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Title: Especiação em triatomíneosuma abordagem filogenética, biogeográfica e comportamental dos vetores de Chagas Rhodnius prolixus e R. robustus s.l. (Hemiptera: Reduviidae)
Advisor: Monteiro, Fernando Araújo
Peixoto, Alexandre Afrânio
Members of the board: Vicente, Ana Carolina Paulo
Franch, Fernando Abad
Pinto, Pedro Cordeiro Estrela de Andrade
Freitas, Rafael Maciel de
Bentancor, Gonzalo José Bello
Authors: Pavan, Márcio Galvão
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: As dificuldades para a interrupção definitiva da transmissão vetorial do Trypanosoma cruzi decorrem primariamente de eventos de reinfestação por populações silvestres de triatomíneos das casas previamente tratadas com inseticidas e, de maneira secundária, do contato esporádico do homem com vetores infectados que habitam o peridomicílio e o ambiente silvestre. A escrutinização das regiões potenciais de transmissão endêmicas ou hipoendêmicas depende da correta diagnose das espécies vetoras e dos seus limites de ocorrência geográfica. No caso de espécies crípticas, a identificação taxonômica deve ser feita principalmente por métodos moleculares de baixo custo e eficientes, que a partir dos quais seja possível gerar resultados simples de interpretar. A diagnose correta dos vetores é útil para a determinação regional dos riscos potenciais de transmissão vetorial da doença em seres humanos. Contudo, o desenvolvimento de novas estratégias de controle mais eficazes depende do entendimento acerca dos padrões biológicos, ecológicos e evolutivos que estão envolvidos nos processos de domiciliação e especiação desses vetores. Estes padrões estão inseridos em um contexto espacial e temporal complexo, que só pode ser compreendido quando estudos em diferentes escalas geográficas e históricas são realizados. Neste contexto, o complexo de espécies crípticas R. prolixus e R. robustus s.l. serve como um importante modelo, por ser um grupo bem estudado, de filogenia conhecida e ocorrência geográfica previamente estimada Nesta tese foi avaliado o status taxonômico dessas espécies e as possíveis barreiras naturais ao fluxo gênico entre as linhagens determinadas com base em (1) análises filogenéticas, utilizando um marcador mitocondrial (Cytb) e cinco marcadores nucleares (ITS-2, period, timeless, cryptochrome2-I6, cryptochrome2-I8; (2) biogeográficas, utilizando duas calibrações geológicas do relógio molecular relaxado; (3) populacionais, analisando 10 loci de microssatélites; e (4) de comportamento, medindo as atividades locomotoras e estimando o período endógeno do relógio circadiano. Adicionalmente, foi identificado um marcador em um gene nuclear de cópia única (TPS165) que separa as espécies crípticas e de diferentes importâncias epidemiológicas: R. prolixus (imporância primária) e R. robustus s.l. (importância secundária). Ao todo, foram analisados 254 espécimes de R. prolixus e R. robustus s.l. As amostras de R. robustus foram obtidas após duas coletas ao longo de transectos que representam áreas contíguas de ocorrência das linhagens crípticas R. robustus III e IV, e R. robustus II, III e IV, de acordo com o que se conhece sobre a distribuição destes táxons. R. prolixus é uma espécie distinta de R. robustus s.l. e, portanto, válida. R. robustus s.l. é um complexo parafilético de, pelo menos, sete linhagens, das quais três parecem representar três espécies distintas \2013 R. barretti, R. robustus I e R. robustus V. A partir do resultado filogenético incongruente com base na topologia das árvores filogenéticas dos genes analisados das quatro linhagens restantes, R. robustus II, III, IV e sp. nov. representam um complexo de espécies in status nascendi As populações ancestrais de R. prolixus e R. robustus s.l. sofreram cladogêneses decorrentes de eventos geológicos amazônicos ocorridos entre o Mioceno Superior e o Pleistoceno Médio (entre 7 e 0,5 Maa). Apesar de os resultados filogeográficos, genealógicos e populacionais serem em parte concordantes com a hipótese de que R. prolixus e R. robustus s.l. se originaram na região do Orinoco e se diferenciaram possivelmente devido às modificações naturais na região pan-amazônica promovidas pelas \201Eincursões marinhas\201F do Mioceno, as datações obtidas para os eventos cladogenéticos das linhagens são concordantes com os períodos glaciais em que as florestas tropicais úmidas teriam sido reduzidas a \201Erefúgios\201F, durante o Plioceno e Pleistoceno
