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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA Universidade Federal do Amazonas - UFAM PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA, CONSERVAÇÃO E BIOLOGIA EVOLUTIVA Filogeografia e genética de populações de jacaré-paguá (Paleosuchus palpebrosus) ao longo do rio Madeira e bacia do rio Paraguai (Pantanal) FÁBIO DE LIMA MUNIZ Manaus – AM 2012

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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA

Universidade Federal do Amazonas - UFAM

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GENÉTICA, CONSERVAÇÃO E BIOLOGIA EVOLUTIVA

Filogeografia e genética de populações de jacaré-paguá

(Paleosuchus palpebrosus) ao longo do rio Madeira e bacia do rio

Paraguai (Pantanal)

FÁBIO DE LIMA MUNIZ

Manaus – AM

2012

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FÁBIO DE LIMA MUNIZ

Filogeografia e genética de populações de jacaré-paguá

(Paleosuchus palpebrosus) ao longo do rio Madeira e bacia do rio

Paraguai (Pantanal)

ORIENTADORA: Dra. IZENI PIRES FARIAS

CO-ORIENTADORA: Dra. ZILCA CAMPOS

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Genética, Conservação e Biologia Evolutiva do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia como parte dos requisitos para obtenção do título de mestre em Genética, Conservação e Biologia Evolutiva.

Fonte Financiadora: CNPq/CT-Amazônia 575603/2008-9

Apoio: Laboratório de Evolução e Genética Animal – LEGAL

MANAUS – AM

2012

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II

FICHA CATALOGRÁFICA

Sinopse: Para o estudo da filogeografia e genética de populações de Paleosuchus

palpebrosus foi utilizado o gene mitocondrial Citocromo b para as amostras

populacionais da bacia Amazônica brasileira, boliviana e do Pantanal. Um cenário de

panmixia foi observado dentro das bacias, assim como uma forte estruturação

genética entre elas, em decorrência a barreiras geomorfológicas. As corredeiras

presentes no rio Madeira restringem, mas não impedem o fluxo gênico entre as

amostras populacionais dentro da bacia Amazônica Brasileira.

Palavras-chave: jacaré-paguá, estruturação genética, fluxo gênico, diversidade

genética

M966 Muniz, Fábio de Lima Filogeografia e genética de populações de jacaré-paguá (Paleossuchus palpebrosus) ao longo do rio Madeira e bacia do rio Paraguai (Pantanal) / Fábio de Lima Muniz.--- Manaus : [s.n.],2012. ix, 30 f. : il. color. Dissertação (mestrado) --- INPA, Manaus, 2012 Orientador : Izeni Pires Farias Coorientador : Zilca Campos Área de concentração : Genética, Conservação e Biologia Evolutiva

1. Jacaré-paguá. 2. Filogeografia. 3. Genética de populações. 4. Variabilidade genética. I. Título.

CDD 19. ed. 597.980415

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III

À minha querida família de nascença. Nada seria possível sem a base sólida de amor e dedicação que recebi e continuo recebendo daqueles a quem Deus me confiou.

À família do coração. Muitos chegaram pra ficar e construíram laços de verdadeira amizade e amor. Estamos unidos pelos laços do espírito nessa jornada chamada vida.

Enfim, a todas as famílias de minha vida.

OFEREÇO

À minha prima do coração Pâmela Marins Moreira. Envio meus melhores sentimentos e

homenagem para que você melhore e se torne uma linda borboleta

DEDICO

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IV

“Quando a lagarta achou que tudo havia acabado ela se transformou em borboleta.”

Lamartine

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V

AGRADECIMENTOS

À minha mãe, sempre simples e sincera, agradeço pelo grande incentivo aos meus estudos e todo esforço para me dar o que eu realmente precisava. Te amo mãe!

Ao meu querido pai, a meu avô e a minha avó pelo grande amor e suporte moral necessários para que eu me tornasse uma pessoa de bem.

Ao meu irmão, e segundo pai, e a minha irmãzinha, obrigado por serem “irmãos-amigos” como não se vê em qualquer lugar.

Aos meus tios e tias queridos que me deram suporte e exemplo para vencer as dificuldades da vida.

À orientadora que todos queriam ter, professora Izeni Pires Farias. Seu exemplo, dedicação e amor àquilo que faz representa um espelho daquilo que eu gostaria de ter, pelo menos um pouco, quando eu “crescer”.

À co-orientadora e amiga Zilca Campos. Cresci muito com o seu convívio, tanto em conhecimentos acadêmicos quanto na vida. A sintonia foi forte. Pode contar comigo para novas aventuras pela Amazônia e por que não pelo mundo (hehehhe).

Ao professor Tomas Hrbek, por compartilhar humildemente seus enormes conhecimentos, pela paciência e pela disponibilidade. Obrigado por ser um bom e verdadeiro orientador, mesmo sem ter a obrigação disso.

Aos professores do Programa de Pós-graduação em Genética, Conservação e Biologia Evolutiva e ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia pela oportunidade de aprendizado e aperfeiçoamento que me ofereceram.

A todos os colegas que pertencem ou que pertenceram ao laboratório de Evolução e Genética Animal – LEGAL, por compartilhar alegrias, euforias, nervosismos e até mesmo dificuldades. Obrigado pela ajuda de muitos, em especial àqueles que revisaram minha dissertação: Deyla, Jhenifer, Julia e Juliana; aos que estavam sempre dispostos a ajudar tirando dúvidas ou mesmo se esforçando junto comigo para resolver os problemas de análises e escrita: Concy, Gabi, Mário, Naty, Olavo e Wal.

Muitos já não estão presentes no LEGAL, mas contribuíram grandemente em minha formação e consequentemente nesse trabalho (Áureo, Dani Tófoli, Ed, Rafa, Will e outros).

Ao tio Edinilson e à tia Rosa (sogro e sogra) pela revisão do texto e apoio, dispensando um tempo valioso apenas para me ajudar. Muito obrigado!

Aos colegas e ajudantes em campo: Ari, Augusto (Adorfo), Daniel, Dênis, Deyla, Seu Manoel, Pedro, Valéria (Val).

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VI

Ao CNPq e CT-Amazônia pelo financiamento do projeto intitulado “Rio Madeira: sua contribuição nos mecanismos de diversificação da fauna na Amazônia” (CNPq/CT-Amazônia 575603/2008-9) que subsidiou esse trabalho.

À Universidade Federal do Amazonas, pelo apoio logístico através do Laboratório de Evolução e Genética Animal (LEGAL) e à FAPEAM pelo financiamento das bolsas de estudo.

Aos grandes amigos pessoais, da casa espírita e do grupo Sal e Luz: Tailah, Augusto (Tinho), Larissa (Lari), João Pedro (JP), Paola, Rony, Sissi, Fernando, Rose, Jéssica, Alexandre, Gilson, dona Francisca, seu Moacir, seu Walter, Rosalina, Robertinho, Miguel, Targlane, Salazar, Teca, Raimunda, Ermelinda, Rosa (tia), Rosa Paes, Manoel, Sônia, Marcos, André Carrera, Daniel, Fred, Elias, Carol, João Nogueira, Allan Kardec. Perdoem-me se esqueci alguém.

À família: Gracilde, Marcio, Aline, Flávio, Gerda, Hadassa, Ermelinda, Zé Muniz, Soraia, Rafael, Pedrinho, Rai, Jéssica, Suzana, Cláudia, Vivi, tio Fernando, tia Rose, tio Fábio, Neide, Ciro, Cícero, Israel, Lidiane, Laiane, Lucas, Liliane, Leandrinho, Ana Paula, Larissa.

À família do Rio de Janeiro: Tailah, Rosa, Edinilson, Matheus, Pâmela (Pam), Paulinho (meu bem), Gilberto (iow man), tia Céia, tia Preta, Fernando, tia Lila, tio Marquinho, Rômulo, tia Lora, Sicínio, Dudu (tio?), Gilda (vovó), tio Mazinho, tia Rosa, Lucas, Lana, tia Mana, Tiago, vovô Nilson.

Por fim, agradeço a Deus pela vida.

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VII

RESUMO

Paleosuchus palpebrosus é um crocodiliano da subfamília Caimaninae que se distribui amplamente na região Neotropical. Possui comportamento relacionado à terra firme, e na Amazônia, concentra-se preferencialmente em rios de cabeceira, tributários e em florestas alagáveis. No Pantanal, sua ocorrência é restrita à região periférica, próximo a serras, não sendo encontrado na planície alagada do rio Paraguai. Estão geralmente associados à água corrente, fria e limpa. Os conhecimentos sobre Paleosuchus palpebrosus são muito escassos, o que pode dificultar ações para sua conservação. Assim, foram utilizadas sequências do gene mitocondrial Citocromo b para determinar, pela primeira vez, o padrão de distribuição da variabilidade genética da espécie e avaliar barreiras físicas ou históricas ao fluxo gênico entre suas populações, bem como investigar eventos demográficos históricos. Foi sequenciado o Citocromo b de 172 indivíduos de Paleosuchus palpebrosus em localidades ao longo dos rios Madeira, Mamoré e Guaporé, em várias localidades do Pantanal e em uma no rio Solimões, lago Cururu. Utilizou-se diferentes tipos de inferências Bayesianas para investigar o número de populações reais, o tempo de divergência entre as populações, taxas de fluxo gênico e mudanças históricas no tamanho efetivo de cada uma das populações. A estrutura de populações foi obtida por meio da AMOVA e eventos demográficos foram investigados via testes D de Tajima e Fs de Fu. Também se calculou os índices de diversidade genética da espécie. Paleosuchus palpebrosus é composto por populações fortemente estruturadas geneticamente como resultado da baixa ou inexistente taxa de fluxo gênico entre elas. A população de P. palpebrosus do lago Cururu está isolada do Madeira e restrita à região de paleovárzea do rio Solimões. As populações do Madeira e da Bolívia apresentaram fluxo gênico bidirecional, porém assimétrico. As serras que dividem as sub-bacias do Madeira e da Bolívia e as cachoeiras do alto rio Madeira são barreiras que limitam o fluxo gênico entre essas populações. O complexo de serras dos Parecis divide as bacias do rio Amazonas e Paraguai e representa a barreira vicariante que isolou as populações do Pantanal e da Bolívia. A população do Madeira sofreu expansão populacional, provavelmente após a última era glacial, e a diversidade genética em P. palpebrosus foi alta e comparável com a de outros Caimaninae. Deste trabalho, surgem importantes implicações para melhor conhecer a espécie. Os grupos de indivíduos do lago Cururu, Madeira/Bolívia e Pantanal podem ser considerados Unidades Evolutivas Significantes e devem ser tratadas como pertencentes a populações completamente independentes. Os indivíduos da espécie também podem dispersar entre corpos d’água, utilizando a via terrestre e trocando fluxo gênico sem precisar dispersar pela calha do rio principal. Além disso, a caracterização prévia fornece o padrão de fragmentação genética natural, importante para que futuros estudos possam avaliar com mais exatidão os impactos antrópicos gerados sobre essa espécie, como é o caso das hidrelétricas.

Palavras-chaves: filogeografia, estruturação genética, fluxo gênico, diversidade genética, jacaré-paguá

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VIII

ABSTRACT

Paleosuchus palpebrosus is a crocodilian of the subfamily Caimaninae that is distributed widely in the Neotropics. It has behavior associated with, and in the Amazon it is concentrated in headwaters of rivers, tributaries and flooded forests. In the Pantanal, its occurrence is restricted to the periphery, near mountains, not being found in the floodplain of the Paraguay River. Paleosuchus palpebrosus is usually associated with clean, cold running water. Scientific knowledge of Paleosuchus palpebrosus is deficient which adversely affects their conservation. Therefore, we used sequences of the mitochondrial cytochrome b gene to investigate, for the first time, the pattern of distribution of genetic variability, evaluating historical and/or physical barriers to gene flow between populations, as well as investigating historical demographic events. We sequenced the complete cytochrome b from 172 individuals of Paleosuchus palpebrosus sampled from localities along the Madeira and Mamore/Guaporé Rivers, in various localities in the Pantanal and one locality on the Solimões River, Cururu lake. We use different types of Bayesian inference to investigate the number of biological populations, the divergence time between populations, rates of gene flow and historical changes in effective size of each population. The population structure was obtained by AMOVA and demographic events were investigated via tests of Tajima's D and Fu's Fs. We also calculated indexes of genetic diversity of the species. Paleosuchus palpebrosus is composed of genetically highly structured populations as a result of no or low rate of gene flow between them. The population of P. palpebrosus Cururu lake is isolated from the Madeira River basin, and restricted to the paleovárzea region of the Solimões. Populations of the Madeira and Bolivia showed bidirectional gene flow, but asymmetrical. The mountains that divide the sub-basins of the Madeira and Bolivia and the rapids of the upper Rio Madeira are barriers that limit gene flow between populations. The complex of Parecis mountains divide the basins of the Amazon and Paraguay and are a likely vicariant barrier that isolated populations of Bolivia and the Pantanal. The population of Madeira suffered population expansion, probably after the last Ice Age, and genetic diversity in P. palpebrosus was high and comparable to other Caimaninae. Important implications arise from this work for the better understand the species. Populations of Cururu lake, Madeira/Bolivia and the Pantanal can be considered Evolutionary Significant Units and should be treated as completely independent populations. Individuals of P. palpebrosus can also disperse between water bodies via land, thus gene flow does not need to occur via the main river channel. In addition, our characterization provides the natural pattern of the distribution of genetic diversity which is important for future studies to assess more accurately human impacts on this species generated, for example, by hydroelectric dams and plants.

