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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9920
Document type: Tese
Title: Filogenia e evolução dos misticetos (Mammallia : cetartiodactyla) com uma abordagem genômica
Author: Trujillo, Olga Lucia Herrera 
Advisor: Bonatto, Sandro L.
Abstract (native): A história evolutiva dos Mysticeti tem sido difícil de estabelecer com base em dados morfológicos e moleculares. As principais inconsistências referem-se à relação entre a baleia-cinzenta e os principais clados de Balaenopteridae, com os caracteres morfológicos suportando a monofila desta última enquanto os dados moleculares favorecem a parafilia de Balaenopteridae com a inclusão de Eschrichtiidae, representando uma longa história de conflito entre as duas hipóteses. Adicionalmente, apesar de ter uma ampla distribuição, muitas espécies de baleias barbadas apresentam populações estruturadas entre as distintas bacias oceânicas. Apesar do estudo destes padrões de estruturação para algumas espécies, a relação com a história demográfica e a existência de padrões comuns entre as espécies não tem sido avaliada. Neste estudo, analisamos 28 genomas de 12 das 15 espécies reconhecidas de Mysticeti com o objetivo de resolver essas questões de longa data sobre a evolução das baleias e testar a existência de padrões gerais nos tempos de divergência e história demográfica das populações nas principais bacias oceânicas. Descobrimos que a baleia-cinzenta representa uma linhagem arcaica irmã dos rorquais, cujo genoma foi majoritariamente (~87%) substituído por duas introgressões massivas vindas de linhagens de rorquais. Isto demostra que o mecanismo de alimentação por sucção bentônica da baleia-cinzenta não reverteu do modo de engolfamento rorqual especializado, mas provavelmente reteve uma morfologia antiga, apesar de manter apenas 13% de seu genoma original. Propomos considerar a complexa história evolutiva retratada por introgressões anteriores como base para a classificação destas espécies. Também encontramos um padrão demográfico geral para todas as espécies, apresentando importantes reduções nos tamanhos populacionais efetivos (Ne) desde a Transição do Plio-Pleistoceno até aproximadamente a Transição do Pleistoceno Meio e o MIS 11 (há 400 ka), associado com o estabelecimento final do gigantismo e a uma diminuição na capacidade de suporte dos oceanos em altas latitudes pela queda da produtividade primaria. Também encontramos que as populações atuais começam a divergir ao redor do MIS 11 e que o fluxo gênico entre elas foi mantido por um longo tempo após das divergências iniciais. Após o MIS 11 identificamos padrão de expansão nas populações do Hemisfério Sul, enquanto as do Pacífico Norte mantiveram um Ne reduzido. Nossos resultados sugerem que existe uma associação nos fatores que promovem a diversificação e as mudanças no tamanho populacional das baleias barbadas, embora não possamos dar uma explicação para a expansão demográfica encontrada nas populações do Hemisfério Sul.
Abstract (english): The evolutionary history of the baleen whales (Mysticeti) has been difficult to establish based on morphological and molecular data. The main inconsistencies refer to the relationship between the gray whale and the main Balaenopteridae clades, with the morphological characters supporting monophyletic Balaenopteridae. At the same time, the molecular data favored the paraphyly of Balaenopteridae with the inclusion of Eschrichtiidae, symbolizing a long history of conflict between the two hypotheses. Additionally, despite having a wide distribution, many baleen whales have structured populations between different ocean basins. No comparative analysis of this population structure among baleen whales with the same type of molecular data was done so far and among their demographic history. Here we analyzed 28 genomes from 12 of 15 whale species to resolve these long-standing questions about Mysticeti evolution and evaluate patterns on their demographic history and divergence times between populations. We found that the gray whale is the remnant of an archaic lineage sister to rorquals whose genome has been largely (~87%) substituted by two massive introgressions from rorqual´s lineages. This result shows that the gray whale's benthic suction feeding mechanism did not revert from the specialized rorqual engulfment mode but likely retained an ancient morphology despite keeping only 13% of its original genome. We propose considering the complex evolutionary history depicted by past introgressions as the basis for the biological classification of the Mysticeti. We also found a general demographic pattern for all species, with a significant decline in effective population sizes (Ne) from the Plio-Pleistocene Transition to approximately the Middle Pleistocene Transition and the MIS 11 (400 ka) associated with the final establishment of gigantism and a decrease in the carrying capacity of the oceans at high latitudes due to the drop in primary productivity. We also found that current populations began to diverge around MIS 11 and that gene flow was maintained for a long time after the initial population divergences. After MIS 11 we identified a pattern of expansion in populations in the Southern Hemisphere, while those in the North Pacific maintained a reduced Ne. Our results suggest an association in factors that promote diversification and changes in the population size of the baleen whales, although we cannot explain the demographic expansion found in the populations of the Southern Hemisphere.
Keywords: Mysticeti
Introgressão
Rede de Espécies
Eschrichtius Robustus
Tamanho Populacional Efetivo
Pleistoceno
MIS 11
Mysticeti
Introgression
Species Network
Eschrichtius Robustus
Effective Population Size
Pleistocene
MIS 11
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 da 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: 60 meses
Date to release fulltext: 20/10/2026
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9920
Issue Date: 30-Aug-2021
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Evolução da Biodiversidade

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