Patricia María González Sánchez

No dia 28 de fevereiro de 2023, Patricia María González Sánchez, aluna de Doutorado do Programa de Pós-graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Pesquisas Ambientais defendeu sua tese intitulada “Diversidade e filogenia do complexo Laurencia (Ceramiales, Rhodophyta) no arquipélago cubano”, de forma remota através da plataforma Microsoft Teams.

A banca examinadora foi presidida pela Profa. Dra. Mutue Toyota Fujii (Instituto de Pesquisas Ambientais), tendo como membros Dr. Abel Sentíes Granados (Universidad Autónoma Metropolitana– UAMI, México), Profa. Dra. Maria Beatriz Barbosa de Barros Barreto (Instituto de Biologia, Universidade Federal do Rio de Janeiro), Profa. Dra. Ligia Collado-Vides (Florida International University) e Prof. Dr. José Marcos de Castro Nunes (Universidade Federal da Bahia – UFBA).

Diversidade e filogenia do complexo laurencia (ceramiales, rhodophyta) no arquipélago cubano

RESUMO

O complexo Laurencia (Ceramiales, Rhodophyta) apresenta uma alta diversidade e “complexidade” tornando quase impossível identificar seus representantes apenas pela morfologia. Ultimamente, pesquisadores tem modificado substancialmente a taxonomia do complexo Laurencia em várias regiões do mundo e, particularmente no Atlântico Ocidental tropical e subtropical, o uso de ferramentas moleculares tem revelado um número significativo de novos táxons. Na região do Caribe, o arquipélago cubano é uma das áreas reconhecidas por sua alta diversidade de macroalgas marinhas, no entanto, estudos moleculares de seus espécimes são praticamente inexistentes, representando uma lacuna no conhecimento taxonômico atual. Neste contexto, a diversidade do complexo Laurencia foi investigada pela primeira vez em Cuba sob uma abordagem molecular, complementada com dados morfológicos e padrões de distribuição das espécies. As coletas abrangeram os litorais norte e sul e as três regiões em que se divide o arquipélago (ocidental, central e oriental). Foram utilizados os marcadores o mitocondrial do tipo DNA Barcode COI-5P e o plastidial rbcL para inferências filogenéticas. Cinco métodos de delimitação de espécies (ABGD, ASAP, PTP, GMYCs e GMYCm) foram aplicados para avaliar a diversidade do complexo em um conjunto de dados do COI-5P. Nossos resultados confirmaram a presença de 13 táxons para a plataforma cubana: Laurencia caduciramulosa, L. catarinensis, L. dendroidea, L. microcladia¸ Laurenciella namii, Palisada corallopsis, P. aff. perforata 3, Palisada sp. 1, Palisada sp. 2, Yuzurua iridescens, Y. poiteaui, Yuzurua sp. 1 e Yuzurua sp. 2. Laurencia catarinensis constitui um novo registro para Cuba e região do Caribe, ampliando sua área de distribuição. Laurenciella namii, além de ser outro novo registro para Cuba, aumenta o número de gêneros do complexo Laurencia reconhecidos até agora para o país. Das quatro espécies não identificadas em nível específico (duas de Palisada e duas de Yuzurua), três coincidem com sequências do GenBank, porém mais estudos são necessários para esclarecer seus status taxonômico. Das espécies citadas para Cuba, Laurencia brongniartii, L. caraibica, L. chondrioides, L. intricata, L. minuscula, L. obtusa, Osmundea coelenterata, Palisada cervicornis, P. flagellifera e Yuzurua poiteaui var. gemmifera, não foram encontradas nas nossas coletas e, não puderam ser confirmadas neste estudo. Nossas análises moelculares com o COI-5P, incluindo os métodos de delimitação de espécies, mostraram que L. dendroidea e P. perforata formam complexos de espécies. As análises moleculares e a comparação morfológica detalhada de Palisada corallopsis e P. furcata de suas localidades tipo apóiam a coespecificidade desses táxons, tendo P. corallopsis prioridade sobre o primeiro. O marcador COI-5P mostrou ser mais eficiente na distinção de espécies do que o rbcL, revelando a necessidade de revisão taxonômica para alguns táxons, como L. dendroidea e P. perforata. As espécies do complexo Laurencia apresentaram um padrão de distribuição heterogêneo, com o maior número de espécies e indivíduos encontrados no litoral norte. A Análise de Parcimônia de Endemicidade (PAE, sigla em inglês) revelou áreas endêmicas determinadas pela presença de espécies raras ou incomuns do complexo para o arquipélago cubano dentro e fora das Áreas Marinhas Protegidas. Laurencia dendroidea, Palisada perforata e Yuzurua poiteaui foram as espécies mais comuns e frequentes registradas na costa cubana. Nosso estudo representa um primeiro esforço para relevar a diversidade do complexo Laurencia em Cuba com base em dados moleculares, fornecendo informações valiosas sobre a biodiversidade de algas no arquipélago e no Atlântico ocidental tropical, e destaca a importância de gerar um conjunto de dados de referência preciso para futuros esforços de monitoramento. No entanto, os resultados obtidos indicam que a diversidade do complexo pode estar superestimada e amostragens mais amplas são necessárias, incorporando novos marcadores às análises visando esclarecer sua diversidade e melhor inferir as relações intra- e interespecíficas deste complexo de algas.