Keywords: phylogeography, genetic structure, gene flow, gene diversity, dwarf caiman.

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IX

SUMÁRIO LISTA DE TABELAS .............................................................................................................. X

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................. XI

1. INTRODUÇÃO GERAL ...................................................................................................... 1

1.1 Aspectos gerais dos crocodilianos ................................................................................ 1

1.2 História natural dos Paleosuchus ................................................................................. 2

1.2.1 Ameaças ao Jacaré-paguá (P. palpebrosus) ......................................................... 7

1.3 Filogeografia................................................................................................................. 9

1.4 Genética de populações e conservação ..................................................................... 10

1.5 Marcadores moleculares ............................................................................................ 11

1.6 Estudos filogeográficos e populacionais em jacarés ................................................... 13

2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 15

2.1 Objetivo geral ............................................................................................................. 15

2.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 15

Capítulo 1 ............................................................................................................................ 17

ABSTRACT ...................................................................................................................... 18

INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 20

MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................. 24

Área de estudo e coleta das amostras .......................................................................... 24

Processamento em laboratório ..................................................................................... 25

Estimativa do número de grupos biológicos .................................................................. 26

Análises Filogeográficas e Populacionais ..................................................................... 27

RESULTADOS ................................................................................................................. 31

DISCUSSÃO .................................................................................................................... 34

Padrões filogeográficos em P. palpebrosus .................................................................. 34

Demografia Histórica e Divergência Genética ............................................................... 40

Implicações para a conservação ................................................................................... 43

REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 46

3. CONCLUSÃO GERAL ..................................................................................................... 63

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 64

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X

LISTA DE TABELAS

CAPÍTULO 1 Tabela 1. Primers utilizados nas PCRs (Reação em Cadeia da Polimerase) e no

sequenciamento do gene mitocondrial, Citocromo b................................................. 52 Tabela 2. Lista de sequências utilizadas nesse artigo e depositadas no Genbank.

Nós mostramos também a espécie, a região e o a referência de cada uma das

sequências................................................................................................................. 53 Tabela 3. Índices de diversidade e teste de neutralidade em cada uma das

populações de Paleosuchus palpebrosus encontrada nesse trabalho e também para

todos os indivíduos amostrados................................................................................. 55 Tabela 4. Comparação entre a diversidade genética encontrada em P. palpebrosus

e em outras espécies de crocodilianos...................................................................... 56

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XI

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Indivíduos de Paleosuchus palpebrosus e Paleosuchus trigonatus.......... 03

Figura 2. Mapas de distribuição de P. palpebrosus e P. trigonatus.......................... 05

Figura 3. Mapa ilustrando a bacia de drenagem do Alto Paraguai........................... 06 Figura 4. Ilustração da fita dupla do DNA mitocondrial, com destaque para o gene

Citocromo b................................................................................................................12 CAPÍTULO 1 Figura 1. Mapa de coleta de P. palpebrosus com as coordenadas geográficas de

cada localidade.......................................................................................................... 59

Figura 2. Mapa mostrando as localidades de coleta divididas em quatro populações

que podem ser distinguidas por cores diferentes...................................................... 60

Figura 3. Mapa de localidades e árvore de haplótipos gerada no programa

HAPLOVIEWER......................................................................................................... 61 Figura 4. Árvore filogenética gerada no programa BEAST......................................... 62

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1. INTRODUÇÃO GERAL

1.1 Aspectos gerais dos crocodilianos

Os crocodilianos descendem, assim como as aves, do grupo Archosauria que

habitou o planeta na era Mesozóica, há cerca de 245 milhões de anos (Ma) (Blake,

1982). Estima-se que os crocodilianos modernos (da subordem Eusuchia) tenham

aparecido a partir do Triásico superior, há cerca de 220 Ma sob a forma de

carnívoros terrestres (Martin, 2008), tornando-se posteriormente mais adaptado ao

ambiente aquático que ao terrestre, uma vez que a água tornou-se essencial para

sua reprodução (Lang, 1976; Martin, 2008). Desde sua origem, os crocodilianos

sofreram poucas alterações morfológicas, levando a supor que foram bem

adaptados ao longo de sua evolução (Hickam et al., 2006; Salisbury, 2006). Eles

compõem um grupo homogêneo e pouco diverso dentro dos répteis. De um modo

geral, os crocodilianos são caracterizados pelo grande porte, longa vida reprodutiva,

longo tempo para maturidade e ampla distribuição tropical e subtropical (Ferguson,

1985).

Todas as 23 espécies de crocodilianos viventes (ou 24, dependendo do autor

e da elevação de nível de subespécie em espécie) (Martin, 2008; McAliley et al.,

2006) estão compreendidas na subordem Eusuchia (Taplin, 1984; Benton e Clark

1988; Clark, 1994; Salisbury, 2006). No entanto, isso representa somente uma

pequena fração da diversidade morfológica de crocodiliformes que existiu na era

Mesozóica (Clark, 1994; Brochu, 2003), incluindo outras subordens.

Atualmente, os Eusuchia são compostos por três famílias: Crocodylidae (que

inclui 13 espécies de Crocodylus e uma espécie de Osteolaemus), Alligatoridae (que

inclui duas espécies de Alligator, três de Caiman, uma de Melanosuchus e duas de

Paleosuchus) e Gavialidae (com apenas uma espécie de Gavialis) (Salisbury, 2006).

A posição do falso gavial (Tomistoma schlegelii) ainda está indefinida, flutuando

entre Crocodylidae, indicada por estudos morfológicos (Salisbury e Willis 1996;

Brochu 1997, 1999, 2004), e Gavialidae, indicada por estudos bioquímicos e

moleculares (Densmore e Owen 1989; Gatesy et al. 2003; Harshman et al. 2003).

Os gêneros viventes da família Alligatoridae, exceto Alligator, são incluídos no

grupo dos Caimaninae. Esse grupo é amplamente sustentado por dados

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morfológicos e moleculares como sendo monofilético (ver Densmore, 1983; Norell,

1988; Brochu, 1999, 2004; Gatesy et al., 2003; Harshman et al., 2003; Aguilera et

al., 2006; Willis et al., 2007; Willis, 2009).

O Brasil possui a maior diversidade de crocodilianos do mundo. O país conta

com seis espécies conhecidas popularmente como jacarés (Carvalho, 1951), sendo

elas: Caiman latirostris (jacaré-do-papo-amarelo), Caiman crocodilus (jacaré-tinga),

Caiman yacare (jacaré-do-pantanal), Melanosuchus niger (jacaré-açú) Paleosuchus

trigonatus (jacaré-coroa) e Paleosuchus palpebrosus (jacaré-paguá).

O jacaré-do-pantanal, até pouco tempo atrás, era tratado como subespécie de

C. crocodilus (C. c. yacare), no entanto, atualmente é classificada em nível de

espécie (C. yacare). Tal classificação é adotada pela autoridade ambiental brasileira

(IBAMA) (Campos et al., 2010).

Das seis espécies que ocorrem no Brasil, somente C. latirostris não é

encontrada na Bacia amazônica e apenas duas, P. palpebrosus e Caiman yacare,

estão presentes no bioma Pantanal. O jacaré-paguá (P. palpebrosus) foi objeto de

nosso estudo nestes dois biomas brasileiros: Amazônia e Pantanal.

1.2 História natural dos Paleosuchus

Paleosuchus significa “crocodilo antigo", uma vez que paleo tem origem no

grego palaios (antigo) e suchus vem de soukhos (crocodilo). É denominado assim,

pois representa um grupo basal dentro dos Caimaninae (Brochu, 2003).

Muitos de seus caracteres morfológicos são modificações das sinapormofias

típicas da família Alligatoridae, ou seja, possuem várias apomorfias que representam

inversões dos caracteres diagnósticos do grupo (Brochu, 1999), tornando as

espécies desse gênero bem distintas das demais.

Apesar da ausência de registros fósseis de Paleosuchus, estima-se que o

tempo de divergência dos caimaninae gire em torno de 58 Ma, o que representa

também o período do surgimento do gênero devido à sua posição filogenética basal

(Brochu, 2003). Análises moleculares, porém, indicam um tempo de divergência

mais recente, entre 37-41 Ma, o que corresponde ao final do Eoceno (Roos et al.,

2007).

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Roos et al. (2007), atribui a discordância entre dados morfológicos e

moleculares à falta de registros fósseis intermediários. Além disso, relata que

problemas associados à posição filogenética do gênero Gavialis podem ter

contribuído para o aumento dessa incongruência.

Em algum momento do processo evolutivo do gênero ocorreu um evento de

especiação que deu origem às duas espécies viventes do gênero, P. palpebrosus

(jacaré-paguá) e P. trigonatus (jacaré-coroa). Esse momento é estimado por dados

moleculares entre 17 e 19 Ma, muito embora essa estimativa não possa ser

confrontada devido à ausência de registros fósseis (Roos et al., 2007). Apesar do

considerável tempo de divergência, atualmente as espécies são morfologicamente

similares e frequentemente confundidas (Magnusson e Campos, 2010a). As duas

espécies do gênero Paleosuchus podem ser observadas na Figura 1.

Figura 1. (A) Jacaré-paguá (Paleosuchus palpebrosus); (B) jacaré-coroa (Paleosuchus trigonatus). Fotos: Zilca Campos

A

B

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4

Os indivíduos das espécies de Paleosuchus são pequenos em relação à

maioria dos outros crocodilianos. P. palpebrosus atinge no máximo 2,1 metros

(Campos et al., 2010) e P. trigonatus atinge um limite de 2,3 metros (Medem, 1981).

Essas espécies estão entre os menores crocodilianos existentes no mundo

juntamente com Osteolemus tetraspis (Grigg e Gans, 1993). Ambos ocorrem em

riachos ou igarapés de terra firme, principalmente P. trigonatus (Magnusson e Lima,

1991), e de um modo geral, estão associados à água corrente, fria e limpa (Medem,

1981; Campos et al., 1995). Paleosuchus palpebrosus, além disso, pode ser

encontrado em ambientes de florestas alagadas nas margens de rios e lagos

(Magnusson, 1985; Da Silveira et al., 1997; Campos e Sanaiotti, 2006), rios de

cabeceira, tributários dos rios principais e próximo a quedas d’água (Magnusson et

al., 1987; Magnusson, 1992; Campos et al., 1995; Campos e Mourão, 2006;

Vasconcelos e Campos 2007). Em contraste a esse padrão, jacarés-paguás também

já foram encontrados em poças de água formadas à beira de estradas (Botero-Arias,

2007), ambientes artificiais criados devido à ação humana.

O jacaré-paguá possui ampla distribuição na América do Sul, compreendendo

boa parte do Brasil e outros nove países: Paraguai, Bolívia, Peru, Equador,

Colômbia, Venezuela, Guiana, Suriname e Guiana Francesa (Magnusson, 1985)

(Figura 2). Por sua vez, o jacaré-coroa possui distribuição menos ampla, sendo

totalmente sobreposta com parte da distribuição do jacaré-paguá, somente na região

amazônica (Figura 2).

Em território nacional, o jacaré-paguá ocorre em quase todas as bacias

hidrográficas (Amazonas, Tocantins, São Francisco, Paraná e Paraguai) (Medem,

1983; Thorbjarnasson, 1992; Ross, 1998), enquanto o jacaré-coroa está restrito à

bacia amazônica.

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Figura 2. Distribuição de P. palpebrosus (A); Distribuição de P. trigonatus (B). Fonte: Magnusson e Campos (2010a e b)

Na Amazônia, o jacaré-paguá se concentra preferencialmente em rios de

pequeno porte, afluentes e está fortemente relacionado às áreas de florestas

alagáveis (Magnusson, 1985). A ocorrência em simpatria com a espécie irmã,

jacaré-coroa, e certa semelhança na ocupação de nicho gera uma segregação

espacial e seleção de diferentes micro-habitats. Isso é um forte indicativo de que há

competição entre elas, além do que em localidades onde foram observadas ambas

as espécies, uma delas foi encontrada em maior abundância (Ross e Magnusson,

1990).

No Pantanal, ocorre apenas a espécie jacaré-paguá. Em tese, isso permitiu a

ele ocupar todos os habitats disponíveis com condições compatíveis às exigências

da espécie. Entretanto, sua ocorrência na bacia do rio Paraguai é restrita à parte

periférica do Pantanal, em regiões de serra, causando uma separação espacial com

o jacaré-do-pantanal (Campos et al., 1995; Campos e Mourão, 2006). A bacia do rio

Paraguai que forma o Pantanal pode ser observado na figura 3.

