Avanços na compreensão dos padrões evolutivos em Myrtaceae : estudo de caso do complexo de espécies Eugenia involucrata através de uma abordagem integrativa

Abstract

Myrtaceae inclui espécies vegetais com ampla distribuição mundial, sendo a Oceania e as regiões Neotropicais seus centros de diversidade. Na região Neotropical, a família é mais representada pela tribo Myrteae, com 29 gêneros e 2164 espécies de plantas frutíferas com significativa importância ecológica e econômica. A problemática na sistemática dentro de Myrteae limitou os estudos dentro deste grupo. A tribo inclui grandes gêneros com complexos crípticos de espécies, como Eugenia involucrata DC., uma espécie amplamente difundida e com alta variabilidade morfológica. Assim, a compreensão dos padrões evolutivos de Myrteae é de interesse. O principal objetivo deste estudo é fornecer uma visão geral da evolução das Myrtaceae Neotropicais e desvendar a história evolutiva de um complexo de espécies de Myrteae (Eugenia involucrata) através de uma abordagem integrativa baseada em genética de populações, filogeografia e morfometria. No capítulo II desta tese produzimos um artigo de revisão que contempla estudos de Filogenia, Biogeografia, Genética de Populações, Filogeografia, Citogenética e Genômica de Myrtaceae Neotropicais. A partir da análise desses artigos, evidenciamos avanços significativos na pesquisa e algumas áreas de pesquisa negligenciadas. Também detectamos que algumas espécies apresentam dificuldade de manutenção da diversidade intraespecífica devido a atividades antrópicas. Por um lado, identificamos um aumento no número de estudos filogenéticos baseados em marcadores moleculares nos últimos anos, contribuindo para a compreensão dos padrões macroevolutivos. Por outro lado, encontramos uma carência de estudos abrangendo aspectos microevolutivos, como estudos filogeográficos, os quais foram realizados apenas para duas espécies. No capítulo III, realizamos um estudo de diversidade genética e estrutura populacional de E. involucrata no sul da Floresta Atlântica. Também realizamos uma análise da morfometria geométrica foliar dessa espécie a partir de imagens de exsicatas. As análises populacionais com marcadores moleculares nucleares (ITS) e plastidiais (matK, trnC-ycf6, psbA-trnH, trnS-trnG) revelaram que as populações de E. involucrata no sul da distribuição apresentam uma alta diversidade genética e não estão geneticamente estruturadas. A análise das imagens de exsicatas de E. involucrata mostraram que alguns grupos de plantas apresentaram diferenças no formato das folhas. Em conjunto, esses resultados contribuirão para a compreensão dos processos micro e macroevolutivos na tribo Myrteae, e desvendarão a história evolutiva de E. involucrata. Particularmente para mostrar se a variabilidade fenotípica deste complexo está associada a algum fator ambiental ou genético.

Myrtaceae includes plant species with worldwide distribution, with Oceania and Neotropical regions being its centers of diversity. In the Neotropical region, the family is more represented by the Myrteae tribe, with 29 genera and 2164 species of fruit plants with significant ecological and economic importance. The systematic problem within Myrteae limited the studies within this group. The tribe includes large genera with cryptic species complexes, such as Eugenia involucrata DC., a widespread species with high morphological variability. Thus, understanding the evolutionary patterns of Myrteae is of interest. The main objective of this study is to provide an overview of the evolution of Neotropical Myrtaceae and to unravel the evolutionary history of a Myrteae species complex (Eugenia involucrata) through an integrative approach based on population genetics, phylogeography and morphometry. In chapter II of this thesis we produced a review article that includes studies of Phylogeny, Biogeography, Population Genetics, Phylogeography, Cytogenetics and Genomics of Neotropical Myrtaceae. From the analysis of these articles, we evidenced significant advances in research and some neglected research areas. We also detected that some species have difficulties in maintaining intraspecific diversity due to anthropic activities. On the one hand, we have identified an increase in the number of phylogenetic studies based on molecular markers in recent years, contributing to the understanding of macroevolutionary patterns. On the other hand, we found a lack of studies covering microevolutionary aspects, such as phylogeographic studies, which were carried out only for two species. In chapter III, we carried out a study of genetic diversity and population structure of E. involucrata in the southern Atlantic Forest. We also performed an analysis of the leaf morphometry of this species from images of exsiccates. Population analyzes with nuclear (ITS) and plastid (matK, trnC-ycf6, psbA-trnH, trnS-trnG) molecular markers revealed that E. involucrata populations in the southern range have a high genetic diversity and are not genetically structured. The analysis of exsiccates images of E. involucrata, showed that some groups of plants showed differences in leaf shape. Together, these results will contribute to the understanding of micro and macroevolutionary processes in the Myrteae tribe, and will reveal the evolutionary history of E. involucrata. Particularly to show if the phenotypic variability of this complex is associated with some environmental or genetic factor.