Diversificação craniofacial em morcegos filostomídeos : um estudo de associação genótipo-fenótipo através do gene RUNX2

Abstract

Os morcegos da família Phyllostomidae, endêmicos da região Neotropical, apresentam notáveis padrões de diversificação nas formas craniofaciais que são associadas às especializações alimentares. Entretanto, as bases genéticas e do desenvolvimento responsáveis pela geração e manutenção de tais especializações adaptativas são amplamente desconhecidas; não apenas nesta linhagem evolutiva, mas para vertebrados de forma geral. Dentre os diversos genes já investigados e associados à morfologia craniofacial, o RUNX2 apresenta amplo potencial de envolvimento causal na diversificação de formas observadas em morcegos filostomídeos. Repetições in tandem na taxa de aminoácidos Glutamina por Alanina (taxa Q/A), relacionadas à morfologia craniana, foram verificadas em carnívoros, porém, o padrão não se manteve quando analisadas outras linhagens de mamíferos como um todo. Neste contexto, o presente estudo analisa, de forma pioneira, o papel da taxa Q/A na diversificação morfológica craniofacial em uma linhagem específica de mamíferos (morcegos filostomídeos) com particular adaptação (distintas dietas, e.g. carnivoria, frugivoria, insetivoria, nectarivoria, onivoria, sanguinivoria). Utilizou-se a abordagem de associação genótipo-fenótipo através de diferentes métodos estatísticos (e.g. correlação de Pearson e inferência Bayesiana), incluindo ainda a relação entre os hábitos alimentares e os traços genotípicos e fenotípicos como variável latente. As análises foram controladas para a não-independência filogenética dos dados, empregando métodos filogenéticos comparativos. Foram verificadas correlações significativas entre a taxa Q/A e diferentes medidas craniométricas que descrevem as mudanças na morfologia integrativa do crânio, em especial a largura e comprimento da maxila superior. Uma correlação positiva entre o aumento da taxa Q/A e os hábitos de frugivoria e onivoria foi verificada, sugerindo também a existência de interação entre o hábito alimentar e as medidas de comprimento e largura da maxila superior, especialmente para animais frugívoros e onívoros.

Phyllostomidae bats, a family endemic to the Neotropics, show remarkable diversification in craniofacial forms that are associated with feed specializations. However, the genetic and developmental bases responsible for the generation and maintenance of such morphological adaptation are largely unknown, not only on this evolutionary lineage, but for vertebrates in general. Among the several genes associated with craniofacial morphology so far, RUNX2 is a putative candidate to underlie diversification of forms found in phyllostomids. Tandem repeats in the rate of Glutamine by Alanine amino acids (Q/A ratio), related to cranial morphology, have been demonstrated in carnivores. However, such pattern was not clear when other mammalian lineages were analyzed as a whole. In this context, the present study examines, for the first time, the role of rate Q/A on craniofacial variation in a specific lineage of mammals (phyllostomids) with marked feed specializations (e.g. carnivorous, frugivorous, insectivorous, nectarivorous, omnivorous, hematophagous). The correlation between genotypes and phenotypic traits were made with different statistical methods (e.g. Pearson correlation and Bayesian inference), including the latent variable of diet as well. Such analysis were controlled for the non-independence phylogenetic effect using phylogenetic comparative methods. Significant correlations were observed between different Q/A rates and cranial measurements, which describes changes in the integrative morphology of the skull, especially the length and width of the upper jaw. In addition, a positive correlation between the increase in Q/A rate and frugivorous/omnivorous diet habits was observed, also suggesting the interaction between feed specializations, length and width of the upper jaw, especially for fruit-eating and omnivores animals.