Palavras-chave: Taxonomia, COI-5P, rbcL, métodos de delimitação de espécies, PAE

ABSTRACT

The Laurencia complex (Ceramiales, Rhodophyta) presents a high diversity and “complexity” making it almost impossible to identify its representatives only by morphology. Lately, researchers have substantially modified the taxonomy of the Laurencia complex in several regions of the world and, particularly in the tropical and subtropical Western Atlantic, the use of molecular tools has revealed a significant number of new taxa. In the Caribbean region, the Cuban archipelago is one of the areas recognized for its high diversity of marine macroalgae, however, molecular studies of its specimens are practically non-existent, representing a gap in current taxonomic knowledge. In this context, the diversity of the Laurencia complex was investigated for the first time in Cuba under a molecular approach, complemented with morphological data and species distribution patterns. The collections covered the north and south coasts and the three regions into which the archipelago is divided (western, central and eastern). Mitochondrial DNA Barcode COI-5P and plastid rbcL markers were used for phylogenetic inferences. Five species delimitation methods (ABGD, ASAP, PTP, GMYCs and GMYCm) were applied to assess complex diversity in a COI-5P dataset. Our results confirmed the presence of 13 taxa for the Cuban shelf: Laurencia caduciramulosa, L. catarinensis, L. dendroidea, L. microcladia¸ Laurenciella namii, Palisada corallopsis, P. aff. perforata 3, Palisada sp. 1, Palisada sp. 2, Yuzurua iridescens, Y. poiteaui, Yuzurua sp. 1, and Yuzurua sp. 2. Laurencia catarinensis constitutes a new record for Cuba and the Caribbean region, expanding its distribution area. Laurenciella namii, in addition to being another new record for Cuba, increases the number of genera of the Laurencia complex recognized so far for the country. Of the four species not identified at specific level (two from Palisada and two from Yuzurua), three match GenBank sequences, but further studies are needed to clarify their taxonomic status. Of the species cited for Cuba, Laurencia brongniartii, L. caraibica, L. chondrioides, L. intricata, L. minuscula, L. obtusa, Osmundea coelenterata, Palisada cervicornis, P. flagellifera and Yuzurua poiteaui var. gemmifera, were not found in our collections and could not be confirmed in this study. Our molecular analyzes with COI-5P, including the species delimitation methods, showed that L. dendroidea and P. perforata form species complexes. Molecular analyzes and detailed morphological comparison of Palisada corallopsis and P. furcata from their type localities support the cospecificity of these taxa, with P. corallopsis having priority over the former. The COI-5P marker proved to be more efficient in distinguishing species than rbcL, revealing the need for a taxonomic revision for some taxa, such as L. dendroidea and P. perforata. Species from the Laurencia complex showed a heterogeneous distribution pattern, with the highest number of species and individuals found on the north coast. The Endemicity Parsimony Analysis (PAE) revealed endemic areas determined by the presence of rare or unusual species of the complex for the Cuban archipelago inside and outside the Marine Protected Areas. Laurencia dendroidea, Palisada perforata and Yuzurua poiteaui were the most common and frequent species recorded on the Cuban coast. Our study represents a first effort to reveal the diversity of the Laurencia complex in Cuba based on molecular data, providing valuable information on algal biodiversity in the archipelago and the tropical western Atlantic, and highlights the importance of generating an accurate reference dataset. for future monitoring efforts. However, the results indicate that the complex’s diversity may be overestimated and broader sampling is needed, incorporating new markers to the analysis to clarify its diversity and better infer the intra- and interspecific relationships of this algae complex.

Keywords: Taxonomy, COI-5P, rbcL, species delimitation methods, PAE

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Patricia María González Sánchez
Diversidade e filogenia do complexo laurencia (ceramiales, rhodophyta) no arquipélago cubano

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