História evolutiva e ecologia molecular da lontra neotropical (Lontra longicaudis) (Carnivora: Mustelidae)

Abstract

A lontra neotropical (Lontra longicaudis) é um carnívoro de médio porte, de hábito semiaquático e que apresenta ampla distribuição geográfica, ocorrendo do México até o Norte da Argentina. Pouco se sabe sobre esta espécie e, apesar do atual crescente número de estudos, a grande maioria destes é voltada para a análise de dieta e uso de hábitat da espécie, de forma que outros aspectos sobre a sua biologia, ecologia e história evolutiva continuam pouco explorados. Estudos moleculares são escassos devido à dificuldade de obtenção de amostras convencionais, e à ausência de metodologias padronizadas que possibilitem a utilização de amostragem nãoinvasiva, a qual tem sido amplamente empregada para o estudo de diversas outras espécies de mamíferos. Neste contexto, os estudos aqui apresentados têm por objetivo, além de padronizar metodologias para os estudos genéticos e ecológicos de Lontra longicaudis através da utilização de uma abordagem molecular, fornecer dados inéditos sobre a diversidade genética, padrões de diferenciação populacional, demografia e ecologia desta espécie. Os resultados aqui apresentados são relevantes não apenas para expandir o conhecimento básico sobre esta espécie, mas também para auxiliar na definição do seu atual status de conservação e delinear futuros planos de manejo e conservação para esta espécie e seus habitats. O capítulo 3 apresenta um estudo dos padrões filogeográficos de L. longicaudis através da análise de três segmentos do DNA mitocondrial (região controle, ATP8/ATP6 e ND5), totalizando 1471 pb. Os resultados indicaram uma diversidade genética relativamente alta e elevado índice de diferenciação genética entre as áreas amostradas, o que sugere a existência de (ao menos) unidades de manejo distintas nestas regiões, bem como salienta a necessidade de analisar outras áreas da distribuição geográfica da espécie para obter um entendimento mais aprofundado da sua história evolutiva. O capítulo 4 aborda a diversidade genética e a estruturação populacional da lontra neotropical através da análise de locos de microssatélite, a fim de complementar a investigação dos padrões filogeográficos da espécie observados no DNA mitocondrial (DNAmt). Alguns padrões similares de estruturação populacional foram observados nestes marcadores, embora a magnitude de diferenciação genética entre as populações estudadas tenha sido consideravelmente menor do 9 que aquela observada para o DNAmt. Os resultados encontrados sugeriram que este padrão pode ser derivado de fluxo gênico mediado por machos, bem como indicaram que a estruturação populacional de L. longicaudis nas regiões estudadas não parece estar associada a bacias hidrográficas. No capítulo 5 é apresentada a padronização de uma metodologia para a determinação sexual de L. longicaudis a partir de amostras de fezes/muco coletadas em campo. Este método é baseado na amplificação conjunta de um loco de microssatélite e um segmento do gene SRY. Métodos similares têm sido aplicados a outras espécies de lontras, mas nenhum foi previamente testado em L. longicaudis. Os resultados demonstraram que o método proposto é altamente eficiente para identificação do sexo da lontra neotropical utilizando-se DNA de amostras nãoinvasivas, e pode auxiliar na obtenção de dados ecológicos da espécie na natureza. O capítulo 6 apresenta o primeiro estudo de ecologia molecular de L. longicaudis, o qual foi baseado exclusivamente na análise de DNA extraído a partir de amostras não-invasivas. As amostras foram identificadas a nível individual, e através da uma amostragem sistemática, diversos parâmetros populacionais, os quais até então eram praticamente desconhecidos, foram estimados. Os resultados demonstram a grande potencial da análise de DNA extraído de amostras não-invasivas não apenas para o estudo da dinâmica populacional de L. longicaudis, mas também de diversas outras espécies pouco conhecidas de carnívoros neotropicais.

The Neotropical otter (Lontra longicaudis) is a medium-size semi-aquatic carnivore that presents a wide geographic distribution, ranging from Mexico to Northern Argentina. It is a poorly known otter species, and although the current increase in the number of studies, most of them are directed to diet composition and habitat use, so as many other issues regarding its biology, ecology and evolutionary history still remain virtually absent. Molecular studies involving this otter are few due to the difficulty in obtaining traditional biological samples, and also because standard methods that allow the use of noninvasive sampling for studying this organism are absent, in spite of such methodologies have been widely used for investigating several mammal species around the world. In the context to address these issues, the studies presented here aimed to standardize methodologies for applying in genetic and ecological studies of Lontra longicaudis by using a molecular approach, and to provide new data on genetic diversity, patterns of population structure, demography and ecology of this species. The results presented here are relevant not only to increase the basic knowledge about this otter, but also to help in defining its current conservation status and to contribute for designing future management and conservation plans for this species and its habitats. Chapter 3 presents a study of the phylogeographic patterns of the L. longicaudis revealed by analyzing three segments of the mitochondrial DNA (control region, ATP8/ATP6 and ND5), totaling 1471 bp. Our results indicated a considerably high molecular diversity and a significant genetic partition among the sampled areas, suggesting the observed population structure may represent distinct Management Units (MUs) on those regions. Additionally, these results emphasize the necessity of investigating additional areas of the species distribution to obtain a more comprehensive understanding of its evolutionary history. Chapter 4 addresses the genetic diversity and the population structure of the Neotropical otter by analyzing microsatellite loci in order to complement the investigation of the phylogeographic patterns observed for the mtDNA presented in chapter 3. Some similarities in patterns of population subdivision were observed, although the magnitude of the genetic differentiation has been considerably lower than those reported for the mtDNA. The results suggested this pattern may be derived from male-biased gene flow, as well as indicated the genetic 11 structure of L. longicaudis populations did not seem to be related to the delimitation of hydrographic basins. On chapter 5 it is presented a standardization of a molecular sex typing methodology of L. longicaudis by using noninvasive samples collected in the field. This method employs a duplex- PCR assay in which a microsatellite is amplified along with a segment of the SRY gene. Similar approaches have been applied for other otter species, but none of them have been previously tested in L. longicaudis. The results demonstrated the proposed method is highly efficient in gender determining of the Neotropical otter noninvasive samples which may be useful in obtaining ecological information of this organism in the wild. Finally, chapter 6 presents the first molecular ecology study of L. longicaudis, which was exclusively based on DNA analyses of noninvasively collected samples. Samples were identified at individual level, and based on a systematic sampling approach it was possible to estimate several population parameters of this otter, which were virtually unknown. Results demonstrated the great potential of this molecular approach for studying population dynamics of this otter, but also highlighted its usefulness for addressing ecological and demographic issues of other poorly known Neotropical carnivores.