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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10730
Document type: Dissertação
Title: Integrative taxonomy of osteocephalus planiceps (Anura : Hylidae) : new insights into its phenotypic and genetic variation and their implications for systematics
Author: Fernandes, Paula Tupinambá Kusiak 
Advisor: Andrade, Marco Brandalise de
First advisor-co: Fisher, Santiago Jose Castroviejo
Abstract (native): A Bacia Amazônica ocidental abriga o maior número de espécies de anfíbios por área no mundo. Apesar do incremento dos estudos filogenéticos e das descrições de espécies novas, ainda há grandes lacunas de conhecimento nas espécies descritas. Isto gera incerteza taxonômica e dificulta o avanço do conhecimento sobre a biodiversidade e sua conservação. Essas lacunas estão particularmente associadas com espécies descritas no século XIX baseadas em um ou poucos espécimes, frequentemente mal preservados e com ambiguidade na designação do material e/ou a localidade tipo. Este é o caso da perereca Osteocephalus planiceps (Hylidae), superficialmente descritas com base em um espécime em 1874 por Cope. O que se conhece sobre O. planiceps é resumida a breve caracterização feita 171 anos depois de sua descoberta e informações adicionais indiretas de estudos focados na descrição de novas espécies. Porém, na maioria dos espécimes usados para realizar as comparações morfológicas nos estudos, são espécimes equatorianos e sem relatos de espécimes topotípicos desde a descrição original. Ou seja, atualmente não se tem precisão sobre os caracteres e variações fenotípicas de espécimes de O. planiceps, o que também levanta dúvidas sobre nosso conhecimento sobre sua distribuição. Considerando esse contexto, fizemos buscas ativas em campo em três localidades em Loreto, Peru: Estación Biológica José Álvarez Alonso (EBJAA), Centro de Investigación Jenaro Hererra – José Lopez Parodi (CIJH) e Comunidade Frontera. Estudamos variação genotípica e fenotípica, incluindo morfologia externa, morfometria, osteologia e sequências de DNA de O. planiceps. Coletamos 50 espécimes (19 machos, 26 fêmeas e 5 juvenis) em adicional, estudamos 53 espécimes de Osteocephalus das coleções do Museu de Ciências e Tecnologia da PUCRS e do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Medimos 16 variáveis morfométricas de 49 indivíduos. Extraímos DNA e sequenciamos dois fragmentos dos genes mitocondriais 16S (~590 bp) e COI (~610 bp) de 29 indivíduos de diferentes localidades. Estudamos a osteologia de 9 espécimes usando microCT-scan e modelos 3D com o software Avizo. Pelo fato de O. planiceps e O. vilarsi serem espécies congenéricas, incluímos espécimes de O. vilarsi nas análises de morfologia externa, morfometria, filogenia e osteologia a fim de fazer comparações entre as espécies. Nossos resultados revelam: (i) variação genética previamente desconhecida e estrutura hierárquica dentro de O. planiceps e O. vilarsi; (ii) relação filogenética irmã entre as espécies citadas; (iii) primeira descrição osteológica detalhada e completa para ambas as espécies; (iv) variação fenotípica previamente desconhecida para ambas as espécies, incluindo a descoberta de polimorfismo intraespecífico da cor óssea em O. planiceps, e sobreposição de todos os caracteres diagnósticos previamente sugeridos; (v) novos dados sobre a distribuição e história natural de O. planiceps, incluindo reidentificação de populações erroneamente atribuídas a O. planiceps e seu primeiro registro confirmado para o Brasil; (vi) a proposta de quatro novos caracteres osteológicos diagnósticos entre O. planiceps e O. vilarsi; e (vii) novos insights sobre a diversidade e distribuição de espécies do grupo de espécies O. leprieurii derivados da análise filogenética de sequências de DNA. À luz de nossos resultados, discutimos o status taxonômico de O. vilarsi em relação a O. planiceps, a relevância de alguns caracteres fenotípicos (ou seja, coloração óssea, cristas frontoparietais e um processo recém-descoberto do coracóide) na sistemática de Osteocephalus, e a diversidade de espécies dentro do grupo de espécies de O. leprieurii.
Abstract (english): The western Amazon Basin harbors the largest number of amphibian species by area in the world. Despite the increase in phylogenetic studies and descriptions of new species, there are still large gaps in knowledge of the described species. This creates taxonomic uncertainty and difficult progress of biodiversity knowledge and conservation. These gaps are frequently associated with species described in the 19th century based on one or a few specimens, often poorly preserved, and with ambiguity in material designation and/or type locality. This is the case of the treefrog Osteocephalus planiceps (Hylidae), briefly described from a single specimen in 1874 by Cope. What we currently known about O. planiceps derives from a 171 years old cursory characterization of its external morphology and additional indirect information from studies focusing on the description of new species, with no reports of topotypical specimens since the original description. Considering this context, we performed expeditions to three localities in Loreto, Peru: Estación Biológica José Álvarez Alonso (EBJAA), Centro de Investigación Jenaro Hererra – José Lopez Parodi (CIJH), and Comunidad Frontera. We studied genotypic and phenotypic variation, including external morphology, morphometry, osteology and DNA sequences of O. planiceps. We collected 50 specimens (19 males, 26 females and 5 juveniles) in addition, we studied 53 specimens of Osteocephalus from the collections of the Museu de Ciências e Tecnologia da PUCRS and Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. We measured 16 morphometric variables from 49 individuals. We extracted DNA and sequenced two fragments of mitochondrial genes 16S (~590 bp) and COI (~610 bp) from 29 individuals from different locations. We studied the osteology of 9 specimens using microCT-scan and 3D models. Because O. planiceps and O. vilarsi are the most similar congeneric species, we included detailed comparisons of the two species for all sets of characters. Our results reveal: (i) previously unknown genetic variation and hierarchical structure within both O. planiceps and O. vilarsi; (ii) sister phylogenetic relationship between the aforementioned species; (iii) first detailed and complete osteological description for both species; (iv) previously unknown phenotypic variation for both species, including the discovery intraspecific polymorphism of bone color in O. planiceps, and overlap of all previously suggested diagnostic characters; (v) new data on the distribution and natural history of O. planiceps, including reidentification of populations wrongly assigned to O. planiceps and its first confirmed record for Brazil; (vi) the proposal of four new diagnostic osteological characters between O. planiceps and O. vilarsi; and (vii) new insights into the species diversity and distribution of the O. leprieurii species group derived from phylogenetic analysis of DNA sequences. In light of our results, we discuss the taxonomic status of O. vilarsi in relation with O. planiceps, the relevance of some phenotypic characters (i.e., bone coloration, frontoparietal ridges, and a newly discovered process of the coracoid) in Osteocephalus systematics, and the species diversity within O. leprieurii species group.
Keywords: Amazonia
Coloração de Ossos
Delimitação de Espécies
Morfologia
Osteologia
Ilogenética
Perereca
Amazonia
Bone Coloration
Species Delimitation
Morphology
Osteology
Phylogenetics
Tree Frogs
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIAS BIOLOGICAS::ZOOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Escola de Ciências Saúde e da Vida
Program: Programa de Pós Graduação em Ecologia e Evolução da Biodiversidade
Access type: Acesso Aberto
Fulltext access restriction: Trabalho será publicado como artigo ou livro
Time to release fulltext: 12 meses
Date to release fulltext: 27/04/2024
URI: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10730
Issue Date: 15-Mar-2022
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Evolução da Biodiversidade

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