Estudos evolutivos em formigas cultivadoras-de-fungo usando uma aborgagem citogenética e molecular combinada

Orientador: Prof. Dr. Danon Clemes Cardoso Coorientador: Prof. Dr. Maykon Passos Cristiano Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa : Curitiba, 12/03/2020 Inclui referências Resumo: Estudos evolutivos conferem uma gama de oportunidades para se testar hipóteses sobre relações taxonômicas, filogenéticas, comportamentais, biogeográficas, citogenéticas, entre outras. As formigas cultivadoras-de-fungo são um grupo natural fascinante devido ao fato de terem estabelecido uma relação simbiótica com fungos e, portanto, praticam a agricultura há muito mais tempo que os seres humanos. Na presente tese de doutorado, o objetivo foi obter maior compreensão sobre a história evolutiva de alguns grupos de formigas cultivadoras-de-fungo focando em análises citogenéticas e filogenéticas. No primeiro capítulo, discutiu-se a história evolutiva de cinco linhagens de Mycetophylax, todas endêmicas em dunas de areia. As descobertas suportam o papel fundamental das mudanças cromossômicas correlacionadas com o aumento do estresse ecológico durante as transições climáticas passadas na diversificação dessas linhagens, bem como a provável rota de colonização da costa atlântica brasileira. No segundo capítulo, examinou-se citogeneticamente populações de "Trachymyrmex holmgreni" (nome válido atual Mycetomoellerius holmgreni) com o intuito de procurar por variações cromossômicas intraespecíficas que poderiam suportar uma especiação incipiente. Além disso, discutiu-se a posição filogenética desta espécie e sua relação com espécies intimamente relacionadas. No terceiro capítulo, descreveu-se o cariótipo de Mycetomoellerius iheringi e, com a posse de valiosas informações disponíveis sobre características citogenéticas de espécies congêneres, sugeriram-se os possíveis modos de especiação cromossômica entre elas, tomados à luz de suas relações filogenéticas. No quarto capítulo, analisaram-se os cariótipos de populações de Acromyrmex striatus provenientes do Chaco argentino e de Acromyrmex silvestrii. Destacou-se o alto nível de conservação cariotípica e morfológica dessas linhagens e discutiram-se possíveis modos de especiação sem alterações cromossômicas identificáveis. No quinto capítulo, usou-se uma abordagem combinada de dados morfológicos e moleculares que estavam disponíveis na literatura para desvendar profundamente as relações evolutivas de "Trachymyrmex" latu sensu (atuais gêneros Mycetomoellerius, Paratrachymyrmex e Trachymyrmex stricto sensu) e as possíveis rotas biogeográficas adotadas por seus principais clados que poderiam explicar suas distribuições geográficas atuais. Palavras-chave: cromossomos, especiação, evolução, filogenia, formigas. Abstract: Evolutionary studies provide a range of opportunities to test hypotheses about taxonomic, phylogenetic, behavioral, biogeographic, cytogenetic relationships. Fungusfarming ants are a fascinating natural group, due to the fact that they have established a symbiotic relationship with fungi and, therefore, have been practicing agriculture for much longer than humans. In the present doctoral thesis, the objective was to get a better understanding of the evolutionary history of some groups of fungus-farming ants, focusing on cytogenetic and phylogenetic analyzes. In the first chapter, the evolutionary history of five lineages of Mycetophylax, all endemic in sand dunes, was discussed. The findings support the fundamental role of chromosomal changes correlated with the increase of ecological stress during past climatic transitions in the diversification of those lineages, as well the likely colonization route of the Brazilian Atlantic coast. In the second chapter, populations of "Trachymyrmex holmgreni" (current valid name Mycetomoellerius holmgreni) were cytogenetically examined in order to look for intraspecific chromosomal variations that could support incipient speciation. Moreover, the phylogenetic position of this species and its relationship with closely related species were discussed. In the third chapter, the Mycetomoellerius iheringi karyotype was described and, with valuable information available on cytogenetic features of similar species, the likely modes of chromosomal speciation among them were suggested, taken in light of their phylogenetic relationships. In the fourth chapter, the karyotypes of Acromyrmex striatus populations from the Argentine Chaco and Acromyrmex silvestrii were analyzed. The high level of karyotypic and morphological conservation of these lineages was highlighted and likely modes of speciation without identifiable chromosomal changes were discussed. In the fifth chapter, a combined approach of available morphological and molecular data was used to deeply unravel the evolutionary relationships of the former "Trachymyrmex" (current genera Mycetomoellerius, Paratrachymyrmex and Trachymyrmex stricto sensu) and the likely biogeographical routes traced by their major clades that could explain their current geographic distributions. Keywords: ants, chromosomes, evolution, phylogeny, speciation.