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Figura 3. Bacia do Alto Paraguai. A região clara do mapa representa a planície alagada, e a escura, o planalto no entorno do Pantanal. Fonte: Mourão et al. (2005) modificado de Souza (1998)

O jacaré-paguá já foi observado compartilhando hábitat com o jacaré-tinga,

jacaré-do-pantanal e jacaré-açú, mas com grandes diferenças na ocupação de nicho

(Medem, 1953; Magnusson et al., 1987; Ross e Magnusson, 1990; Campos et al.,

1995; Da Silveira et al., 1997) o que pode ter facilitado a simpatria com ocupação de

diferentes micro-habitats. Para P. palpebrosus, foi relatada uma densidade de 1,58

jacaré/km na paleovárzea do rio Solimões ao sul, na Amazônia (Botero-Arias, 2007)

e uma alta densidade dessa espécie em riachos de cabeceira na extremidade do

Pantanal brasileiro (até oito jacarés/km) (Campos et al., 1995), maior inclusive que a

encontrada por Magnusson e Lima (1991) para P. trigonatus.

Por ser ectotérmico, possuir alta biomassa em comparação a mamíferos de

mesmo porte e estar relacionado a ambientes de terra firme, o P. trigonatus foi

considerado um dos maiores predadores terrestres na Amazônia (Magnusson e

Lima, 1991).

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A proximidade entre as duas espécies de Paleosuchus pode indicar

comportamentos semelhantes, mas nem tudo pode ser classificado como comum a

ambas. Não obstante haver mais conhecimentos sobre a ecologia e comportamento

referentes ao jacaré-coroa, muitos aspectos da biologia básica das duas espécies

ainda são desconhecidos (Magnusson e Campos, 2010b).

A ausência dessas informações básicas é um dos fatores que eventualmente

afeta a conservação do jacaré-paguá (Magnusson, 1985). Ela é consequência do

comportamento críptico da espécie e área de vida em regiões de difícil acesso, mas

principalmente em decorrência de seu baixo valor econômico, devido ao pequeno

porte e alta ossificação da pele (Rebêlo e Magnusson, 1983; Magnusson e Campos,

2010b). As características citadas tornaram suas populações menos exploradas e,

portanto, menos visadas pelos pesquisadores por não haver apelo conservacionista.

1.2.1 Ameaças ao Jacaré-paguá (P. palpebrosus)

O jacaré-paguá encontra-se listado no apêndice II da Convention on

International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES), que

inclui espécies não necessariamente ameaçadas de extinção, mas em que o

comércio deve ser controlado, a fim de evitar sobrexploração (Ross, 1998). Pela lista

vermelha da International Union for Conservation of Nature (IUCN), essa espécie é

considerada de baixo risco ou menos preocupante por ser localmente abundante,

embora a quantidade de dados disponíveis seja escassa. Seu status de

conservação e o pouco interesse pela comercialização de suas peles e carne,

devido às características anteriormente citadas, aliados à ausência de informações

pode levar a uma falsa impressão de que não existem pressões antrópicas atuando

sobre o jacaré-paguá.

Esse quadro é alterado se for levado em consideração que as principais

ameaças às populações de P. palpebrosus são a perda e a modificação de habitat

(Campos et al., 1995; Magnusson e Campos, 2010a), e que muitos desses danos

são, direta ou indiretamente, causados pela atividade humana. Alguns exemplos são

construção de barragens, caça de subsistência, urbanização e a poluição

(Magnusson e Campos, 2010a).

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A construção de barragens é prática comum para a geração de energia

elétrica no Brasil. Esses grandes empreendimentos produzem benefícios para a

população humana, mas também ocasionam grandes impactos ambientais.

Transformam o ambiente de água corrente ou rio em água parada ou lago, ou seja,

geram diminuição da correnteza e alteração no fluxo de sedimentos de forma

drástica e efetiva, favorecendo a deposição desses materiais devido ao ambiente

lêntico (Souza, 2000). Além disso, essas intervenções no leito dos rios representam

novas barreiras à migração de várias espécies (Ruban, 1997) e consequentemente

alteram a dinâmica das populações naturais, fragmentando o que antes era

homogêneo e causando a diminuição da biodiversidade local.

A atividade de caça de subsistência diminui as densidades localmente, mas

parece não afetar de maneira drástica as populações como um todo (Magnusson e

Campos, 2010a). A urbanização e a consequente poluição dos rios têm gerado

grandes impactos ambientais, alterando a qualidade das águas (Porcella e

Sorenson, 1980; Morse et al., 2002) e, portanto, a disponibilidade de recursos para a

manutenção da biodiversidade aquática (Morse et al. 2002; Chadwick et al., 2006;

Voelz et al., 2005; Walsh, 2006). A urbanização e a poluição apresentam um

aspecto agravante em relação às barragens, pois, enquanto as barragens causam

efeitos em uma escala local, a urbanização e a poluição são praticadas em escala

mais ampla (Kearns et al., 2005), atuando simultaneamente em grande parte da

área de distribuição de Paleosuchus palpebrosus.

Todos os impactos citados podem ocasionar alterações na qualidade dos

habitats, o que resulta em forte efeito negativo para espécies que requerem

disponibilidade de recursos alimentares por serem animais predadores de topo de

cadeia, como é o caso dos crocodilianos. Além disso, a destruição de habitat e a

fragmentação de populações naturais podem acarretar uma limitação evolutiva para

toda uma espécie (Barret e Kohn, 1991), pois afetam diretamente sua variabilidade

genética.

Informações genéticas básicas de P. palpebrosus, como a filogeografia e a

genética de populações, ainda são muito escassas na literatura (Zucoloto et al.,

2006). Levantadas essas informações genéticas básicas, aliadas a dados

ecológicos, será possível visualizar seu status de conservação. Após conhecer a

condição natural da espécie, em termos genéticos, é possível mensurar a magnitude

dos impactos antrópicos causados ao longo de várias gerações. Para isso, pode-se

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realizar pesquisas genéticas que forneçam parâmetros evolutivos representativos

dessa condição natural da espécie. Duas abordagens genéticas importantes são a

filogeografia e a genética de populações.

1.3 Filogeografia

A filogeografia é uma subdisciplina da biogeografia que pode ser definida

como o estudo dos princípios e processos que governam a distribuição geográfica

de linhagens genealógicas (Avise, 2000). As bases históricas dessa ciência estão

intimamente ligadas a estudos com o DNA mitocondrial de animais,

aproximadamente 70% dos estudos (Avise, 2000), suprindo uma ponte empírica e

conceitual entre a genética de populações e a biologia filogenética.

Os dois principais aspectos enfatizados em estudos de filogeografia são a

descrição da variação molecular dentro e entre populações e a evolução dos

sistemas gênicos dos organismos (Avise et al., 1986).

Por meio de uma interpretação filogeográfica, é possível obter explicações

para características da história natural de populações (ver Martins et al., 2001). Isso

é feito mediante uma associação entre a distribuição dos haplótipos do DNA

mitocondrial e a área de ocupação dessas populações (Puorto et al., 2001).

Geralmente análises filogeográficas intraespecíficas permitem supor a existência de

barreiras e estruturas geográficas (Eizirik, 2001) que contribuíram para produzir a

distribuição atual da variabilidade genética de uma espécie, levando a um avanço

em nosso conhecimento dos processos biogeográficos históricos.

Para a confirmação de padrões biogeográficos, é importante o estudo em

diversos grupos taxonômicos, uma vez que a barreira afeta várias espécies

independentemente, criando padrões semelhantes na distribuição da variabilidade

genética. Dados relativamente atuais permitem supor que os padrões biogeográficos

na bacia amazônica foram determinados por diferentes eventos de vicariância e

especiação (Haffer, 1969; Cracraft, 1988; Cracraft e Prum, 1988; Bates et al., 1998)

e vêm sendo confirmados em diversos grupos taxonômicos (Cohn-Haft, 2000; Marks

et al., 2002; Aleixo, 2004; Ribas et al., 2005).

Estudos envolvendo diferentes animais amazônicos, como peixes (Lovejoy e

Collette, 2001; Torrente-Vilara, 2009; Farias et al., 2010), botos (Banguera-

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Hinestroza et al., 2002) e quelônios (Pearse et al., 2006) têm sugerido que as

cachoeiras do alto rio Madeira atuam como barreira ao fluxo gênico entre

populações. Para jacarés, talvez as corredeiras não funcionem como uma barreira

direta à migração de indivíduos entre localidades, no entanto essa região tem sido

relatada como uma zona de hibridização entre C. crocodilus e C. yacare (Hrbek et

al., 2008), podendo existir ou ter existido uma barreira histórica e/ou ecológica nesta

região. Neste estudo, a hipótese de barreira histórica no alto rio Madeira poderá ser

testada também para P. palpebrosus, uma vez que os eventos históricos devem

afetar não somente uma, mas diversas espécies de determinada área geográfica.

Outra abordagem genética importante, que permite entender melhor alguns

processos naturais que ocorrem na espécie, a fim de avaliar seu status de

conservação, é a genética de populações.

1.4 Genética de populações e conservação

Ações para conservação, como planos de translocação e reintrodução de

indivíduos a fim de evitar a depressão por endocruzamento, são mais efetivas

quando consideram o grau de fragmentação e as taxas de fluxo gênico dentro das

populações e entre elas (Frankham et al., 2002). Isso ocorre porque, antes de

manejar, deve-se definir primeiro a unidade de manejo. Caso essa unidade de

manejo seja uma unidade evolutiva significante (UES), que está evoluindo de forma

independente, pode ser considerada uma prioridade para a conservação genética

dentre as populações naturais (Crandall et al., 2000).

Para conservar a diversidade genética de uma espécie, é importante também

conhecer sua história evolutiva recente, com todas as mudanças que atuam sobre a

diversidade genética de maneira integrada, e características demográficas básicas

das populações. Os efeitos das forças evolutivas (mutação, migração, deriva

genética e seleção) dependem dessas características para serem mais ou menos

rápidos e efetivos. Por exemplo, o balanço das forças que mantêm a diversidade

genética difere entre populações grandes e pequenas, as primeiras sofrem mais o

efeito da seleção natural e as segundas mais a deriva genética (Frankham et al.,

2002).

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Para populações geneticamente estruturadas, espera-se um maior nível de

adaptações locais. Assim, a diversidade genética nessa área precisa ser

preservada, pois as adaptações acumuladas nesses indivíduos são únicas e se

perderiam se tal população viesse a ser extinta (Haig, 1998). Caso a população seja

panmítica e com vasta distribuição, é mais viável concentrar esforços na

conservação de apenas uma área, usando indivíduos para recolonizar outras

quando necessário (Haig, 1998).

Desse modo, o estudo de parâmetros genéticos populacionais e dos

processos que podem estar ocorrendo em populações naturais é importante para

conhecer melhor o status de conservação da espécie e traçar, se necessário, planos

de conservação mais eficientes. Tais estudos são realizados por meio da utilização

de marcadores moleculares neutros, na ausência de seleção natural, de modo que o

conjunto de mutações do gene (marcador molecular) seja um reflexo da história

evolutiva da espécie.

1.5 Marcadores moleculares

Para que sejam acessados os parâmetros genéticos populacionais corretos e

efetivamente úteis à conservação de uma espécie, é necessário que o marcador

molecular escolhido tenha taxa evolutiva adequada (Avise, 2000; Sole-Cava, 2001),

ou seja, no caso de estudos populacionais, a taxa evolutiva do marcador molecular

utilizado deve ser alta para detectar variação em níveis individuais.

Os genes do DNA mitocondrial (DNAmt) são amplamente utilizados como

ferramentas em estudos populacionais, pois possuem características como a

herança uniparental (geralmente materna), ausência de recombinação e altas taxas

evolutivas, quando comparadas às do genoma nuclear (Brown et al., 1982; Meyer,

1993; Li, 1997). Essas taxas de evolução são altas devido à ineficiência de

mecanismos de reparo, à alta exposição a radicais livres no ambiente oxidante da

mitocôndria e à ausência de associação com proteínas histonas, que conferem

compactação e proteção ao DNA (Wilson et al., 1985; Li, 1997; Nedbal e Flynn,

1998).

O DNAmt é uma molécula de DNA circular, disposta em fita dupla, pequena e

presente em múltiplas cópias nas células. Sua organização inclui 13 genes

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codificadores de proteína, dentre eles o Citocromo b (Cytb), que está presente na

cadeia transportadora de elétrons (Avise, 2004). Ver figura 4.

Devido à ausência de informação de parâmetros genéticos para P.

palpebrosus, neste estudo foi sequenciado o gene Cyt b, do genoma mitocondrial.

Esse gene foi escolhido por possibilitar a realização de estudos de relações

evolutivas entre indivíduos, populações e espécies (Meyer, 1993) e por ter sido

amplamente utilizado em estudos populacionais e filogenéticos (Johns e Avise,

1998), inclusive em crocodilianos (Glenn et al., 2002; Farias et al., 2004;

Vasconcelos et al., 2006; Vasconcelos et al., 2008; Hrbek et al., 2008).

Figura 4. Fita dupla do DNA mitocondrial (DNAmt), com destaque para o gene Citocromo b (Cytb). Fonte: Taylor e Turnbull (2005)

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1.6 Estudos filogeográficos e populacionais em jacarés

Marcadores moleculares têm sido amplamente empregados para estimar

parâmetros filogeográficos e de genética de populações relevantes para a

conservação de espécies, inclusive em membros da família Aligatoridae, a saber:

Glenn et al. (2002) verificaram baixo polimorfismo do DNAmt em 25 indivíduos

de Alligator mississippiensis, a partir do sequenciamento do Cyt b e da região

controle do DNAmt. Segundo os autores, esse baixo polimorfismo seria resultado de

um gargalo populacional recente que a espécie teria sofrido.

