28
Os resultados obtidos a partir da análise de marcadores diversos (Baimai et al., 1983; Biffi
et al., 2001; de Brito et al., 2002a; Franco et al., 2006; Manfrin et al., 2001; Morales, 2005; Ruiz
e Wasserman, 1993; Ruiz et al., 2000) sugeriram, assim como os dados obtidos a partir da análise
da morfologia da asa, que a espécie Drosophila serido possui uma forte estrutura populacional,
sendo considerada politípica para todos os marcadores já utilizados. Além disso, a significante
discriminação entre as populações de Drosophila serido localizadas no litoral brasileiro corrobora
os dados provenientes da análise da variabilidade haplotípica mitocondrial (Morales, 2005), que
demonstrou que as divisões populacionais na espécie Drosophila serido coincidem com a divisão
da costa em macrocompartimentos geológicos, sugerindo eventos de isolamento geográfico na
diferenciação dessas populações.
As medidas W
SI
,
θ
B
, θ
D
, e D
I
, as quais tiveram maior peso na discriminação
intraespecífica, estão correlacionadas com o segundo e terceiro PC, indicando que as
discriminações interpopulacionais foram baseadas na forma da asa, e não no tamanho. Isto é um
fato importante, pois indica que essas discriminações interpopulacionais estão, em sua maior
parte, relacionadas aos eventos evolutivos presentes na história das populações desta espécie, isto
porque se acredita que, considerando influencias ambientais na variação morfológica, a forma da
asa é mais canalizada (Bitner-Mathé and Klaczko, 1999), isto é, o tamanho varia
consideravelmente mais do que a forma, que é mais conservada.
Ao contrário do que foi observado na espécie Drosophila serido, as medidas
morfométricas que tiveram maior peso na discriminação entre as populações da espécie
Drosophila antonietae estão fortemente correlacionadas com o primeiro PC, ou seja, as
discriminações interpopulacionais nesta espécie foram baseadas no tamanho, e não na forma da
asa. Por tanto, a presença de uma variação interpopulacional significativa nesta espécie pode ser
nada mais que um reflexo da influência de pressões ambientais locais sobre algumas
características da morfologia da asa. Sendo assim, a menor influência de eventos históricos na
variação morfológica interpopulacional observada nessa espécie poderia ser explicada pelo
isolamento recente das suas populações (Machado, 2003; Mateus e Sene, 2003; Monteiro e Sene,
1995), ou pela existência de fluxo gênico entre as elas, tornando difícil um processo de
diferenciação interpopulacional (Machado, 2003; Mateus e Sene, 2003; Monteiro e Sene, 1995;
Tidon-Sklorz e Sene, 2001). Entretanto, os resultados aqui obtidos sugeriram a formação de dois
grupos de populações: o primeiro composto pelas amostras de populações das localidades de
29
Itatiba-SP, Sertãozinho-SP e Cianorte-PR, e o segundo composto pelas amostras de populações
das localidades de Santiago-RS e Viamão-RS, corroborando os dados provenientes da análise da
diversidade haplotípica mitocondrial do gene Citocromo Oxidase I (De Brito et al., 2002a), que
sugeriu a divisão das populações da espécie Drosophila antonietae em dois grupos: um formado
por populações da área norte de distribuição da espécie e um outro formado por populações da
área sul, do interior e da costa do estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina.
O sucesso na utilização da morfologia da asa como marcador taxonômico foi mais uma
vez comprovado quando analisados indivíduos de populações das localidades de Milagres-BA e
Itatiba-SP, caracterizadas pela ocorrência das espécies Drosophila serido e Drosophila
antonietae, respectivamente. Pois, assim como em um trabalho anterior (Moraes et al., 2004b), a
variação presente nesse caractere morfológico foi suficiente para encontrar uma marcante
divergência quantitativa na morfologia da asa entre as espécies Drosophila serido e Drosophila
antonietae. Além disso, a diferenciação significativa na morfologia da asa entre essas duas
espécies do “cluster” buzzatii se manteve mesmo quando analisadas várias amostras de
populações caracterizadas pela ocorrência da espécie Drosophila serido ou Drosophila
antonietae, reforçando a qualidade desse caractere morfológico como marcador taxonômico. A
discriminação entre essas espécies foi baseada tanto na forma quanto no tamanho da asa, e as
diferenças na morfologia da asa foram atribuídas principalmente ao fato de que a asa de
Drosophila antonietae é maior e mais alongada do que a de Drosophila serido (Figura 6). Além
disso, com exceção da terceira veia longitudinal, todas as outras veias alares aqui analisadas
apresentam diferenças interespecíficas em seus posicionamentos, principalmente a primeira e a
quarta veias longitudinais.