Abstract: One of the current challen ges for the interruption of Trypanosoma cruzi transmission relies primarly on re - infestation events of insecticide - treated houses by sylvatic populations of triatomines and secondarily on the sporadic contact between infected sylvatic triatomines and susceptible humans. The scrutinization of regions with endemic or hypoendemic transmission depends on accurate species identification and its geographical boundaries. In the case of cryptic species, devising of simple, efficient and cost - effective methods for their identification is needed. Biological, ecological and evolutionary processes that can be involved in vectorial domiciliation and speciation are also relevant for th e development of innovative surveillance/ control strategies. These processes are embedded in a complex spatial and temporal context, which can be appreciated when historical and geographical approaches are considered in different scales. In this context, the cryptic species complex R. prolixus and R. robustus s.l. serves as a good model, as it is an extensive - studied group, with well - known phylogeny, and its geographical limits were previous estimated. During this thesis the taxonomic status of these linea ges were evaluated and also possible natural barriers for gene flow were determined, based on the following analyses: (1) phylogene tic, using one mitochondrial ( Cy t b) and five nuclear markers ( ITS - 2, period , timeless , cryptochrome 2 - I6, cryptochrome 2 - I8); ( 2) biogeographical, using a „relaxed‟ molecular clock with two geological calibrations; (3) population genetics, analyzing 10 microsatelite loci; and (4) behavioral, measuring locomotor activities and estimating the circadian clock periods. Moreover, it was describe d a non - coding, single - copy nuclear DNA fragment that contains a single - nucleotide polymorphism (SNP) with the potential to distinguish the important domestic Chagas disease vector , Rhodnius prolixus , from members of the sylvatic Rhodnius robus tus cryptic lineages complex . Two hundred and fifty four specimens of R. prolixus and R. robustus s.l. were obtained. R. robustus s.l. sampling were conducted along transects which cross areas of contiguous geographic distribution among R. robustus III and IV, and R. robustus II, III, and IV, based on the previous knowledge about lineages bondaries. R. prolixus is a is a paraphyletic assemblage of , at least, seven different lineages , three of which seem to be different species – R. barretti , R. robus tus I, and R. robustus V. Phylogenetic results of R. robustus II, III, IV, and n.sp. showed incongruent topologies on gene trees, and thus they represent a complex of species in status nascendi . Ancestral populations of R. prolixus and R. robustus s.l. cla dogenesis have probably occurred during geological events between Late Miocene and Middle Pleistocene ( 7 - 0.5 Mya). Although phylogeographical, genealogical, and population results partially agree with the predictions that R. prolixus and R. robustus s.l. w ere originated in the Orinoco biogeographical area and speciated during „mar ine incursions‟ of the Miocene E poch, „relaxed‟ clock analyses showed recent splits estimations, which coincides with the glacial time that occurred the fragmentation of moist fore sts in „refuges‟ during Late Pliocene and Early/Middle Pleistocene.
DeCS: Rhodnius
Biogeografia
Especiação Genética
Relógios Circadianos
Atividade Motora
Comportamento
Issue Date: 2013
Citation: PAVAN, M. G. Especiação em triatomíneosuma abordagem filogenética, biogeográfica e comportamental dos vetores de Chagas Rhodnius prolixus e R. robustus s.l. (Hemiptera: Reduviidae). 2013. 261 f. Tese (Doutorado em Biologia Parasitária) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2013.
Date of defense: 05-03-2013
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCS - Teses de Doutorado

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