A estrutura genética de populações de M. niger e C. crocodilus foi investigada

por Farias et al. (2004) em quatro localidades da Amazônia brasileira. Para isso, os

autores utilizaram sequências do gene mitocondrial Cytb. Os resultados indicaram a

ocorrência de isolamento por distância em M. niger no bioma Amazônia e sugeriram

que diferentes propriedades físico-químicas das águas (água branca e água preta)

podem contribuir com certa estruturação genética. Neste mesmo trabalho, os

autores encontraram altos níveis de polimorfismo genético em C. crocodilus, com

uma diferenciação significativa entre as populações geograficamente distantes. Além

disso, verificou-se que as três populações estudadas estavam em expansão

populacional. Esse foi o primeiro trabalho a investigar a diversidade genética,

estrutura populacional e outros indicadores genéticos nessas duas espécies. A

amostragem não foi suficiente para explicar com precisão a causa da diferenciação

encontrada.

Vasconcelos et al. (2006) utilizaram um fragmento de 1085 pares de base

(pb) do Cytb para obter dados mais precisos sobre a distribuição espacial da

diversidade genética em C. crocodilus. Eles analisaram 125 indivíduos provenientes

de nove localidades na bacia amazônica. Os autores suportaram com seus

resultados as propostas de Rebêlo e Lugli (2001) e Farias et al. (2004) de panmixia

na bacia amazônica para a espécie e confirmaram altos níveis de diversidade

genética apesar da forte pressão de caça sofrida em um período recente, a partir de

1930. Dessa panmixia, pode-se deduzir ausência de barreira biogegráfica atual para

a espécie na bacia amazônica.

De Thoisy et al. (2006) avaliaram o polimorfismo de microssatélites em sete

populações de M. niger, provenientes da Guiana Francesa, Equador e Brasil, e

obtiveram parâmetros genéticos como diversidade alélica, heterozigosidade e fluxo

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gênico a fim de contribuir para o melhor conhecimento da dinâmica populacional de

M. niger para fim de conservação. Eles testaram o funcionamento de sete pares de

locos microssatélites originalmente desenvolvidos para C. latirostris (Zucoloto et al.,

2002) e 28 pares de primers desenvolvidos para A. mississipiensis (Glenn et al.,

1998; Davis et al., 2002). Oito locos amplificaram com sucesso e foram polimórficos,

podendo ser utilizados em estudos populacionais.

Em C. latirostris, a estrutura populacional foi estuda por Amavet et al. (2007).

Os autores utilizaram 233 marcadores RAPDs para obter dados preliminares e

avaliar unidades de conservação com vistas a modificar os atuais planos para a

gestão sustentável dessa espécie em Santa-Fé, na Argentina. Eles observaram que

havia um baixo fluxo gênico e que algumas populações encontravam-se

subdivididas.

Vasconcelos et al. (2008) utilizaram 1027 pb do gene Cytb com a finalidade

de avaliar a distribuição da variabilidade genética em M. niger, visando a fornecer

informações para uma melhor formulação de planos de manejo e conservação da

espécie na Amazônia brasileira. Os resultados desse trabalho sugerem que a

espécie ocorre em panmixia na bacia amazônica e que as populações localizadas

fora desse âmbito, na Guiana Francesa (bacia do Orinoco) e Amapá (em rios que

deságuam diretamente no oceano Atlântico), foram geneticamente estruturadas.

Também foram encontrados altos valores de diversidade genética, indicando que M.

niger, a exemplo de C. crocodilus, suportou a forte pressão de caça sofrida a partir

da década de 1930 (Smith, 1980; Medem, 1983).

Hrbek et al. (2008) utilizaram sequências do gene mitocondrial Cytb e dos

genes nucleares RAG 1 e MYC para inferir relações filogenéticas entre C. yacare e

C. crocodilus e outras espécies de jacarés sul americanos. O trabalho incluiu

indivíduos provenientes do alto rio Madeira, em área considerada como zona de

hibridização entre essas duas espécies. Os autores levantaram duas possíveis

hipóteses: houve contato secundário seguido de hibridização ou diferenciação ao

longo de um cline. Além disso, os autores detectaram considerável polimorfismo dos

genes RAG 1e MYC para P. palpebrosus em nível individual, e sugeriram a

possibilidade de utilização desses genes em estudos de genética de populações.

Essa abordagem, utilizando genes nucleares em estudos populacionais, não

foi possível no presente trabalho, uma vez que nenhum dos três genes nucleares

(MYC- myelocitomatosis, DEN- dentina e MOS- c-mos) testados foi suficientemente

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polimórfico. Para esse teste foram sequenciados cinco indivíduos de cada população

encontrada por meio de análise com o DNAmt, totalizando 20 indivíduos.

Existem poucas informações sobre comportamento, ecologia e genética do

jacaré-paguá, disponíveis na literatura. Sabendo disso, este estudo traz

contribuições no campo da genética e fornece informações importantes para avaliar

o status genético da espécie, a fim de que medidas de conservação sejam eficazes

em prevenir possíveis eventos de erosão genética nas populações naturais. Além

disso, poderemos conhecer os níveis de diversidade e estruturação genéticas,

diagnosticar possíveis populações fragmentadas e a ocorrência de depressão por

endocruzamento nessas populações (Frankham et al., 2002).

No presente trabalho foram testadas as seguintes hipóteses: (1) as

cachoeiras do rio Madeira não representam uma barreira natural para P.

palpebrosus; (2) a distribuição da variabilidade genética nas populações estudadas

não tem sofrido influência de algum evento demográfico histórico; (3) populações de

P. palpebrosus localizadas em diferentes bacias hidrográficas sofrem restrição no

fluxo gênico entre si; (4) existe estruturação genética entre localidades da mesma

bacia hidrográfica, como resultado de isolamento por distância.

Para responder tais hipóteses os objetivos foram traçados como segue.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Determinar padrões de distribuição da variabilidade genética no jacaré-paguá

(P. palpebrosus), utilizando sequências do gene mitocondrial Cytb.

2.2 Objetivos específicos

Testar possíveis barreiras ao fluxo gênico de P. palpebrosus.

Investigar a ocorrência de eventos históricos que contribuíram para formar a

distribuição atual da diversidade genética dentro e entre as bacias do rio Madeira e

do rio Paraguai (Pantanal).

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Quantificar, por meio de estimadores genéticos, o grau de estruturação genética

de P. palpebrosus do rio Madeira ao Pantanal.

Avaliar a diversidade genética encontrada em P. palpebrosus comparativamente

a outras espécies de crocodilianos.

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Capítulo 1 _____________________________________________

Muniz, F. L.; Campos, Z.; Hrbek, T.; Farias, I.P.

2012. Desvendando a história evolutiva do críptico

Paleosuchus palpebrosus: da Amazônia ao

Pantanal. A ser submetido para o Journal of

Biogeography.

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Desvendando a história evolutiva do críptico Paleosuchus palpebrosus: da Amazônia ao Pantanal

Muniz, Fábio1; Campos, Zilca2; Hrbek, Tomas1; Farias, Izeni Pires1

1Departamento de Biologia, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brazil

2Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) Pantanal, Corumbá, Ms, Brazil

* Correspondence: Izeni Pires Farias

Keywords: Phylogeography, jacaré-paguá, dams, waterfalls, Madeira river, Amazon basin,

ESU, genetic of population; genetic structure, gene flow, gene diversity

Abstract

Aim Paleosuchus palpebrosus é um crocodiliano pequeno que ocorre em rios de

cabeceira e florestas alagáveis. Os conhecimentos sobre a espécie são muito

escassos e isso pode afetar sua conservação. Assim, foram utilizadas sequencias

do gene mitocondrial Citocromo b para determinar padrões de distribuição da

variabilidade genética da espécie e testar se possíveis eventos demográficos

históricos e barreiras físicas ou históricas poderiam ter um papel significante para

restringir o fluxo gênico entre populações.

Location Região Neotropical, incluindo parte da bacia Amazônica e bacia do

Paraguai.

Methods Foi sequenciado o Citocromo b de 172 indivíduos de Paleosuchus

palpebrosus em localidades ao longo dos rios Madeira, Mamoré e Guaporé e no

Pantanal. Utilizou-se diferentes tipos de inferências Bayesianas para investigar o

número de populações reais, o tempo de divergência entre as populações, taxas de

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fluxo gênico e mudanças históricas no tamanho efetivo de cada uma das

populações. A estrutura de populações foi investigada pela AMOVA e eventos

demográficos foram investigados via testes D de Tajima e Fs de Fu. Também foram

calculados os índices de diversidade genética da espécie.

Results Paleosuchus palpebrosus é composto por populações fortemente

estruturadas geneticamente como resultado da baixa ou inexistente taxa de fluxo

gênico entre elas. A população do lago Cururu está geneticamente isolada do

Madeira e restrita à região de paleovárzea do rio Solimões, enquanto Madeira e

Bolívia apresentaram fluxo gênico bidirecional. As serras que dividem as sub-bacias

do Madeira e da Bolívia e as cachoeiras do alto rio Madeira são barreiras que

provavelmente limitam o fluxo gênico entre essas populações. O complexo de serras

dos Parecis divide as bacias do rio Amazonas e Paraguai e provavelmente

representa uma barreira vicariante que isolou as populações do Pantanal e da

Bolívia. Somente a população do Madeira sofreu expansão populacional,

provavelmente após a última era glacial, e a diversidade genética em P. palpebrosus

foi alta e comparável com a de outros Caimaninae.

Main conclusions As populações do lago Cururu, Madeira/Bolívia e Pantanal

devem ser tratadas como Unidades Evolutivas Significantes. P. palpebrosus também

pode dispersar entre corpos d’água utilizando a via terrestre, trocando fluxo gênico

sem precisar dispersar pela calha do rio principal. Nossa caracterização prévia

fornece o padrão de fragmentação genética natural, importante para futuros estudos

sobre a biologia da espécie e, no caso das populações do rio Madeira, para que seja

possível avaliar os impactos das hidrelétricas sobre essa espécie.

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INTRODUÇÃO

O Brasil conta com seis espécies e é o país com a maior diversidade de

crocodilianos do mundo. Dessas seis espécies, somente duas podem ser

encontradas na bacia do rio Paraguai, no Pantanal (Caiman yacare e Paleosuchus

palpebrosus). A bacia amazônica, porém, é mais diversa. Possui cinco espécies

simpátricas (Caiman crocodilus, Caiman yacare, Melanosuchus niger, Paleosuchus

trigonatus e Paleosuchus palpebrosus) (King & Burke, 1989).

Paleosuchus palpebrosus é uma espécie Neotropical pertencente à família

Alligatoridae. A espécie possui ampla distribuição na América do Sul,

compreendendo boa parte do Brasil e parte de outros nove países. Em território

brasileiro ocorre em quase todas as bacias hidrográficas, inclusive na bacia do rio

Paraguai e bacia amazônica, além das bacias do Paraná, Tocantins, São Francisco

e Paraíba (Medem, 1983; Thorbjarnasson, 1992; Ross, 1998).

Todas as espécies de crocodilianos que ocorrem em território brasileiro

pertencem à subfamília dos Caimaninae, e são conhecidos popularmente como

jacarés (Carvalho, 1951). Estima-se que o tempo de divergência dos Caimaninae

gire em torno de 58 Ma (milhões de anos), o que representa também o período do

surgimento do gênero Paleosuchus devido à sua posição filogenética basal (Brochu,

2003). Análises moleculares, porém, indicam um tempo de divergência mais recente,

entre 37-41 Ma, o que corresponde ao final do Eoceno (Roos et al., 2007).

Em algum momento do processo evolutivo do gênero, ocorreu um evento de

especiação que deu origem às duas espécies viventes, P. palpebrosus e P.

trigonatus. Esse momento é estimado por dados moleculares entre 17 e 19 Ma,

muito embora a precisão dessa estimativa não possa ser confrontada com registros

fósseis pela ausência deles (Roos et al., 2007). Apesar do considerável tempo de

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divergência, atualmente as espécies são morfologicamente similares e

frequentemente confundidas (Magnusson & Campos, 2010a).

Ambas as espécies de Paleosuchus são pequenas em relação à maioria dos

outros crocodilianos, P. trigonatus atinge um máximo de 2,3 metros (Medem, 1981)

e P. palpebrosus atinge no máximo 2,1 metros (Campos et al., 2010) de

comprimento total. Ambos ocorrem em riachos ou igarapés de terra firme,

principalmente P. trigonatus (Magnusson & Lima, 1991), e de um modo geral, estão

associados à água corrente, fria e limpa (Medem, 1981; Campos et al., 1995).

Paleosuchus palpebrosus, além disso, pode ser encontrado em ambientes de

florestas alagadas nas margens de rios e lagos (Magnusson, 1985; Da Silveira et al.,

1997; Campos & Sanaiotti, 2006), rios de cabeceira, tributários dos rios principais e

próximo a quedas d’água (Magnusson et al., 1987; Magnusson, 1992; Campos et al.,

1995; Campos & Mourão, 2006; Vasconcelos & Campos, 2007).