Os resultados obtidos neste trabalho não confirmaram a existência de uma zona de contato
entre as espécies Drosophila serido e Drosophila antonietae nas regiões litorâneas dos estados de
Santa catarina e Rio Grande do Sul, mas caracterizaram as populações analisadas dessa zona de
contato, como populações distintas e separadas das populações das espécies Drosophila serido e
Drosophila antonietae. Todas as discriminações realisadas foram baseadas tanto na forma quanto
no tamanho da asa, evidenciando tanto aspectos históricos quanto ambientais entre essas
populações.
Entre as populações da zona de contato situadas no estado do Rio Grande do Sul (Arroio
Teixeira, Tramandaí e Osório) não foi observada divergência alguma na morfologia da asa.
30
Entretanto, entre essas três populações e a população da localidade de Florianópolis-SC, foi
observada uma divergência interpopulacional significativa, o que corrobora os dados obtidos na
análise das inversões cromossômicas polimórficas (Ruiz et al., 2000), em que as populações da
zona de contato, situadas no estado do Rio Grande do Sul apresentaram os arranjos
cromossômicos 2x
7
y
9
(Drosophila serido) e 2x
7
z
8
(Drosophila antonietae), e a população da
localidade de Florianópolis-SC, caracterizada como pertencente à zona de contato pela análise de
haplótipos mitocondriais e aloenzimas (Morales et al., 2004), apresentou o arranjo cromossômico
2x
7
y
9
x
8
w
8
, característico da espécie Drosophila serido.
Nas populações da zona de contato,
situadas no estado do Rio Grande do Sul, foi observada uma maior semelhança morfológica com
as populações de Drosophila antonietae, e a população de Florianópolis – SC apresentou maior
semelhança morfológica com a população de Milagres – BA, localidade tipo para Drosophila
serido. As semelhanças morfológicas entre essas populações da zona de contato e as respectivas
espécies podem ser explicadas pela freqüência de representantes da espécie Drosophila serido ou
Drosophila antonietae que compõem essas populações. Algumas hipóteses consideram o interior
da Bahia como região de origem da linhagem ancestral da espécie Drosophila serido (De Brito et
al., 2002a), e que esta espécie tenha colonizado o litoral brasileiro no sentido norte – sul,
enquanto que a espécie Drosophila antonietae teria colonizado a região da Bacia do Paraná no
sentido norte-sul, chegando ao litoral brasileiro pela depressão Rio Grandense e colonizando o
litoral no sentido sul-norte. Com base nesses “sentidos de colonização”, além da influência de
aspectos ecológicos locais, torna-se mais claro o porquê das diferentes freqüências de
representantes da espécie Drosophila serido ou Drosophila antonietae que compõem essas
populações da zona de contato.
Todos esses resultados nos mostram o quão complexa é a história evolutiva da espécie
Drosophila serido e da formação da zona de contato entre ela e a espécie Drosophila antonietae.
A provável especiação alopátrica dessas duas espécies, as possíveis subseqüentes expansões de
área de ocorrência das populações destas espécies, a formação de uma zona de contato secundária
entre elas, aliadas a eventos de isolamento geográfico com diferenciação genética, os quais
podem ter culminado na grande divergência interpopulacional observada na espécie Drosophila
serido, nos mostra o quão importante é o entendimento dos processos envolvidos na dinâmica
evolutiva das populações destas duas espécies do “cluster” buzzatii.
