História evolutiva e conservação de duas espécies de sapinho-da-barriga-vermelha Melanophryniscus dorsalis e Melanophryniscus montevidensis

Abstract

O processo de especiação é lento e gradual e a não completa compreensão deste processo ao longo da história do conhecimento nos remete a problemas clássicos sobre a classificação dos organismos. Neste trabalho, conduzimos um estudo sobre os padrões filogeográficos e evolutivos de duas espécies irmãs parapátricas de sapinhos de barriga-vermelha Melanophryniscus dorsalis e M. montevidensis, listadas como mundialmente ameaçadas segundo a IUCN , além de um estudo aplicado com o uso de modelos de nicho ecológico identificando áreas de interesse a conservação para ambas as espécies. Através dos modelos consensos baseados nos algoritmos BIOCLIM, GARP e Máxima entropia e da análise de “Hotspot” áreas de alta adequabilidade ambiental foram identificadas para ambas as espécies. A validação em campo de modelos preliminares indicou a ausência de indivíduos em locais de alta adequabilidade. Expedições a campo também revelaram uma série de novos pontos de ocorrência, entre os limites da distribuição, e a confirmação de registros historicamente omitidos por listas regionais, nacional e mundial de espécies ameaçadas. Para este estudo propomos cinco “hotspots” de grande interesse na conservação e preservação de ambas as espécies. Os dados moleculares, obtidos através do Cytb e COI, indicam claramente um processo de especiação ocorrendo com M. dorsalis e M. montevidensis com um ancestral comum para ambas as espécies datando entre 3 e 3,5 milhões de anos. A rede da haplótipos, para ambas as espécies nos dois marcadores, é do tipo estrela com um haplótipo central e uma série de outros com uma ou poucas mutações partindo do haplótipo central, indicando expansão demográfica e também demonstrando alta variabilidade. A população mais ao norte de M. dorsalis, na localidade de Mar Grosso no município de Laguna (SC), merece uma atenção especial por se tratar de uma Unidade de Manejo (UM) por seus indivíduos apresentarem uma viii frequência única de alelos. Segundo a definição de UM, a estratégia indicada para esta população é a delimitação de uma área específica e monitoramento da população. Os resultados obtidos neste trabalho provêm um conjunto de informações importantes em nível específico para a implementação de um banco de dados nacional sobre espécies ameaçadas. Os dados gerados neste estudo também serão integrados ao Plano Nacional de Ação para a conservação e preservação dos anfíbios e répteis ameaçados de extinção da região sul do Brasil (PAN SUL) gerido pelo Instituto Chico Mendes de conservação da Biodiversidade.

The speciation process is commonly slow and gradual and the incompletely understand of this process throughout the history of knowledge leads us to the classic problems of the organism classification. In this work, we conducted a study on the phylogeographic and evolutionary patterns of two parapatric sister species of red-bellied-toads Melanophryniscus dorsalis and M. montevidensis, listed as globally threatened according to the IUCN, as well as an applied study using ecological niche models to identify areas for conservation interest for both species. Through consensus models based on algorithms BIOCLIM, GARP and Maximum Entropy and the hotspot analysis, areas of high environmental suitability were identified for both species. Field validation of preliminary models also indicated the absence of individuals in areas of high suitability. Field expeditions also revealed new occurrence points within the boundaries of the distribution, and confirmation records historically omitted by regional, national and global lists of threatened species. For this study we propose five hotspots of great interest in the conservation and preservation of both species. Molecular data obtained through Cytb and COI, clearly indicate the speciation process occurring with M. dorsalis and M. montevidensis with a common ancestor to both species dated between 3 and 3.5 million years. The haplotype network for both markers in both species are star-like which consist of a center haplotype with a series of haplotyps with one or few mutations starting from the central haplotype indicates demographic expansion and also shows high variability. The north population found in M. dorsalis, at the locality of Mar Grosso in the city of Laguna, needs special attention because it is a Management Unit (MU) by his individuals present a single frequency alleles. According to the definition of MU, the strategy indicated for this population is the delimitation of a specific area and population monitoring. x The results obtained in this study provide important information set on specific level for the implementation of a national database on endangered species. The generated data in this study will also be integrated into the National Plan of Action for the conservation and preservation of reptiles and amphibians threatened by extinction in southern Brazil (PAN SUL) managed by the Chico Mendes Institute for Biodiversity Conservation.