Na Amazônia, onde as espécies ocorrem em simpatria, há indícios de

competição com segregação espacial e seleção de diferentes micro-habitats,

principalmente porque em localidades em que foram observadas ambas as espécies

uma das duas sempre foi muito mais abundante (Ross & Magnusson, 1990). No

Pantanal, ocorre apenas P. palpebrosus. Em tese, isso permitiu a ocupação de

todos os habitats disponíveis com condições compatíveis com as exigências da

espécie. Entretanto, sua ocorrência na Bacia do rio Paraguai é restrita à parte

periférica em regiões próximas a serras, causando uma separação espacial com o

Caiman crocodilus que domina amplamente a planície alagada do Pantanal

(Campos et al., 1995; Campos & Mourão, 2006).

O Pantanal está situado na borda inferior do escudo brasileiro e é formado

pelo transbordamento do rio Paraguai, que compõe a bacia do Paraná-Paraguai,

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formando uma das maiores planícies alagáveis do mundo (Ministério do Meio

Ambiente, 1997). O padrão de drenagem do rio Paraguai representa uma forma

clássica da maioria das bacias alagáveis, onde os tributários se dispõem em forma

de megafan (em forma de leque). A disposição deste megafan é transversal ao rio

principal que corre longitudinalmente, ou seja, paralelo à elevação de terra onde

nascem os tributários (Wilkinson et al., 2010).

É possível que megafans adjacentes, que hoje são separados por elevações

de terra, como é o caso de megafans nos sistemas Amazonas-Orinoco e Amazonas-

Paraguai-Paraná, poderiam ter se conectado no passado. A ocorrência de

populações de uma espécie, ou de espécies irmãs em ambas as bacias

hidrográficas, sugere que o surgimento de barreiras que dividiram as bacias de

drenagem pode ter funcionado como barreira alopátrica para muitos eventos de

especiação (Wilkinson et al., 2010). Em termos genéticos, dá-se que, com o

isolamento das populações por alopatria, a distância genética entre elas foi

aumentando gradativamente com o tempo até que se tornassem espécies

diferentes.

Na bacia amazônica, um dos principais afluentes do rio Amazonas é o

Madeira, que contribui com 16% de toda a descarga anual de água da bacia no

Atlântico. O rio Madeira é formado pela confluência entre os rios Mamoré e Beni.

Atualmente, ambos são provenientes da Bolívia e compõem a sub-bacia chamada

boliviana, que possui origem nos Andes. A sub-bacia boliviana compreende além

dos rios Beni e Mamoré, a porção da drenagem do alto rio Madeira, sendo separada

da bacia amazônica principal por uma série de 16 cachoeiras localizadas entre

Guajará-Mirim e Porto Velho (Goulding et al., 2003). Essas cachoeiras

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correspondem a regiões onde o Madeira rompe e ultrapassa o escudo brasileiro pré-

cambriano.

Estudos envolvendo diferentes animais amazônicos, como peixes (Lovejoy &

Collette, 2001; Torrente-Vilara, 2009; Farias et al., 2010), botos (Banguera-

Hinestroza et al., 2002) e quelônios (Pearse et al., 2006) têm sugerido que as

cachoeiras do alto rio Madeira atuam como barreira ao fluxo gênico entre

populações. Para jacarés, talvez as corredeiras não funcionem como uma barreira

direta à migração de indivíduos entre localidades, no entanto essa região tem sido

relatada como uma zona de hibridização entre C. crocodilus e C. yacare (Hrbek et

al., 2008), podendo existir ou ter existido uma barreira histórica e/ou ecológica nesta

região.

Paleosuchus palpebrosus é uma espécie muito pouco estudada, como

consequência do seu comportamento críptico, mas principalmente em decorrência

de seu baixo valor econômico, devido ao pequeno porte e alta ossificação da pele

(Rebêlo & Magnusson, 1983; Magnusson & Campos, 2010b). As características

citadas tornaram suas populações menos exploradas pelo comércio de peles e

carnes, e assim, pouco estudadas.

Medidas para a conservação de espécies precisam estar fundamentadas em

conhecimentos sobre ecologia, comportamento e genética, para que sejam mais

eficazes. Desse modo, a ausência de informações básicas é um dos fatores que

eventualmente afetam a conservação de Paleosuchus palpebrosus (Magnusson,

1985).

O objetivo deste trabalho foi determinar padrões de distribuição da

variabilidade genética em P. palpebrosus, utilizando sequências do gene

mitocondrial Citocromo b a fim de testar as seguintes hipóteses: (1) as cachoeiras do

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rio Madeira não representam uma barreira natural para P. palpebrosus; (2) a

distribuição da variabilidade genética nas populações de P. palpebrosus estudadas

não tem sofrido influência de nenhum evento demográfico histórico; (3) populações

de P. palpebrosus localizadas em diferentes bacias hidrográficas sofrem restrição no

fluxo gênico entre si; (4) existe estruturação genética entre localidades da mesma

bacia hidrográfica, como resultado de isolamento por distância.

MATERIAL E MÉTODOS

Área de estudo e coleta das amostras

As amostras foram coletadas retirando-se uma ou mais escamas caudais de

indivíduos adultos, subadultos ou filhotes não aparentados de Paleosuchus

palpebrosus. Os indivíduos foram coletados à noite, as escamas coletadas foram

conservadas em tubos contendo álcool 70% e depositadas na Coleção de Tecidos

de Genética Animal (CTGA), localizada na Universidade Federal do Amazonas

(UFAM), Brasil.

Ao todo foram utilizados 172 indivíduos de P. palpebrosus, provenientes de

19 localidades distribuídas nas bacias dos rios Madeira, Mamoré, Guaporé (Além de

uma localidade, lago Cururu, fora desse eixo, no rio Solimões), todos pertencentes à

Amazônia Brasileira, e bacia do rio Paraguai, no bioma Pantanal.

Na Amazônia foram coletadas amostras de 12 localidades: lago Cururu (N=

13), no rio Solimões; Nova Olinda do Norte (N= 12), Novo Aripuanã (N= 10),

Manicoré (N=12), Humaitá A e B (NA= 08; e NB= 12, respectivamente) em pontos

distanciados 80Km na BR319, que liga os municípios de Humaitá e Manaus, Porto

Velho (N=11), em igapó em frente à cidade no local onde está sendo construída a

Hidrelétrica de Santo Antônio, em afluentes no alto rio Madeira, classificados como

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um grupo chamado “Entre Cachoeiras” (N= 12), todos ao longo do rio Madeira; e

Guajará-Mirim (N= 07), Guaporé-Mamoré (N= 07), compreendendo indivíduos

coletados entre Costa Marques e a comunidade Surpresa, Pimenteiras do Oeste (N=

09) e Vila Bela da Santíssima Trindade (N= 09), localizados nos rios Guaporé e

Mamoré (Fig. 1).

No Pantanal foram sete localidades: Barra dos Bugres (N= 06), Tangará da

Serra (N= 02), que são geograficamente próximas, Rondonópolis (N= 09), Coxim

(N= 11), Serra das Araras (N= 11), Serra do Urucum (N= 06) e Serra do Amolar (N=

05) (Fig. 1).

Processamento em laboratório As amostras de tecido foram conservadas em tubos contendo álcool 95% e

armazenadas no banco de tecidos do Laboratório de Evolução e Genética Animal

(LEGAL), localizado na Universidade Federal do Amazonas (UFAM).

O material genético (DNA) foi isolado através do protocolo de extração com

proteinase K/fenol-clorofórmio (Sambrook et al., 1989) e amplificado por meio da

Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) utilizando um par de primer (especificados

na Tab. 1). A amplificação do Citocromo b foi feita para um volume total de 15 µL,

contendo 7,75 µL de ddH2O; 1,25 µL de MgCl2 (25mM); 1,25 µL de dNTP (2,5 mM);

1,25 µL de tampão 10X (100mM Tris-HCl, 500mM KCl), 1,25 µL de cada um dos

pares de primer do Cytb (0,2 µM) e 1,0 µL de DNA (cerca de 20 ng).

As reações de sequenciamento foram realizadas com cada um dos dois

primers específicos para sequenciamento, um inicial e outro interno, ambos no

sentido forward (5’ para 3’). Para tais reações, utilizamos o kit da Life Technology

BigDye terminator seguindo o protocolo do fabricante. O produto da reação de

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sequenciamento foi precipitado com etanol de acordo com recomendações do

fabricante (Applied Biosystems), ressuspendido em 10 µL de formamida deionizada

(ABI) e posteriormente injetado e resolvido no sequenciador automático ABI 3130xl

(Applied Biosystems).

As sequências produzidas foram submetidas ao alinhamento múltiplo

automático através do programa BioEdit (Hall, 1999) com a aplicação da ferramenta

Clustal W (Thompson et al., 1996), além de conferidas e corrigidas manualmente no

próprio BioEdit, a fim de determinar a ordem exata dos nucleotídeos de cada

indivíduo. O alinhamento foi analisado em programas de bioinformática para a

obtenção de índices estatísticos relevantes para os estudos genéticos

filogeográficos e populacionais propostos.

Estimativa do número de grupos biológicos

O número real de grupos biológicos foi definido estatisticamente, a posteriori,

por meio do método bayesiano desenvolvido por Corander et al. (2007), através do

programa BAPS 4.14 (Bayesian Analysis of Genetic Population Structure). Nesta

análise, o número de grupos foi definido usando um algorítimo que estima a

distribuição das frequências alélicas de todas as populações. As populações cujas

sequências tiveram diferenças não significativas foram recalculadas e foram feitas

novas distribuições usando populações combinadas até encontrar a partição ideal

(Corander et al., 2007). Cada combinação recebeu valores de probabilidade

posterior associado que foi usado para escolher o melhor valor do número de grupos

na partição ideal (números de clusters). O número de grupos indicados por esta

análise foi utilizado em todas as outras como o número real de grupos de biológicos.

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Para estimar relações genealógicas entre os indivíduos, foi produzida uma

rede de haplótipos, com base na topologia de uma árvore filogenética, no programa

HAPLOVIEWER (Salzburger et al., 2011). Essa árvore de máxima verossimilhança

foi gerada no programa TREEFINDER (Jobb et al., 2004) e posteriormente importada

para o HAPLOVIEWER. Para o enraizamento da árvore de máxima verossimilhança,

foi utilizado um grupo externo, ou seja, uma sequência da espécie irmã (P.

trigonatus) obtida do Genbank (Tab. 2).

Além do BAPS, a árvore de haplótipos também permitiu discriminar as

populações reais, por agrupar localidades com indivíduos genealogicamente

relacionados, além de estabelecer relações genealógicas entre elas.

Análises Filogeográficas e Populacionais

As amostras foram agrupadas em macrorregiões e a história coalescente de

cada uma delas foi investigada por meio da Markov Chain Monte Carlo (MCMC).

Nós usamos o programa BEAST (Drummond & Rambaut, 2007) para estimar o

tempo do ancestral mais recente e investigar mudanças no tamanho efetivo

populacional através de uma história coalescente de cada grupo. Para ambas as

análises citadas, o modelo evolutivo GTR+G foi o modelo selecionado pelo

programa jMODELTEST (Posada, 2008).

Para estimar o tempo do ancestral comum a todas as populações de P.

palpebosus analisadas e o tempo de diversificação de cada grupo, utilizou-se o

ponto de calibração sugerido por Muler & Reisz (2005), que é a divergência mais

conservadora entre Caiman e Alligator (66–75 Ma). Nesta análise, foram utilizadas

sequências de um indivíduo representante de cada população de P. palpebrosus do

presente trabalho e sequência de cada uma das espécies da família Alligatoridae,

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além de uma de Crocodilus porosus, usada como grupo externo (Tab. 2). Análises

de mutações (transições x transversões) plotadas com a distância genética não

indicaram saturação para as transversões e somente foi observada saturação entre

as comparações que envolveram o outgroup Crocodilus porosus. Essa análise foi

realizada para testar a congruência do sinal filogenético desse gene em relação aos

utilizados por Roos et al. (2007), que estimou em 17 milhões de anos o tempo de

divergência entre as espécies de Paleosuchus. Esta calibração foi usada para

calcular o período de diversificação das populações estudadas.

Tais análises, conduzidas no programa BEAST, foram realizadas assumindo

um relógio molecular relaxado do tipo lognormal, que assume taxas independentes

sobre diferentes ramos (Drummond et al., 2006). As árvores prévias foram

modeladas de acordo com o processo de especiação Yule considerando o modelo

de sítios heterogêneos gama com três partições, que assume evolução

independente para cada posição do códon. A cadeia (MCMC) utilizada na análise de

divergência do BEAST teve um tamanho de 10 milhões de passos, com uma árvore

consenso gravada a cada 10 mil passos. Desse modo, foram gravadas 1.000

árvores e descartadas as 50 primeiras, considerando um burn-in de 5%.

Utilizou-se também o TREEANNOTATOR, que faz parte do programa BEAST

para sumarizar as árvores amostradas, depois de descartar o burn-in inicial, e o

programa FIGTREE 1.3.1 (Rambaut 2009) para visualizar e editar a árvore contendo

os dados de divergência.

