Decifrando a relação evolutiva entre Gymnogeophagus labiatus (Hensel, 1870) E Gymnogeophagus lacustris Reis & Malabarba 1988 (CICHLIDAE: GEOPHAGINI)

Abstract

A "classificação" de indivíduos em espécie ainda é um dos assuntos mais debatidos nas Ciências Biológicas. O gênero Gymnogeophagus Miranda Ribeiro, 1918 de ciclídeos neotropicais, contém 18 espécies válidas, sendo as duas espécies, foco deste estudo, reconhecidas há longo tempo como espécies irmãs. Gymnogeophagus labiatus, que ocupa rios de fundo rochoso nas bacias da laguna dos Patos (BHP) e do rio Tramandaí (BHT), e G. lacustris, que ocupa lagoas costeiras de fundo arenoso na BHT somente. Recentemente um estudo baseado em DNA barcode, com o gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (COI), não conseguiu separar essas duas espécies na BHT, apontando diferenças genéticas consideráveis entre indivíduos de G. labiatus da BHP e BHT. Uma hipótese é que G. lacustris divergiu de G. labiatus há pouco tempo, de tal forma que o COI, um marcador genético conservado, é incapaz de separar entre estas duas espécies (tal que a classificação taxonômica atual é adequada para o grupo). Alternativamente, G. labiatus e G. lacustris da BHT podem constituir, de fato, em uma população coesa, igualmente diferenciada das populações na BHP (tal que as diferenças entre bacias hidrográficas distintas refletem melhor a história do grupo). Nesse estudo, foram utilizados dados morfológicos e moleculares para avaliar as duas hipóteses mencionadas acima. Os indivíduos analisados foram provenientes da Coleção Científica do Laboratório de Ictiologia da UFRGS. Foram encontrados três clados mitocondriais: o primeiro composto por haplótipos distribuídos entre G. labiatus e G. lacustris da BHT, sendo dois desses compartilhados entre espécies. Os outros dois clados ocorram em indivíduos de G. labiatus da BHP, sendo um deles restrito à sub-bacia do Camaquã (SBC), onde foram encontrados indivíduos dos dois clados. As análises morfológicas agruparam os indivíduos da BHT separadamente da BHP, especialmente em relação ao tamanho da nadadeira peitoral, comprimento do focinho e padrão de coloração quando vivo. A área do lábio, considerada a principal medida diagnóstica para as duas espécies, apresentou plasticidade acentuada tanto na BHP como na BHT, questionando sua utilidade taxonômica. No geral, os resultados corroboram a estreita relação evolutiva entre as populações da BHT, sugerindo que os indivíduos que ocorrem nos rios da BHT devem ser interpretados como ecomorfos de G. lacustris com lábios hipertrofiados. Assim, os resultados sugerem que as populações da BHT são todas pertencentes a G. lacustris, enquanto G. labiatus é restrita à BHP.

Classifying individuals in "species" is among the most disputed issues in Biological Sciences. Gymnogeophagus Miranda Ribeiro 1918, a genus of Neotropical cichlids, contains 18 valid species, with the two species studied herein long hypothesized as sister species: G. labiatus, which occupies rocky bottom rivers in the Patos Lagoon (BHP) and Tramandaí river (BHT) drainages, and G. lacustris, which inhabits sandy bottom coastal lagoons in BHT. Recently, a DNA barcode study based on mitochondrial Cytochrome Oxidase I (COI) was unable to discriminate between these species in BHT but pointed to considerable genetic differences between G. labiatus individuals in BHP and BHT. One hypothesis is that G. lacustris diverged from G. labiatus recently, such that COI, a conserved genetic marker, is unable to discriminate between these species (such that the current taxonomic classification is adequate for this group). Alternatively, G. labiatus and G. lacustris in BHT may indeed constitute a cohesive population, equally differentiated from the population in the BHP (such that differences between distinct hydrographic basins provide a better portrait of the group’s history). In this study, we used morphological and molecular data to evaluate the two hypotheses mentioned above. Analyzed individuals are housed in the scientific collection of UFRGS Ichthyology Laboratory. We found three mitochondrial clades: the first containing haplotypes distributed among G. labiatus and G. lacustris from BHT, with two haplotypes shared between species. The other two clades occurred in G. labiatus individuals from BHP, one of which being restricted to the Camaquã river sub-basin (CRS), where we found individuals from both clades. Morphological analyses grouped individuals from the BHT separately from the BHP, especially concerning the length of the pectoral fin, snout length and color in life. Lip area, considered as the main diagnostic trait between species, showed high plasticity within both the BHP and BHT, questioning its taxonomic usefulness. Overall, our results corroborate the close evolutionary relationship between species in BHT, suggesting that individuals occurring in BHT rivers must be interpreted as G. lacustris ecomorphs showing hypertrophic lips. Thus, our results suggest that all populations in BHT belong to G. lacustris, while G. labiatus is restricted to the BHP.