https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42554| Tipo: | Tese |
| Título: | Estudos filogenômicos e morfológicos integrados em Gigartinales: resolvendo o clado mais desafiador em Rhodophyta |
| Título(s) alternativo(s): | Integrated phylogenomic and morphological studies in Gigartinales: resolving the most challenging clade in Rhodophyta |
| Autor(es): | Pestana, Edilene Maria dos Santos |
| Primeiro Orientador: | Nunes, José Marcos de Castro |
| metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Lyra, Goia de Mattos |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Nunes, José Marcos de Castro |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Gurgel, Carlos Frederico Deluqui |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Fujii, Mutue Toyota |
| metadata.dc.contributor.referee4: | de Paula, Joel Campos |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Milstein, Daniela |
| Resumo: | Gigartinales é uma das ordens mais ricas em espécies dentro das Rhodophyta, com grande importância ecológica e econômica. Ecologicamente, contribui para a formação de habitats, alimentação de organismos marinhos e participação nos ciclos biogeoquímicos. Economicamente, fornece compostos bioativos utilizados nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Atualmente, são reconhecidas 951 espécies em 36 famílias. No entanto, os caracteres morfológicos utilizados para delimitação de táxons apresentam ampla variação e não são exclusivos deste clado, indicando que sua circunscrição atual não reflete adequadamente sua história evolutiva. Além disso, as relações filogenéticas entre linhagens apresentam baixo suporte, especialmente em ramos ancestrais. Com base nesse histórico taxonômico complexo, este estudo teve como objetivo circunscrever Gigartinales utilizando evidências morfológicas e moleculares, propondo um esquema taxonômico que reflita sua evolução. Foram sequenciadas 57 espécies de Gigartinales e Peyssonneliales, a partir de espécimes históricos e amostras frescas preservadas em sílica, gerando 37 genomas mitocondriais e 40 plastidiais completos. Esses genomas forneceram 28 genes mitocondriais e 215 plastidiais, utilizados para a construção de filogenias. Além disso, foram obtidas 248 sequências do gene nuclear LSU do GenBank e três novas sequências foram geradas neste estudo. As análises de máxima verossimilhança foram conduzidas no CIPRES Science Gateway, enquanto alinhamentos para análise de sintenia foram realizados no Mauve, com inferência de ganho e perda de genes pela parcimônia de Dollo, usando COUNT. Cinco caracteres foram selecionados para análises de evolução: hábito, forma do talo, tipo de crescimento, formação de procarpo e tipo de divisão dos tetrasporângios. Dados de ocorrência de Gigartinales, provenientes do GBIF e Algaebase, foram utilizados para análises biogeográficas, e a correlação entre essas bases foi testada pelo coeficiente de Pearson. Os resultados mostraram que Gigartinales, com suporte de 100% nas filogenias organelares, inclui todas as espécies de Peyssonneliales, representando os principais gêneros da família Peyssonneliaceae. As filogenias organelares indicaram inconsistências no posicionamento de Gigartinaceae, Phylophoraceae e Phacelocarpaceae, enquanto a topologia da árvore nuclear foi congruente com a árvore plastidial. Essas filogenias genômicas forneceram uma base sólida para interpretar eventos moleculares, como perdas, ganhos e translocações de genes, além da evolução de caracteres morfológicos. A análise biogeográfica revelou hotspots de riqueza de espécies na costa pacífica dos EUA, no sul da Austrália e na Europa. O teste de correlação de Pearson indicou uma relação positiva significativa entre os dados do GBIF e Algaebase. Métricas de diversidade filogenética mostraram estruturas filogenéticas distintas em comunidades de Gigartinales, mesmo com similar riqueza de espécies. Os resultados destacam a necessidade de maior amostragem genética e uso de filogenias bem resolvidas para investigar relações entre linhagens de algas vermelhas. Estudos adicionais sobre coleções de macroalgas e metadados digitais também são essenciais para compreender os efeitos ecológicos e vieses de amostragem nos padrões de diversidade filogenética. |
| Abstract: | Gigartinales is one of the most species-rich orders within Rhodophyta, with significant ecological and economic importance. Ecologically, it contributes to habitat formation, serves as a food source for marine organisms, and participates in ocean biogeochemical cycles. Economically, it provides bioactive compounds used in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries. Currently, 951 species distributed across 36 families are recognized. However, the morphological traits used to delimit taxa exhibit broad variation and are not exclusive to this clade, suggesting that the current circumscription of Gigartinales does not adequately reflect its evolutionary history. Furthermore, phylogenetic relationships among lineages show low support, especially in ancestral branches. Based on this complex taxonomic history, this study aimed to circumscribe Gigartinales using morphological and molecular evidence, proposing a taxonomic framework that reflects its evolution. A total of 57 species of Gigartinales and Peyssonneliales were sequenced, using specimens from historical collections and fresh samples preserved in silica gel. This yielded 37 complete mitochondrial genomes and 40 complete plastid genomes, providing 28 mitochondrial and 215 plastid genes used for phylogenetic construction. Additionally, 248 nuclear LSU gene (28S) sequences were obtained from GenBank, with three new LSU sequences generated in this study. Maximum likelihood analyses were conducted via the CIPRES Science Gateway, while alignments for synteny analyses were performed in Mauve, with gene gain and loss inferred using Dollo parsimony in COUNT. Five traits were selected for evolutionary analyses: habit, thallus form, growth type, procarp formation, and type of tetrasporangial division. Occurrence data for Gigartinales, sourced from GBIF and Algaebase, were used for biogeographic analyses, with the correlation between these databases tested using Pearson’s correlation coefficient. The results revealed that Gigartinales, with 100% support in organellar phylogenies, includes all sampled species of Peyssonneliales, representing the major genera of the family Peyssonneliaceae. Organellar phylogenies indicated inconsistencies in the placement of Gigartinaceae, Phylophoraceae, and Phacelocarpaceae, while the topology of the nuclear tree was congruent with the plastidial tree. These genomic phylogenies provided a robust framework for interpreting molecular events such as gene losses, gains, translocations, and inversions, as well as the evolution of morphological traits. Biogeographic analysis identified species richness hotspots along the Pacific coast of the United States, southern Australia, and Europe. Pearson’s correlation test revealed a significant positive relationship between GBIF and Algaebase data. Phylogenetic diversity metrics indicated distinct phylogenetic structures in Gigartinales communities despite similar species richness. These findings underscore the need for broader genetic sampling and well-resolved phylogenies to investigate relationships among red algal lineages. Furthermore, additional studies on macroalgal collections and digital metadata are essential to clarify ecological contributions and sampling biases in phylogenetic diversity patterns. |
| Palavras-chave: | Algas vermelhas Biogeografia Genômica Sistemática |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::TAXONOMIA VEGETAL::TAXONOMIA DE CRIPTOGAMOS CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETAL |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
| Sigla da Instituição: | UFBA |
| metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Biologia |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Evolução (antigo Programa de Pós Graduação em Diversidade Animal-PPGDA) |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/42554 |
| Data do documento: | 29-Nov-2024 |
| Aparece nas coleções: | Tese (PPGBioEvo) |
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| Tese_Edilene Pestana_Ata da defesa.pdf | Tese + Ata da defesa | 10,01 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Tese_Edilene Pestana_Versão final.pdf | Tese | 9,84 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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