31
Por fim, tendo em vista todos os resultados obtidos no presente trabalho, assim como os
obtidos em outros trabalhos já realizados (Moraes et al., 2004b), e considerando os níveis e a
distribuição da variação observada, a morfologia da asa pode ser considerada um marcador
apropriado para acessar a variação interespecífica e interpopulacional existente no “cluster”
buzzatii, apresentando, além de um alto valor taxonômico, uma grande importância na
compreensão dos aspectos históricos que permearam a distribuição e diversificação das espécies
desse “cluster”.
32
VI - Bibliografia
Ab’Saber, A.N. 1977. Os domínios morfoclimáticos da América do Sul. Geomorfol. 52:1-23.
Adams, D.C., Funk, D.J. 1996: Morphometric inferences on sibling species and sexual dimorphism in
Neochlamisus bebbianae leaf beetles: multivariate applications of the thin-plate spline. Syst.
Biol. 46: 180–194.
Allen, G.E. 1975. The introduction of Drosophila into the study of heredity and evolution: 1900-1910.
Isis. 66 (3): 322-333.
Ansorge, J. 1994. Tanyderidae and Psychodidae (Insecta: Díptera) from the lower Jurassic of the
northeastern Germany. Paläont. Z. 68: 199-209.
Ayala, F.J. 1965. Sibling species of the Drosophila serrata group. Evolution 19: 538-545.
Baimai, V., Sene, F.M., Pereira, M.A.Q.R. 1983. Heterochromatin and karyotipic differentiation of
some neotropical cactus-breedind species of the Drosophila repleta species group. Genética
60: 81-92.
Barton, N.H. 2001. Speciation. Trends. Ecol. Evol. 16: 325
Barker J.S.F., Sene F.M., East P.P., Pereira M.A.Q.R. 1985. Allozyme and chromossomal
polymorphism of Drosophila buzzatii in Brazil and Argentina. Genética 67: 161-170.
Bier, E. 2000. Drawing lines in the Drosophila wing: initiation of wing vein development. Curr.
Opin. Genet. Dev. 10(4):393-398.
Biffi, F., Kuhn, G.C.S., Morales, A.C., Manfrin, M.H., Sene, F.M. 2001. Padrão cariotipico de uma
area de contato entre as espécies cactófilas Drosophila serido e Drosophila antonietae (Grupo
Repleta). Resumos do 49º Congresso Brasileiro de Genética.
Bitner-Mathé, B.C., Peixoto, A.A., Klaczko, L.B. 1995. Morphological variation in a natural
population of Drosophila mediopunctata: altitudinal cline, temporal changes and influence of
chromosome inversions. Heredity 75: 54-61.
Bitner-Mathé, B.C., Klaczko, L.B. 1999a. Plastitcity of Drosophila melanogaster wing morphology:
effects of sex, temperature and density. Genética 105: 203-210.
Bitner-Mathé, B.C., Klaczko, L.B. 1999b. Size and shape heritability in natural populations of
Drosophila mediopunctata: temporal and microgeographical variation. Genetica 105:35-42.
Bizzo, N.M.V. 1983. Estudo sobre a biologia e isolamento em Drosophila serido. Dissertação de
Mestrado. Instituto de Biociências. Univ. de São Paulo.
33
Bookstein, F.,Chernoff, B., Elder, R., Humphries, J., Smith, G., Strauss, R. 1985. Morphometrics in
evolutionary biology. Academy of Natural Sciences. Philadelphia, PA.
Cansian, A.M. 1997. Diferenciação e simpatria em populações de Drosophila serido (Diptera,
Drosophilidae) no litoral sul do Brasil. Dissertação de Mestrado. FFCLRP. Univ. de São
Paulo.
Cavicchi, S., Giorgi, G., Natali, V., Guerra, D. 1991. Temperature-related divergence in experimental
populations of Drosophila melanogaster. III. Fourier and centroid analysis of wing shape and
relationship between shape variation and fitness. J.Evol Biol 4: 141-159.
Corrêa, I.C.S. 1996. Lês variations du niveau de la mer Durant lês deniers 17.500 ans BP:l’exemple de
la plate-forme continentale du Rio Grande do Sul – Brésil. Marine Geology 130: 163-178.