Com o intuito de estimar as taxas de migração (m) entre as populações ao

longo da história coalescente e o número de imigrantes e emigrantes de cada

população, foi adotado o programa IMa (Hey & Nielsen, 2007), que usa a

abordagem de MCMC. Para isso, cada par de populações foi analisado utilizando 15

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cadeias independentes, com 10 mil passos cada e amostragem a cada 100

gerações. Foram armazenadas 100 árvores com descarte das 10 primeiras

(considerando burn-in= 10%) para cada uma das cadeias.

Para estimar mudanças históricas no tamanho efetivo populacional de cada

população de P. palpebrosus, foi utilizado o modelo de coalescência na análise

Bayesian skyline plots do pacote BEAST considerando, também, o relógio molecular

do tipo relaxado e lognormal. Nesse modelo coalescente, o tempo do ancestral

comum dos grupos analisados até a atualidade foi dividido em 15 partes, o tamanho

efetivo populacional para cada tempo foi calculado e as diferenças foram testadas

quanto a sua significância.

As corridas das Markov Chains Monte Carlo nesta análise foram realizadas

com 100 milhões de gerações para populações grandes e 10 milhões de gerações

para pequenas. Uma árvore consenso foi amostrada a cada 100 mil e a cada 10 mil

gerações, respectivamente. Para todas essas corridas, 1.000 árvores foram

armazenadas, de modo que os resultados foram obtidos após o descarte de 5% do

total delas (burn-in= 50 primeiras árvores).

Todos os arquivos de entrada para o programa BEAST foram criados usando

a aplicação BEAUTI (Drummond & Rambaut, 2007), e a convergência de todos os

parâmetros foi avaliada por inspeção dos parâmetros utilizando o programa TRACER

(Drummond & Rambaut, 2007). O número de corridas foi otimizado para obter o

mínimo de 200 árvores independentes expresso no effective sample sizes (ESS) do

programa TRACER.

A estruturação genética em P. palpebrosus foi investigada ao longo das áreas

coletadas por meio da Análise de Variância Molecular (AMOVA) (Excoffier et al.,

1992). Na AMOVA, a variação genética distribuída dentro e entre as populações

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definidas a priori foi quantificada por meio do índice ФST, análogo ao FST (Weir &

Cockerham, 1984), analisado par a par entre localidades. Essas análises foram

feitas no programa Arlequim 3.5 (Excoffier & Lischer, 2010).

Para testar a correlação entre as distâncias genéticas (ФST) e distâncias

geográficas, foi realizado o teste de Mantel (Mantel, 1967). Nesta análise, uma

matriz de distâncias geográficas foi comparada com uma matriz de distâncias

genéticas e, no programa Arlequim 3.5, foi calculado o índice de correlação. As

distâncias geográficas foram calculadas em linha reta e seguindo o curso do rio.

Considerando o comportamento da espécie, relacionado ao ambiente de terra firme,

essas duas possibilidades foram testadas e de maneira a não excluir a hipótese de

que podem transitar entre corpos d’água por terra, ou seja, independentemente do

curso do rio.

Nas análises intrapopulacionais, foram calculados índices de diversidade

genética que representam a probabilidade de que duas sequências escolhidas ao

acaso em uma população sejam diferentes entre si (Li, 1997). Os principais

estimadores calculados para o DNAmt de P. palpebrosus foram a diversidade

nucleotídica e a diversidade gênica de Nei (1987). Esses valores foram comparados

com os obtidos para espécies próximas, como M. niger e C. crocodilus, a fim de

verificar se a diversidade genética da espécie é semelhante à de outras simpátricas.

Para as análises de demografia histórica foram utilizados os Testes de D

(Tajima, 1989) e Fs (Fu, 1997), calculados por meio do programa Arlequin 3.5

(Excoffier & Lischer, 2010). Eles baseiam-se no modelo de sítios infinitos sem

recombinação (Kimura, 1969), que é apropriado para sequências curtas de DNA,

pois considera que as mutações nesse fragmento são independentes e irregulares e

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que a probabilidade de um mesmo sítio sofrer mutações duas vezes é infinitamente

pequena.

Os valores de D e Fs significativamente diferentes de zero indicam desvios da

neutralidade e são interpretados como resultantes de algum evento demográfico.

Tendem a ser negativos quando há excesso de mutações recentes, o que indica

crescimento populacional, ou atuação de outras forças evolutivas como efeito carona

(hitchhiking), seleção de fundo (Background Selection) ou recombinação (Fu, 1997).

Valores positivos indicam possível seleção balanceadora, subdivisão populacional

ou gargalo de garrafa (bottleneck) (Tajima, 1989).

RESULTADOS

O gene mitocondrial Citocromo b foi polimórfico em nível intrapopulacional.

Apresentou 35 sítios informativos para parcimônia além de cinco singletons de um

total de 1,102 pb sequenciados.

O número real de grupos biológicos, estimado pelo método bayesiano do

programa BAPS foi quatro (Fig. 2). Associando esses grupos à distribuição espacial

de seus indivíduos, as populações foram classificadas como segue: lago Cururu,

Madeira, Bolívia e Pantanal.

A árvore de haplótipos, gerada no HAPLOVIEWER, permitiu observar que

três grupos (Lago Cururu, Bolívia e Pantanal) são separados por muitos passos

mutacionais (Fig. 3) e que as populações do Madeira e da sub-bacia boliviana ainda

compartilham haplótipos em localidades próximas: entre Cachoeiras-EC, Guajará-

Mirim-GM e Guaporé-Mamoré-GuMa (localidades 8, 9 e 10, respectivamente) (Fig.

3).

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O tempo de separação entre Paleosuchus trigonatus e Paleosuchus

palpebrosus, calculado pela análise bayesiana no programa BEAST usando o

modelo de especiação Yule, foi de 18,7 Ma. Entretanto, o tempo de diversificação

das populações analisadas é bem mais recente, de 2,7 Ma. O tempo de divergência

entre Pantanal e Madeira/Bolívia foi há cerca de dois milhões de anos, enquanto a

divergência encontrada entre as populações do Madeira e Bolívia foi mais recente,

na ordem de 300 mil anos (Fig. 4).

As análises no programa IMa evidenciaram ausência de fluxo gênico entre os

pares de populações: lago Cururu/Madeira e Bolívia/Pantanal, porém taxa diferente

de zero entre as localidades do Madeira e Guaporé-Mamoré. A taxa de fluxo gênico

foi mais de duas vezes maior no sentido de Madeira para Bolívia (2Nm1= 1.655

indivíduos/geração) que no sentido contrário (2Nm2= 0.629 indivíduos/geração).

O tamanho efetivo populacional coalescente de cada uma das populações foi

estimado por meio da análise de coalescência utilizando o modelo Bayesiano de

skyline plot. Foi possível avaliar se houve mudanças significativas no tamanho

efetivo populacional ao longo da história coalescente de somente duas populações,

da bacia boliviana e do Pantanal, de um total de quatro analisadas. Não foi possível

investigar o tamanho efetivo populacional coalescente do lago Cururu, pois o

número amostral dessa população (13 indivíduos) foi muito pequeno, e do Madeira,

pois a quantidade de variação genética foi insuficiente para essa análise.

Encontrou-se tamanho coalescente constante para as populações da bacia

boliviana e do Pantanal, uma vez que não foram detectadas variações significativas

no tamanho efetivo ao longo dos 15 cenários de tempo da análise Baysian skyline

plot. O tamanho efetivo populacional encontrado para ambas as populações foram

semelhantes, na ordem 600 e mil indivíduos, respectivamente. Quando todas as

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populações foram analisadas juntas, verificou-se uma expansão populacional

recente e tamanho populacional na ordem de quatro mil indivíduos.

Os testes D de Tajima e Fs de Fu indicaram expansão recente somente para

a população do Madeira. Essa expansão foi evidenciada por valores negativos e

significativos (D= -1.943/ p<0.001; Fs= -5.881/ p< 0.001, Tab. 3).

A análise de variância molecular (AMOVA) revelou forte nível de estruturação

genética na espécie, com 65.34% da variação existente distribuída entre as

populações reais. O índice ФST próximo de um e altamente significativo (ФST= 0,65;

p<0,001) indica que o fluxo gênico entre as populações é muito restrito.

A comparação par a par dos níveis de ФST entre as localidades amostradas,

sem definir os reais grupos biológicos, permitiu confirmar quatro grupos bem

distintos devido ao grande número de diferenças genéticas entre indivíduos de

populações diferentes e pouca entre os da mesma população (dados não

mostrados). É interessante observar a grande diferença genética entre lago Cururu e

todas as outras localidades analisadas, mesmo quando comparadas a localidades

muito próximas como as do baixo rio Madeira.

O teste de correlação entre distância genética e distância geográfica (teste de

Mantel) não foi significativo para nenhuma das populações analisadas, indicando

que não há isolamento por distância em P. palpebrosus das bacias do Madeira,

Bolívia e Pantanal.

Os índices de diversidade encontrados em P. palpebrosus foram

consideravelmente altos (Tab. 3), com níveis elevados de diversidade gênica (H=

0.749 ± 0.026) e haplotípica (0.0161 ± 0.0079).

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DISCUSSÃO

Análises Bayesianas no programa BAPS sugerem que existem quatro

populações nas áreas analisadas. Esses grupos populacionais foram confirmados

na árvore de haplótipos, através da qual foi possível estabelecer as relações

genealógicas entre as localidades amostradas (Fig. 3). Além disso, os resultados de

ФST par a par (dados não mostrados) também permitiram confirmar a formação

desses quatro grupos devido ao grande número de diferenças genéticas entre

indivíduos de populações diferentes e pouca entre os da mesma população.

As populações reais de P. palpebrosus coincidem com bacias e sub-bacias

hidrográficas separadas por acidentes geológicos bem definidos e confirmam o

padrão de distribuição encontrado em outros jacarés amazônicos, a não ser pela

população do lago Cururu que indicou forte estruturação da espécie na bacia

amazônica.

Padrões filogeográficos em P. palpebrosus

O rio Amazonas é formado pela confluência dos rios Negro e Solimões e tem

como principal afluente, tanto em volume como em aporte de sedimentos, o rio

Madeira. Assim, a população do lago Cururu não está isolada da população do

Madeira por nenhuma barreira geográfica aparente.

As configurações atuais dos rios Solimões e Amazonas, correndo para o

Atlântico, e a formação da drenagem do rio Madeira ocorreram após a “quebra” do

arco do Purus. Alguns autores defendem que isso ocorreu no Mioceno superior há

~8 Ma (Lundberg et al., 1998; Figueiredo et al., 2009) e outros que ocorreu mais

recentemente, há cerca de ~2.5 Ma (Campbell et al., 2006).

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A água branca desses rios indica um grande aporte de sedimentos

provenientes dos Andes e do desbarrancamento das margens, que é um indício de

que estes rios ainda não definiram completamente seu leito principal,

frequentemente transbordando e formando regiões de florestas sazonalmente

alagadas, denominadas várzea.

Historicamente, mudanças consecutivas no curso dos rios alteraram a

topografia de cumes e vales pelo processo deposicional rítmico de sedimentos finos

e grandes, criando numerosos lagos marginais férteis e de diversos tamanhos (Hess

et al., 2003) que hoje conectam-se sazonalmente com o rio durante o regime de

cheia. Tais regiões férteis marginais ao leito atual dos rios são denominadas

paleovárzeas. Atualmente, as paleovárzeas são facilmente identificáveis, pois

exibem a mesma estrutura de uma várzea recente, no entanto com características

enfraquecidas.

O corredor de várzea existente hoje provavelmente foi formado após o

período glacial do Pleistoceno, cerca de 700 mil anos atrás, no qual ocorreram

grandes e sucessivas mudanças no nível do mar e consequentemente variações no

nível dos rios (Irion, 1979; Berger & Wefer, 1992). Quando o vale atual foi formado,

todas as relíquias de um vale menor pré-existente podem ter sido destruídas (Irion &

Kalliola, 2010).

Considerando que o rio Madeira deságua no rio Amazonas (que é formado

pela confluência dos rios Negro e Solimões) e que os jacarés, de um modo geral,

são representados por espécies “anfíbias” que dependem da água para reproduzir e

dispersar (Lang, 1976) é possível afirmar que aparentemente não existem barreiras

ao fluxo gênico entre as populações do lago Cururu e Madeira. Entretanto, nossos

resultados evidenciam uma forte estruturação genética entre tais populações (ФST =

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0.56 e p< 0.001), sendo separadas por muitos passos mutacionais de acordo com a

árvore de haplótipos (Fig. 3).

Análises Bayesianas no BEAST mostraram claramente uma diversificação

relativamente antiga dessas duas linhagens (Lago Cururu e Madeira), de

aproximadamente 2, 7 milhões de anos, maior que entre a Bolívia e o Madeira, por

exemplo (ver Fig. 4). A nossa estimativa de divergência dessas linhagens é

coincidente com a datação sugerida por Campbell et al. (2006), de 2.5 Ma, para o

evento de reorientação da drenagem da bacia amazônica em direção ao Atlântico.

