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Tipo: Tese
Título: Variação genética, dinâmica populacional e adaptação de xylocopa grisescens lepeletier em paisagens semiáridas degradadas
Título em inglês: Genetic variation, population dynamics and adaptation of Xylocopa grisescens Lepeletier In degraded semiarid landscapes
Autor(es): Brasil, Sandara Nadja Rodrigues
Orientador: Araújo, Francisca Soares de
Coorientador: Faria, Christiana Mara de Assis
Boscolo, Danilo
Palavras-chave: Abelhas;Desertificação;Dispersão;Estrutura populacional;Diversidade genética
Data do documento: 2021
Citação: BRASIL, Sandara Nadja Rodrigues. Variação genética, dinâmica populacional e adaptação de xylocopa grisescens lepeletier em paisagens semiáridas degradadas. 2021. 98 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021
Resumo: Um dos principais objetivos em biologia da conservação é entender os efeitos do habitat em determinada espécie ou grupo de espécies. Apesar das preocupações globais com os efeitos negativos da desertificação sobre a biodiversidade, ainda são limitados os estudos que abordem tais efeitos ao mesmo tempo que considera a conservação genética de populações. Ambientes áridos e semiáridos são peculiares em sua relação com a conservação genética de populações, pois exibem escassez de recursos alimentares, de nidificação e reprodutivos, mas também propiciam subsídios a adaptação local. No Brasil, a região semiárida e subsumida do Nordeste é a mais suscetível à desertificação e possui um histórico de degradação ao longo de muitas décadas até os dias atuais. Levando-se em consideração que a degradação causada pelo homem afeta negativamente a diversidade genética de populações, e que habitats altamente heterogêneos desempenham um importante papel na diferenciação genética e na adaptação local; torna-se fundamental entender como esses ambientes moldaram geneticamente suas populações. Também, devido ao longo período em que o semiárido brasileiro sofreu com a degradação de suas paisagens, é importante acessar a história demográfica das populações a fim de identificar que mudanças (divisão, fusão, gargalos ou expansão) ocorreram nestas populações ao longo do tempo. Por isso, aqui investigamos como as paisagens extremamente degradadas do semiárido brasileiro, aqui retratadas como áreas susceptíveis a desertificação (ASD), vêm afetando a variabilidade genética, adinâmica populacional e a adaptação de um importante polinizador do semiárido nordestino, a abelha Xylocopa grisescens. Para isso, coletamos oitenta fêmeas de X. grisescens em oito locais de amostragem no Estado do Ceará, no Nordeste brasileiro, abrangendo distâncias de até 300 km. Utilizamos RADseq (Restriction site association DNA sequencing) para identificar 83.127 SNPs (Single Nucleotide Polymorphism ou polimorfismo de nucleotídeo único). Acessamos a diversidade genética, a estrutura genética, a história demográfica, o fluxo gênico e possíveis barreiras ao fluxo gênico através de técnicas de genética molecular, bioinformática e análises estatísticas. Detectamos uma baixa quantidade de diversidade genética e diferenciação entre as populações, embora a distribuição dessa diversidade genética seja heterogênea entre os locais. Inferências sobre a história demográfica de X. grisescens revelaram que o tamanho efetivo atual da população é de cerca de ~5.000 indivíduos, e que mesmo com a redução da população há cerca de ~60 a ~80 anos, X. grisescens manteve um tamanho populacional viável para manter esta espécie prosperando. Também, os resultados sobre o fluxo gênico e adaptação revelaram que as populações são mais adaptadas às variáveis de precipitação do que temperatura e altitude, e que o fluxo gênico não é restrito devido à grande concentração de pastagens e agricultura na região semiárida brasileira, que favorece a floração de espécies nativas e culturas preferidas por X. grisescens. Nossos dados sugerem que, apesar do processo de desertificação ocorrendo na região semiárida brasileira impactar de forma geral na biodiversidade, essas mudanças não estão afetando geneticamente a abelha X. grisescens.
Abstract: One of the main goals in Conservation Biology is to understand the habitat effects on a deem species or species group. Despite global concerns about the negative effects of desertification on biodiversity, studies that address these effects considering the genetic conservation of populations are still limited. Globally, arid and semi-arid environments have a unique characteristic regarding the genetic conservation of their populations due to the fact that at the same time, they exhibit food, nesting, and reproductive scarcity; they also provide adaptive components to certain species. In Brazil, the area most susceptible to desertification is found in the semi-arid and subhumid region of the Northeast, which has a history of continuous degradation over many decades until the present day. Considering that highly heterogeneous habitats play a considerable role in achieving genetic differentiation and local adaptation and that anthropogenic degradation negatively affects the genetic diversity of populations, it is essential to understand how these environments shaped the populations genetically. Environments. Also, due to the long period in which the Brazilian semi-arid region suffered from the degradation of its landscapes, it is important to access the demographic history of populations in order to identify what changes (division, merger, bottlenecks, or expansion) have occurred in these populations over time. Therefore, here we investigate how the extremely degraded landscapes of the Brazilian semiarid region, here described as areas susceptible to desertification (ASD), have been affecting the genetic variability, population dynamics, and adaptation of an important pollinator of the semi-arid northeast, the bee Xylocopa grisescens. For this purpose, we collected 80 females of X. grisescens at eight sampling sites in the State of Ceará, in Northeastern Brazil, covering distances of up to 300 km. We used RADseq(Restriction site association DNA sequencing) to identify 83,127 SNPs (Single Nucleotide Polymorphism). We access genetic diversity, genetic structure, demographic history, gene flow, and possible barriers to gene flow in populations through molecular genetics, bioinformatics, and statistical analysis techniques. We detected a low amount of genetic diversity and differentiation between different populations, although the distribution of this genetic diversity is relatively heterogeneous across sites. Inferences about the demographic history of X. grisescens revealed the current effective population size of about ~5,000 individuals and the population reduction for about ~100 to ~150 years. X. grisescens maintained a viable population size to keep this species thriving in such degraded habitat. Also, the results on gene flow and adaptation revealed that populations are more adapted to precipitation metrics than temperature or altitude and that gene flow is not restricted probably due to the high concentration of pastures and agriculture in the semi-arid region of Brazil, which favors the flowering of preferred native plant species and crops X. grisescens. Our data suggest that despite the ongoing desertification process greatly impacting the Brazilian semiarid region, these ecological changes are not genetically affecting the genetic variability of X. grisescens.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70896
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