Coyne, J.A., Beecham, E. 1987. Heritability of two morphological characters within and among
natural populations of Drosophila melanogaster. Genetics 117: 727-737.
Crozatier, M., Glise, B., Vicent, A. 2004. Patterns in evolution: veins of the Drosophila wing..
Trends. Genet. 20(10):498-505.
David, J., Bocquet, C., Scheemaeker-Louis, M. 1977. Genetic latitudinal adaptation of Drosophila
melanogaster: new discriminative biometrical traits between European and equatorial African
populations. Genet. Res. 30: 247-255.
De Brito, R.A., Manfrin, M.H., Sene, F.M. 2002a. Nested cladistic analysis of brasilian populations of
Drosophila serido. Mol. Phylogenet. Evol. 22: 131-143.
De Brito, R.A., Manfrin, M.H., Sene, F.M. 2002b. Mitochondrial DNA phylogeography of Brazilian
populations of Drosophila buzzatii. Gen. Mol. Biol. 25: 161-171.
Diniz-Filho, J.A.F., Malaspina, O. 1995. Evolution and population structure of africanized honeybees
in Brazil: evidence from spatial analysis of morphometric data. Evolution 49: 1172-1179.
Esguícero, A.L.H., Manfrin, M.H. 2005. Variações Morfométricas entre populações de Drosophila
serido e Drosophila antonietae (Diptera; Drosophilidae). Resumos do 51º Congresso
Brasileiro de Genética.
Fontdevila, A., Pla, C., Hasson, H., Wasserman, W., Sanches, A., Naveira, H., Ruiz, A., 1988.
Drosophila kopferae: a new member of Drosophila serido (Diptera: Drosophilidae)
superspecie taxon. Ann Entomol Soc. Am 81:380-385
Franco, F.F., Prado, P.R.R., Sene, F.M., Costa, L.F., Manfrin, M.H. 2006. Aedeagus morphology as a
discriminant marker in two closely related Cactophilic species of Drosophila (Diptera;
Drosophilidae) in South America. An. Acad. Bras. Ciênc.78: 203-212.
Gilchrist, A.S., Azevedo, R.B.R., Partridge, L., O’Higgins, P. 2000. Adaptation and constraint in the
evolution of Drosophila melanogaster wing shape. Evol Dev 2: 114-124.
34
Hass, H.L., Tolley, K.A. 1998. Geographic variation of wing morphology in three Eurasian
populations of the fruit fly, Drosophila lummei. J. Zool. 245: 197-203.
Hoffmann, AA., Shirriffs, J. 2002. Geografical variation for wing shape in Drosophila serrata.
Evolution 56: 1068-1073.
Imasheva, A.G., Bubli, O.A, Lazenby, O.E., Zhivotovsky, L.A.1995. Geographic diferentiation in
wing shape in Drosophila melanogaster. Genetica 96: 303-306.
Klaczko, L.B., Bitner-Mathé, B.C., 1990. On the edge of a wing. Nature 346: 321.
Long, A.D., Singh, RS. 1995. Molecules versus morphology: the detection of selection acting on
morphological characters along a cline in Drosophila melanogaster. Heredity 74: 569-581.
Machado, L.P.B., 2003. Descrição e análise de loci de microssatélite em populações naturais da
espécie cactofílica Drosophila antonietae (DIPTERA; DROSOPHILIDAE). Tese de
Doutorado. FMRP. Universidade de São Paulo.
Machado, L.P.B., Manfrin, M.H., Silva-Junior, W.A., Sene, F.M., 2003. Microsatellite loci in the
cactophilic species Drosophila antonietae (Diptera; Drosophilidae). Mol. Ecol. Not. 3: 159-
161.
Madi-Ravazzi, L., Bicudo, H.E.M.C., Manzato, J.A. 1996. Reproductive compatibility and
chromosome pairing in the Drosophila buzzatii cluster. Cytobios 89: 21-30.