Nossos resultados não fornecem uma explicação conclusiva para a

diversificação entre essas duas populações, mas a hipótese que nos parece mais

provável é que a espécie não utiliza a calha principal dos rios Solimões/Amazonas

para dispersão de indivíduos entre localidades. Nesta hipótese, a população estaria

restrita à paleovárzea desses rios desde a reorientação da bacia amazônica para o

Atlântico. Assim, rios de grande porte como o Solimões, o Negro e o Amazonas

poderiam representar uma barreira física para P. palpebrosus. No entanto, é

necessário realizar uma amostragem mais adequada para responder a essa

hipótese, uma vez que para as populações do rio Madeira esta hipótese não pode

ser confirmada.

Outras duas populações (Madeira e Bolívia), por sua vez, tiveram distribuição

geográfica coincidente com a sub-bacia do baixo rio Madeira e sub-bacia boliviana,

respectivamente. A sub-bacia boliviana corresponde a cerca de 60% da área total da

bacia de drenagem do Madeira. Sua origem está relacionada à elevação do arco de

Fitzcarrald, no início do Plioceno médio (4-3 Ma), que gradualmente isolou e elevou

a bacia boliviana (Campbell et al., 2001; Hoorn et al., 1995; Räsänen et al., 1987).

Isso resultou em grandes mudanças no padrão de drenagem, de modo que todos os

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principais rios da bacia ao norte da Bolívia começaram a drenar para a bacia

amazônica através do rio Madeira (Campbell et al., 2001; Hoorn et al., 1995;

Räsänen et al., 1987).

Atualmente, a sub-bacia Boliviana compreende os rios Beni, Mamoré,

Guaporé e a porção da drenagem do alto rio Madeira, sendo separada da bacia

amazônica principal por uma série de 16 cachoeiras localizadas entre Guajará-Mirim

e Porto Velho (Goulding et al., 2003). Essas cachoeiras correspondem a regiões

onde o Madeira rompe e ultrapassa o escudo brasileiro pré-cambriano.

Reconhecidamente, estas cachoeiras representam uma barreira ao fluxo gênico

para várias espécies aquáticas como: peixes (Lovejoy & Collette, 2001; Torrente-

Vilara, 2009; Farias et al., 2010), botos (Banguera-Hinestroza et al., 2002) e

quelônios (Pearse et al., 2006).

Nossos resultados evidenciam que as populações de P. palpebrosus do

Madeira e da Bolívia compartilham haplótipos e, por isso, estão separadas por uma

barreira mais permeável, ou seja, que permite a existência de fluxo gênico restrito. O

compartilhamento de haplótipos e o tempo de divergência mais recente entre essas

linhagens indicam que o fluxo gênico limitado entre as duas bacias hidrográficas é

suficiente para não permitir que elas estejam separadas por completo.

Pode-se observar também que compartilhamento de haplótipos entre Madeira

e Bolívia ocorreu somente entre três localidades mais próximas ao conjunto de

cachoeiras do rio Madeira (entre Cachoeiras-EC, Guajará-Mirim-GM e Guaporé-

Mamoré-GuMa; localidades 8, 9 e 10, respectivamente - Fig. 2 e 3), sugerindo que a

região funciona como zona de contato ou transição entre essas duas populações de

P. palpebrosus, de maneira que a primeira cachoeira, próximo a Guajará-Mirim, deve

representar a principal barreira para essa espécie. Essa zona de contato é

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coincidente com a zona de hibridização encontrada entre C. crocodilus e C. yacare

(Hrbek et al., 2008).

Esses resultados indicam que tais cachoeiras formam uma barreira que

apenas limita o fluxo gênico entre duas populações de P. palpebrosus, não as

isolando absolutamente. As taxas de migração entre as sub-bacias do Madeira e

Boliviana são bidirecionais, porém não simétricas. A taxa de migração no sentido

Madeira-Bolívia (2Nm1= 1.655 indivíduos/geração) é mais de duas vezes maior que

no sentido contrário (2Nm2= 0.629 indivíduos/geração).

Apesar de a formação das cachoeiras do rio Madeira serem muito mais

antigas que a diversificação dessas duas populações, assumiu-se que elas atuam

como uma barreira parcial, uma vez que o fluxo gênico entre as localidades, ao

longo das gerações, contribuiu para que o tempo estimado de coalescência entre as

populações (300 mil anos) seja mais recente que o possível tempo real de

divergência entre elas.

A sub-bacia boliviana, por sua vez, está separada da bacia do rio Paraguai,

no Pantanal, pelo complexo de serras dos Parecis. Essas elevações de terra

correspondem à borda do escudo brasileiro, que é uma região cratônica. Há sinais

de que essa borda foi escavada e erodida pelo mar antes do soerguimento dos

Andes (Heckman, 1998). Posteriormente aos Andes, houve uma elevação gradual

devido à deposição de grande quantidade de sedimentos finos transportados pelo ar

e ao escasso regime de chuvas na região, com valores próximos de zero (Heckman,

1998).

Essas rochas sedimentares da borda do escudo brasileiro possuem idade

entre um e 2.5 milhões de anos (Ma), com alguns sítios registrando uma idade de 3

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Ma. O domínio do Craton em que está localizada a serra dos Parecis possui rochas

com idade de até 1.8 Ma (Hoorn et al., 2010).

O tempo que nós estimamos de divergência entre Pantanal e bacia boliviana

foi de 2 Ma. Essa idade estimada é próxima à datação de soerguimento das serras

que isolam a bacia amazônica da bacia do Paraguai-Paraná. O surgimento de

barreiras dividindo bacias hidrográficas explica a divergência vicariante entre

espécies irmãs, ou mesmo linhagens evolutivas, distribuídas em bacias diferentes

(Wilkinson et al., 2010). Esse processo vicariante provavelmente foi o que ocorreu

para isolar as duas populações de P. palpebrosus por um tempo suficiente para criar

consideráveis diferenças genéticas entre elas. Além disso, essas serras são

importantes para outro jacaré neotropical, M. niger, pois elas representam uma das

barreiras que limitam a sua distribuição.

Neste trabalho, nós também consideramos a possibilidade de P. palpebrosus

dispersar entre corpos d’água utilizando a via terrestre, principalmente quando as

cabeceiras de microbacias diferentes estão próximas em uma planície. Essa

possível explicação é sustentada pela relativa homogeneidade genética populacional

ao longo do rio Madeira, pelo isolamento do lago Cururu na paleovárzea do

Solimões, uma vez que não há conexão desta com microbacias de terra firme, e

principalmente, no Pantanal.

No Pantanal, P. palpebrosus é restrito às partes altas e periféricas da bacia

do rio Paraguai e não há registros da espécie na planície alagada do Pantanal

(Campos et al., 1995; Campos & Mourão, 2006). Desse modo, a forma mais

provável de os indivíduos de microbacias diferentes trocarem fluxo gênico sem

dispersar pela planície alagada do rio Paraguai é tendo a capacidade de dispersar

entre microbacias também por via terrestre.

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Assumindo então essa capacidade de dispersão da espécie por vias

terrestres, é possível indicar que o parcial isolamento entre as sub-bacias do

Madeira e boliviana está associado, além das cachoeiras, ao conjunto de serras que

separam as duas bacias de drenagem (serra dos Pacaas Novos, Rondônia, Brasil).

Essas serras funcionam literalmente como um divisor de águas, impedindo que

indivíduos possam migrar entre as microbacias.

O levantamento de barreiras históricas para a espécie, bem como a

distribuição natural de populações na bacia amazônica e do Pantanal, contribuirá

para o entendimento de padrões biogeográficos e de como barreiras à migração

podem ter influenciado ou vir a influenciar em processos genéticos na espécie.

Demografia Histórica e Divergência Genética

O grande número de passos mutacionais separando as populações de lago

Cururu, Madeira/Bolívia e Pantanal indicam que elas possam representar Unidades

Evolutivas Significantes (ESU) e devem ser tratadas como populações

completamente independentes.

O tempo de separação entre Paleosuchus palpebrosus e P. trigonatus

encontrado em nossas análises com base no gene Citocromo b foi de 18,7 Ma

(Milhões de anos). Tal resultado é compatível com o sugerido por Ross et al. (2007),

entre 17 e 19 Ma que teve em sua estimativa uma menor variância em relação ao

trabalho aqui apresentado, pois seus resultados basearam-se em uma análise

mitogenômica (sequenciamento de todo o gene mitocondrial). Apesar das

estimativas serem próximas, suas precisões não podem ser confrontadas com os

registros fósseis, pela ausência deles.

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De acordo com os testes de neutralidade na forma dos índices D de Tajima e

Fs de Fu verificou-se que a população da sub-bacia do Madeira sofreu expansão

populacional recente, por valores significativamente negativos (Tab. 3). A análise

Bayesiana Skyline plot com a população do Madeira não pôde ser feita e, portanto, o

tempo em que a expansão demográfica ocorreu não foi calculado. No entanto,

quando todas as populações foram analisadas juntas, verificou-se uma pequena e

recente expansão populacional. Esse resultado pode ser um provável reflexo da

expansão da população da sub-bacia do Madeira.

Essa expansão possivelmente ocorreu devido à crescente disponibilidade de

hábitat dessa espécie na Amazônia após a última glaciação pleistocênica, há 700 mil

anos. Com o fim da era glacial e o consequente aumento no nível do mar, houve

represamento do rio Amazonas na sua foz, aumentando seu volume de água

residente e de seus principais afluentes (Irion & Kalliola, 2010). Aliado a isso, no

início do Holoceno, houve mudanças drásticas no regime de chuvas, o que

contribuiu para o crescente aumento do volume de água da bacia amazônica

(Behling et al., 2010). Com isso, provavelmente criaram-se novos ambientes

propícios aos P. palpebrosus, como igarapés que drenam para lagos nas

paleovárzeas e aumento no número de igarapés de cabeceira devido ao maior

aporte de água para os lençóis freáticos. Apesar de essa ser uma hipótese plausível,

é necessário que seja feita análise com amostras de toda a Amazônia para

confirmá-la.

Os resultados também sustentam uma forte estruturação genética entre as

populações de P. palpebrosus (ФST= 0.65; p<0,001) como consequência da baixa ou

inexistente taxa de fluxo gênico entre elas. Para populações geneticamente

estruturadas, espera-se um maior nível de adaptações locais que, se forem

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perdidas, representam uma perda de variabilidade genética global da espécie (Haig,

1998).

O teste de Mantel indicou ausência de isolamento por distância no rio

Madeira, na sub-bacia da Bolívia e no Pantanal. P. palpebrosus não é representado

por uma única população panmítica em toda a Amazônia, como é o caso de M.

niger, portanto, a ausência de isolamento por distância nessa espécie pode ser

resultado de suas populações ocuparem uma menor área de abrangência. Desse

modo, não ocupam áreas suficientemente grandes e contínuas para que o

isolamento por distância seja observado.

Portanto, os resultados mostram que o suposto comportamento sedentário

não é a melhor explicação para a estruturação genética encontrada em P.

palpebrosus. Sustenta-se a hipótese de que esta estruturação está relacionada às

barreiras físicas que dividem bacias e sub-bacias, assumindo sua capacidade de

migrar por terra, e também à restrição de habitat, não usando a calha principal dos

rios principais para dispersar entre localidades.

Estudos de diversidade genética nos Caimaninae têm sido feito

recentemente, porém nenhum dado havia sobre a diversidade genética em

Paleosuchus. Foram encontrados altos níveis de diversidade genética na espécie,

com diversidade gênica (H= 0.749) comparável à de espécies de jacarés, panmíticas

na Amazônia, como é o caso de M. niger e C. crocodilus.

Farias et al. (2004) encontrou altos valores de diversidade genética para C.

crocodilus (H= 0.692) e M. niger (H= 0.715), porém, Vasconcelos et al. (2006 e

2008) encontraram valores ainda maiores que os encontrados por Farias et al.

(2004) tanto em C. crocodilus (H= 0.733) como em M. niger (H= 0.911),

respectivamente. Godshalk (2006) também mostrou altos níveis de diversidade

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genética para as distribuições norte e sul de C. yacare (H= 0.573 norte; H= 0.778

sul), correspondentes à bacia boliviana e bacia do Paraguai-Paraná.

Esses valores são altos em relação aos encontrados em outros grupos de

crocodilianos que não os Caimaninae, como por exemplo, os encontrados por Glenn

et al. (2002) para A. mississipienssis (H= 0.313) e os de Ray et al. (2004) para

Crocodylus moreletii (H= 0.502) (Tab. 4). Além disso, os níveis de diversidade

genética encontrados em P. palpebrosus do Pantanal (H= 0.494) e da Bolívia (H=

0.518) foram semelhantes aos encontrados em Caiman yacare da mesma região

(Pantanal, H= 0.778; Bolívia, H= 0.573) (Tab. 3 e 4). Apesar das diferenças

comportamentais, ecológicas e de estruturação genética, entre as espécies de

jacarés, encontrou-se uma diversidade genética semelhante. Isso sugere que a

ampla disponibilidade de habitat e recursos disponíveis, bem como uma sucessão

de grandes mudanças históricas na Amazônia e Pantanal tem contribuído para que

a diversidade genética de boa parte das espécies de crocodilianos da região

neotropical seja alta.

