O que Dados Transcriptômicos Revelam sobre a Biodiversidade e Evolução de Loricarioidei (Siluriformes)

Abstract

A biodiversidade é uma entidade multidimensional, que se refere a diferentes elementos e níveis de variabilidade da vida na Terra. As tecnologias de sequenciamento de ácidos nucleicos de alto desempenho, aliadas à biologia computacional, têm permitido uma caracterização mais ampla e profunda da biodiversidade e de suas complexas interações entre a integridade dos ecossistemas, o bem-estar humano e a saúde dos outros seres vivos. De toda a diversidade de vertebrados, aproximadamente 50% das espécies são peixes e destas, 50% são espécies de água doce. A região Neotropical possui a maior riqueza de espécies de peixes do mundo e alto grau de endemismo. Entre as famílias endêmicas, destaca-se a família Loricariidae por ser a quinta família mais diversa entre os vertebrados, com mais de 900 espécies válidas. Os métodos genômicos permitiram que várias espécies de peixes saíssem da ignorância genômica, transformando-as em um novo exército de espécies modelo possibilitando uma análise abrangente das bases genéticas da evolução. Essa tese tem como propósito maior usar a biologia computacional para a integração da ciência por descoberta e da ciência orientada por hipóteses na investigação da biodiversidade da subordem Loricarioidei (Siluriformes), com ênfase na família Loricariidae Através do uso do sequenciamento de alto desempenho, geramos e analisamos 40 transcriptomas de 34 espécies, incluindo 31 espécies de loricarídeos. A mineração desses transcriptomas possibilitou novos usos para as sequências provenientes de RNA-Seq, como a montagem de genomas mitocondriais, descrita e discutida no Capítulo Um desta tese. Tal abordagem possibilitou ainda a medida dos níveis de expressão de transcritos mitocondriais, o padrão de pontuação da edição pós-transcricional e a detecção de heteroplasmias. Essa metodologia permitiu montar os genomas mitocondriais descritos nos Capítulos Dois e Três. Aliar essa metodologia a uma perspectiva evolutiva possibilitou testar hipóteses filogenéticas e investigar a evolução estrutural desses genomas, como descrito no Capítulo Quatro. No Capítulo Cinco, ampliamos o objeto de pesquisa dos transcritos mitocondriais para todo o transcriptoma da espécie Pterygoplichthys anisitsi, onde foi encontrada uma grande diversidade de transcritos que codificam enzimas envolvidas na desintoxicação de xenobióticos, o que pode contribuir para a resistência desta espécie a xenobióticos orgânicos. Esta tese é o primeiro trabalho a fazer uso do sequenciamento de ácidos nucléicos de alto desempenho para o estudo de espécies de Loricarioidei, promovendo a ampliação do conhecimento sobre a diversidade genética, taxonômica, filogenética, estrutural, funcional e fenotípica da fauna de peixes neotropicais.