Manfrin, M.H., Brito, R.O.A., Sene, F.M. 2001. Systematics and evolution of the Drosophila buzzatii
(Díptera, Drosophilidae) “cluster” using mtDNA. Ann. Ent. Soc. Am. 94 (3): 333-346.
Manfrin, M.H., Sene, F.M. 2006. Cactophilic Drosophila in south America: a model for evolutionary
studies. Genetica 126: 57-75.
Mateus, RP., Sene, FM. 2003. Temporal and Spatial Allozyme Variation in the South American
Cactophilic Drosophila antonietae (Diptera; Drosophilidae).
Mather, K., Dobzhansky, T. 1939. Morphological Differences between the “Races” of Drosophila
Pseudoobscura. The American Naturalist 73: 5-25
Mayr, E. 1977. Populações, Espécies e Evolução. Editora Nacional, EDUSP, São Paulo.
Miller, D.D., Sanger, W.G. 1969.
A New Trait for Distinguishing Drosophila azteca and D. tolteca
from Other Members of the D. affinis subgroup.
American Midland Naturalist 82: 618-621
Monteiro, S.G., Sene, F.M. 1995.Estudo morfométrico de populações de Drosophila serido das
regiões central e sul do Brasil. Rev. Bras. Genet. (Suppl) 18:283.
Monteiro, S.G., Cansian, A.M., Sene, F.M. 1996. Morfometria multivariada de populações naturais de
Drosophila serido das regiões sul e sudeste do Brasil. Rev. Bras. Genet. (Suppl) 19:265.
35
Moraes, EM., Manfrin, MH., Laus, AC., Rosada, RS., Bonfim., SC., Sene, FM. 2004a. Wing shape
heritability and morphological divergence of the sibling species Drosophila mercatorum and
Drosophila paranaensis. Heredity 92: 466-473.
Moraes, E.M., Spressola, V.L., Prado, P.R.R., Costa, L.F., Sene, F.M. 2004b. Divergence in wing
morphology among sibling species of the Drosophila buzzattii cluster. J. Zool. Syst. Evol.
Research. 42: 1-5.
Moraes, EM., Sene, FM. 2004. Heritability of wing morphology in a natural population of Drosophila
gouveai. Genetica 121: 119-123.
Morales, AC., Manfrin, MH., Sene, FM. 2004. Entendendo as relações evolutivas de duas espécies do
“cluster” buzzatii: Drosophila serido e Drosophila antonietae, através da filogeografia e
análise aloenzimática. In. Anais do 50º Congresso Brasileiro de Genética. p-400. Cd-rom.
Morales, AC. 2005. Análise histórico evolutiva de populações das espécies cactofílicas Drosophila
serido e Drosophila antonietae (Díptera, Drosophilidae). Tese de Doutorado. FFCLRP.
Universidade de São Paulo.
Nice, CC., Shapiro, AM. 1999. Molecular and morphological divergence in the butterfly genus
Lycaeides (Lepdoptera: Lycanidae) in North America: evidence of recent speciation. J. Evol
Biol 12: 936-950.
Patterson, J.T., Wheeler, M.R. 1942. Description of new species of the subgenera Hirtodrosophila and
Drosophila. U. Tex. Publ. 4213: 67-109.
Pereira, M.A.Q.R., Vilela, C.R., Sene. 1983. Notes on breeding and feeding sites of some species of
the repleta group of the genus Drosophila (Diptera, Drosophilidae). Ciência e Cultura
35:1313-1319.
Prevosti, A. 1955. Geographical variability in quantitative traits in populations of Drosophila
subobscura. Cold Spring Harb Symb Quant Biol 20: 294-299.
Roff, D.A., Bradford. M.J. 1998. The evolution of shape in the wing dimorphic cricket, Allonemobius
socius. Heredity 80:446-455.
Rolph, FJ., Marcus, LF. 1993. A revolution in morphometrics. Trends Ecol Evol 8: 129-132.
Rohlf, FJ. 2005. TpsDig version 2.04. Department of Ecology and Evolution, State University of New
York, Stony Brook, New York, USA.
Ross, H.H. 1965. A text book of entomology. 3
rd
edn. New York: John Wiley.