Implicações para a conservação

A ausência de informações básicas é um dos fatores que eventualmente afeta

a conservação de Paleosuchus palepebrosus (Magnusson, 1985). Ações voltadas à

conservação são mais efetivas quando consideram o grau de estruturação genética

e as taxas de fluxo gênico entre as populações (Frankham et al., 2002). Portanto,

este trabalho fornece importantes informações genéticas e inferências

comportamentais que poderão auxiliar na conservação da espécie.

Na realização desse trabalho, encontrou-se forte estrutura genética

populacional entre as populações de P. palpebrosus estudadas. Esse resultado tem

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importantes implicações para conservação, pois se espera um maior nível de

adaptações locais em populações geneticamente estruturadas do que em

populações panmíticas. Assim, a diversidade genética nessa área precisa ser

preservada, pois as adaptações acumuladas nesses indivíduos são únicas e se

perderiam se tal população viesse a ser extinta (Haig, 1998).

As principais ameaças às populações de P. palpebrosus são a perda e a

modificação de habitat (Campos et al., 1995; Magnusson & Campos, 2010a),

causadas principalmente pela ação humana. Alguns exemplos são: construção de

barragens, caça de subsistência, urbanização e poluição (Magnusson & Campos,

2010b). Isso é ainda mais importante se considerarmos que existem pequenas e

grandes hidrelétricas construídas ou em construção no trecho Pantanal-Madeira e,

ainda com o agravante de que a urbanização e a poluição ocorrem em escala mais

ampla (Kearns et al., 2005), e vêm sendo praticadas simultaneamente em grande

parte da área de distribuição de Paleosuchus palpebrosus.

Essas hidrelétricas provavelmente resultarão em fortes impactos ambientais,

causando alterações na qualidade da água e interrompendo processos ecológicos e

de dinâmica populacional de muitas espécies aquáticas (Farias et al., 2010),

afetando a biodiversidade local, tanto no Madeira quanto no Pantanal. Isso trará

grande efeito negativo sobre as populações de P. palpebrosus, já que essa é uma

espécie predadora de topo de cadeia que requer ampla disponibilidade de recursos.

Além do mais, no Pantanal, as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) estão sendo

construídas justamente em áreas de vida dos Paleosuchus palpebrosus,

transformando muitas regiões de cachoeiras em Lagos.

O presente trabalho fornece importantes informações para que futuros

estudos comparativos e programas previstos de monitoramento tenham referenciais

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sobre o padrão de fragmentação genética natural das populações de P.

palpebrosus, uma vez que a caracterização genética foi feita antes da construção

das hidrelétricas. Assim, poderão avaliar com mais exatidão os impactos gerados

pelas hidrelétricas sobre essa espécie.

AGRADECIMENTO

Agredecemos ao CNPq e CT-Amazônia pelo financiamento do projeto intitulado “Rio

Madeira: sua contribuição nos mecanismos de diversificação da fauna na Amazônia”

(CNPq/CT-Amazônia 575603/2008-9) que subsidiou esse trabalho e à Fundação de

Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) pelo apoio financeiro.

Também queremos agradecer a todos aqueles que contribuíram direta ou

indiretamente para a concretização desse trabalho, em especial a: Ari, Augusto,

Daniel, Dênis, Deyla, Seu Manoel, Pedro, Valéria, que ajudaram nas coletas de

amostras em campo.

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Tabela 1 - Primers utilizados nas PCRs (Reação em Cadeia da Polimerase) e no sequenciamento do gene mitocondrial, Citocromo b. Abaixo são mostrados: nome do primer, sua sequência no sentido de 5’ para 3’, temperatura de anelamento (TA) e reação em que foi utilizado.

Primer Sequencia 5’-3’ TA (ºC) Reação

GluCRf.1 CAACCAAAACCTGAGGYCTGA 52 Amplificação

ProCRr.1 ATTAGAAYGTCGGCTTTGGGG 52 Amplificação

CytbCRf.3 CCATACATYGGAGACACCAT 50 Sequência

CytbCRr.2 AAGATYAGGTGGGTKATGAG 50 Sequência

Suas respectivas sequências, temperatura de anelamento (TA) em graus Celsius (ºC) e reações em que serão utilizados.

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Tabela 2. Lista de sequências utilizadas nesse artigo e depositadas no Genbank. Nós mostramos também a espécie, a região e o a referência de cada uma das sequências.

Código Espécie Região GenBank Referência

1 P. trigonatus Amazon-Brasil EU161679.1 Hrbek et al. (2008)

2 M. Níger Amazon-Brasil EU161678.1 Hrbek et al. (2008)

3 Caiman crocodilus Amazon-Brasil EU161666.1 Hrbek et al. (2008)

4 Caiman latirostris São Paulo-Brasil EU161674.1 Hrbek et al. (2008)

5 Caiman yacare Não informado JF315314.1 Oaks (2011)

6 A. mississipiensis United States (EUA) JF315322.1 Oaks (2011)

7 A. sinensis China JF315320.1 Oaks (2011)

8 Crocodylus porosus Australia JF315296.1 Oaks (2011)

9 P. palpebrosus Lago Cururu, Am-Brasil 01LCU Este estudo

10 P. palpebrosus Lago Cururu, Am-Brasil 01LCU Este estudo

11 P. palpebrosus Lago Cururu, Am-Brasil 01LCU Este estudo

12 P. palpebrosus Lago Cururu, Am-Brasil 01LCU Este estudo

13 P. palpebrosus Nova Olinda, Am-Brasil 01NON Este estudo

14 P. palpebrosus Manicoré, Am-Brasil 05Mnc Este estudo

15 P. palpebrosus Humaitá, Am-Brasil 11HuB Este estudo

16 P. palpebrosus Porto Velho, Ro-Brasil 13EC Este estudo

17 P. palpebrosus Guajará-Mirim, Ro-Brasil 01GM Este estudo

18 P. palpebrosus Com. Deolinda, Ro-Brasil 04GuMa Este estudo

19 P. palpebrosus Com. Deolinda, Ro-Brasil 05GuMa Este estudo

20 P. palpebrosus Vila Bela, MT-Brasil 02VB Este estudo

21 P. palpebrosus Vila Bela, MT-Brasil 06VB Este estudo

22 P. palpebrosus Serra das Araras,MS-Brasil

15SAR Este estudo

23 P. palpebrosus Barra dos Bugres, MT- 04BB Este estudo

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Brasil

24 P. palpebrosus Serra do Urucum, MS-Brasil

01SU Este estudo

25 P. palpebrosus Coxim, MS-Brasil 05Co Este estudo

26 P. palpebrosus Serra do Amolar, MS-Brasil

04SAM Este estudo

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Tabela 3. Índices de diversidade e teste de neutralidade em cada uma das populações de Paleosuchus palpebrosus encontrada nesse trabalho e também para todos os indivíduos amostrados.

Populações N Hp π ± SD Diversidade gênica ± SD

D de Tajima (p) Fs de Fu (p)

Lago Cururu 13 5 0.0944 ± 0.0488 0.705 ± 0.122 -0.4782 (0.323) -0.9402 (0.1180)

Madeira 77 4 0.0001 ± 0.0002 0.101 ± 0.047 -1.9436 (0.000)* -5.8813 (0.000)*

Bolívia 32 4 0.0010 ± 0.0007 0.518 ± 0.100 -0.6803 (0.264) -1.2005 (0.231)

Pantanal 50 5 0.0006 ± 0.0005 0.494 ± 0.080 -0.4499 (0.380) -1.0203 (0.258)

Todos os indiv. 172 18 0.0161 ± 0.0079 0.749 ± 0.026 1.3403 (0.934) 6.4341 (0.9260)

N, número de indivíduos; Hp, número de haplótipos únicos; π, diversidade nucleotídica de Nei e o desvio padrão; diversidade gênica de Nei e o desvio padrão (SD); D de Tajima (valor de P); Fs de Fu (valor de p). (*) indica valores de p significativos.

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Tabela 4. Comparação entre a diversidade genética encontrada em P. palpebrosus e em outras espécies de crocodilianos.

Specie N Hp DNAmt (pb) Diversidade gênica ± SD

Referência

Paleosuchus palpebrosus 172 18 1,102 0.749 ± 0.026 Este estudo

Caiman crocodilus 32 09 1,142 0.692 ± 0.079 Farias et al. (2004)

125 38 1,085 0.733 ± 0.042 Vasconcelos et al. (2006)

Melanosuchus Níger 47 10 1,142 0.715 ± 0.049 Farias et al. (2004)

130 39 1,027 0.911 ± 0.023 Vasconcelos et al. (2008)

Caiman yacare Norte 143 16 1,143 0.573 ± 0.033 Godshalk (2006)

Sul 65 09 1,143 0.778 ± 0.031

Alligator mississipiensis 25 02 624 0.313 ± 0.092 Glenn et al. (2002)

Crocodylus moreletii 140 20 537 0.502 ± 0.048 Ray et al. (2004)

N, tamanho amostral; Hp, número de haplótipos; mtDNA, número de pares de base (pb) sequenciados de algum gene do DNA mitocondrial; diversidade gênica e seu desvio padrão.

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Figura 1. Mapa de coleta de P. palpebrosus. As coordenadas geográficas de cada

localidade são: (01) lago Cururu - 03º30’ S 60º41’ W; (02) Nova Olinda do Norte -

03º43’ S 59º04’ W; (03) Novo Aripuanã - 05º19’ S 60º38’ W; (04) Manicoré - 05º52’ S

61º22’ W; (05) Humaitá A - 07º22’ S 63º12’ W; (06) Humaitá B - 07º35’ S 63º09’ W;

(07) Porto velho - 08º47’ S 63º56’ W; (08) Entre Cachoeiras - 09º38’ S 64º55’ W; (09)

Guajará-Mirim - 10º48’ S 65º20’ W; (10) Guaporé-Mamoré - 12º24’ S 64º12’ W; (11)

Pimenteiras do Oeste - 13º30’ S 61º05’ W; (12) Vila Bela - 15º12’ S 59º21’ W; (13)

Barra dos Bugres - 15º04’ S 57º10’ W; (14) Rondonópolis - 16º28’ S 54º37’ W; (15)

Coxim - 18º31’ S 54º44’ W; (16) Serra das Araras - 18º44’ S 53º35’ W; (17) Serra do

Urucum - 19º11’ S 57º36’ W; (18) Serra do Amolar - 17º52’ S 57º36’ W; (19) Tangará

da Serra - 14º30’ S 57º34’ W.

Figura 2. Mapa mostrando as localidades de coleta divididas em quatro populações

que podem ser distinguidas por cores diferentes (vermelho – lago Cururu; verde –

Madeira; azul – Bolívia; amarelo - Pantanal). O gráfico acima na figura foi gerado no

programa BAPS. Nele, cada barra vertical expressa uma localidade, distinguidas

pelo número na parte inferior, e as cores representam os haplótipos. É possível

identificar o compartilhamento ou não de haplótipos entre populações e as

localidades em que isso ocorre.

Figura 3. Mapa de localidades e árvore de haplótipos gerada no programa

HAPLOVIEWER. Os quadrados representam as localidades e suas cores mostram

se há haplótipo de uma ou mais populações. As populações estão representadas

pelos triângulos. Na árvore de haplótipos, cada nó azul representa uma mutação

segregante, cada círculo representa um haplótipo e o número dentro desse círculo

indica quantos indivíduos compartilham esse haplótipo. No caso da árvore de

haplótipo, as cores indicam a que população os indivíduos pertencem.

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Figura 4. Árvore filogenética gerada no programa BEAST. As barras horizontais azuis

representam a variância e os números indicam o tempo de divergência entre os

grupos em milhões de anos.

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Figura 1.

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Figura 2.

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Figura 3.

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Figura 4.

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3. CONCLUSÃO GERAL

Os resultados encontrados em nosso trabalho permitem concluir que:

Lago Cururu, Madeira, Bolívia e Pantanal possuem populações distintas de

Paleosuchus palpebrosus.

As cachoeiras do rio Madeira representam uma barreira que apenas limita o

fluxo gênico entre as populações do Madeira e da Bolívia. O fluxo gênico é

bidirecional, mas não simétrico, sendo maior no sentido Madeira-Bolívia.

As regiões do rio Madeira e Mamoré próximas à primeira cachoeira em

Guajará-Mirim podem ser consideradas como uma zona de transição entre as

duas populações.

A serra dos Parecis separa a bacia amazônica da bacia do Paraguai e é a

provável barreira geográfica que divide dois grupos de Paleosuchus

palpebrosus.

Ocorreu evento demográfico histórico somente na população do Madeira,

com crescimento populacional recente, provavelmente após a última era

glacial.

Paleosuchus palpebrosus é composto por populações fortemente

estruturadas geneticamente como resultado da baixa ou inexistente taxa de

fluxo gênico entre elas.

As populações de lago Cururu, Madeira/Bolívia e Pantanal podem ser

consideradas Unidades Evolutivas Significantes (Evolutionarily Significant

Unit- ESU) e devem ser tratadas como populações completamente

independentes.

A espécie possui alto nível de diversidade genética, comparável a de outros

Caimaninae da região Neotropical.

Nossa caracterização prévia fornece o padrão de fragmentação genética

natural da espécie, importante para que futuros estudos possam avaliar com

mais exatidão os impactos gerados pelas hidrelétricas sobre essa espécie.

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