Ruiz, A., Wasserman, M. 1993. Evolutionary cytogenetics of the D. buzzatii species complex.
Heredity 70: 597-603.
Ruiz, A., Cansian, A.M., Kuhn, G., Alves, M.R., Sene, F.M. 2000. The Drosophila serido speciation
puzzle: putting new pieces together. Genética 108: 217.
36
Saitou, N., Nei, M. 1987. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic
trees. Mol. Biol. Evol. 4: 406-425.
Sene, F.M., Pereira, M.A.Q.R., Vilela, C.R. 1982. Evolutionary aspect of cactus breeding Drosophila
species in South América, pp. 97-106. In: J.S.F. Barker and W.T. Starmer (eds). Ecological
genetics and evolution: the cactus-yeast Drosophila model system. Academyc, Sidney,
Australia.
Sene, F.M., Pereira, M.A.Q.R., Vilela, C.R. 1988. Contrasting patterns of diferentiation inferred from
traditional genetic markers in the process of speciation. Pac. Sci. 42: 81-88.
Silva, A.F.G., Sene, F.M. 1991. Morfological geographic variability in Drosophila serido (Diptera,
Drosophilidae). Rev. Bras. Entomol. 35: 455-468.
Snodgrass, R.E. 1993. Principles of insect morphology. Ithaca, New York: Cornell University Press.
StatSoft, Inc. 2001. STATISTICA (data analysis software system), version 6. www.statsoft.com.
Strigini, M., Cohen, SM. 1999. Wingless gradient formation in the Drosophila wing. Curr. Biol.
10(6):293-300.
Tidon-Sklorz, R., Sene, F.M. 1995. Drosophila seriema: A new member of the Drosophila serido
(Diptera, Drosophilidae) superspecies taxon. Ann. Ent. Soc. Am. 88:139-142.
Tidon-Sklorz, R., Sene, F.M. 2001. Two new species of the D. Serido sibling set (Diptera,
Drosophilidae). Iheringia, Sér. Zool. 90: 141-146.
Turelli, M., Barton, NH., Coyne, JA. 2001. Theory an speciation. Trends Ecol Evol 16: 330-343.
Vanzolini, PE. 1981. A quasi-historical approach to the natural history of the diferentiation of reptiles
in tropical geographical isolates. Papéis Avulsos Zool 34: 189.
Vilela, C.R., Sene, F.M. 1977. Two new neotropical species of the repleta group of the genus
Drosophila (Diptera, Drosophilidae). Papéis Avulsos Zool., São Paulo Brasil. 30:295-299.
Vilela, C.R. 1983. A revision of the Drosophila repleta group (Diptera, Drosophilidae). Rev. Bras.
Ent. 27: 1-114.
Wasserman, M. 1992. Cytological evolution of the Drosophila repleta species group. In Krimbas C.B.
e Powell J.R. (eds). Drosophila inversion polymorphism. CRC Press, Boca Ratón Fla. P. 455-
552.
Webber, KE., Eisman, R., Morey, L., Patty, A., Sparks, J., Tausek, M. 1999. An analysis of polygenes
affecting wing shapeon chromossome 3 in Drosophila melanogaster. Genetics 153: 773-786.
Webber, KE., Eisman, R., Higgins, S., Morey, L., Patty, A., Tausek, M. 2001. An analysis of
polygenes affecting wing shapeon chromossome 2 in Drosophila melanogaster. Genetics 159:
1045-1057.
37
Wootton, R.J. 1990. The mechanical designing of insect wings. Scient. Am. 263: 114-120.
Wootton, R.J. 1992. Functional morphology of insect wings. Annu. Rev. Ent. 37: 113-140.
Zimmerman, E., Palsson, A., Gibson, G. 2000. Quantitative trait loci affecting components of wing
shape in Drosophila melanogaster. Genetics 155 (2):671-683.
- Fontes da Internet
AxioVision 4.3, (http://www.zeiss.de/C12567BE00472A5C/EmbedTitelIntern/ReadMeHotfix4d_e/
$File/AxioVision_Rel4_3Hotfix4ReadMe.txt).
38
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
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