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Tipo: Tese
Título: Biogeography, systematics and evolution of acoustic communication in Eneopterinae crickets
Biogeografia, sistemática e evolução da comunicação acústica em grilos Eneopterinae
Autor(es): Vicente, Natállia Maria de Freitas
Abstract: Eneopterinae is a widely distributed subfamily of crickets, with species described from most Tropical regions of the world. The subfamily has been recently target of evolutionary and ecological studies once they are the only crickets known to use high-frequency calling songs. Two groups of Eneopterinae are showing this innovation in the communication system: Lebinthini distributed in the Pacific region and Eneopterini from the Neotropics. Specifically, this thesis aims to give answers about the biogeography and evolution of acoustic communication of Eneopterinae crickets in South America. We also explore trough different approaches the complex taxonomy of this group. In the first chapter we used a dated phylogeny calibrated with fossils and biogeographical analyses to estimate the origin, how many times Eneopterini colonized South America and the routes toward and from this continent. In the second chapter, we studied the bioacoustics of the Neotropical genera of Eneopterinae crickets. In the third chapter we used DNA and morphology-based approaches to explore species diversity in the cryptic Eneopterini genus Ligypterus. And finally, in the fourth chapter we described a new genus of Eneopterinae, Gnominthus, focusing on general morphology, bioacoustical analyses of the calling song and the description of the mating behavior. This study advances the understanding of the global biogeographical processes that shaped current distribution patterns. Our dating results show that the subfamily is a Gondwanan group, far older than expected and that its diversification dates back to Late Creataceous (ca. 76 Ma). In this context the colonization of the Neoptropics would have occurred twice independently, very early from an Antarctic origin, resulting from the break-up of a Gondwanan fauna, and later by a northern recolonization coming from South-east Asia, likely related with a Holarctic Boreotropical distribution of the species during the Eocene. Our results indicate a boreotropical migration for Eneopterinae, with interesting patterns of recolonization of South America through the Northern hemisphere. Boreotropical migration, is well-studied in plants, for which it is an important explanation for the biogeography, but is not very explored in animals. In the second chapter, we clarified the evolution of high-frequency songs in Neotropical Eneopterinae crickets, showing a scenario of two independent origins for this feature. In the third chapter, the species discovery methods indicated a considerably higher diversity in the cryptic genus Ligypterus, with probably twice more species than we currently know. And finaly in the fourth chapter we described an endemic Eneopterinae genus from Papua New Guinea with a distinct reproductive behavior and high-frequency calling songs. We believe that the perspectives now open by discussion on this thesis have the potential to offer base for further studies regarding this subfamily and crickets in general. The exploration of the use high-frequency communication in other cricket groups is urgent, given the importance of this feature in the evolution and ecological processes in Eneopterinae. The use of DNA based method may clarify other taxonomic complex crickets groups, unveiling the real diversity in Orthoptera.
Eneopterinae é uma subfamília amplamente distribuída de grilos, com espécies descritas para a maioria das regiões tropicais do mundo. A subfamília foi recentemente alvo de estudos evolutivos e ecológicos uma vez que são os grilos conhecidos capazes de produzir chamados em alta freqüência. Dois grupos de Eneopterinae estão mostrando essa inovação no sistema de comunicação: Lebinthini, distribuídas na região do Pacífico e Eneopterini da região Neotropical. Essa tese visa dar respostas sobre a biogeografia e evolução da comunicação acústica dos grilos Eneopterinae na América do Sul. Nós também exploramos diferentes abordagens baseadas na morfologia e no DNA para tentar desvendar a complexa taxonomia deste grupo. No primeiro capítulo utilizamos fósseis do outgroup como pontos de calibração e análises biogeográficas para estimar a origem, quantas vezes Eneopterini colonizou a América do Sul e as rotas em direção a este continente. No segundo capítulo estudamos a bioacústica dos Eneopterinae Neotropicais. No terceiro capítulo, usamos abordagens baseadas no DNA e na morfolgia para explorar a diversidade de espécies em Ligypterus. Finalmente, no quarto capítulo, descrevemos um novo gênero de Eneopterinae, Gnominthus, dando ênfase à morfologia geral, as análises bioacústicas do chamado e a descrição do comportamento de acasalamento. Este estudo avança a compreensão dos processos biogeográficos mundiais que moldaram atuais padrões de distribuição. Nossos resultados mostram que a origen da subfamília é muito mais antiga do que o esperado e que a sua diversificação remonta o Creatáceo posterior (cerca de 76 Ma). Neste contexto, a colonização dos Neoptropicos teria ocorrido duas vezes de forma independente, primeiramente, a partir de uma origem antártica, resultante do desmembramento de uma fauna Gondwana, e mais tarde por uma recolonização do norte vindo do Sul da Ásia, provavelmente pelo cinturão Boreotropical durante o Eoceno. Nossos resultados indicam uma migração boreotropical para Eneopterinae, com interessante padrão de recolonização da América do Sul através do hemisfério Norte. A migração Boreotropical, é bem estudada em plantas, sendo uma importante explicação biogeografia para este grupo, mas não é muito explorado em animais. No segundo capítulo, esclarecemos a evolução dos chamados em alta freqüência em Eneopterinae, mostrando um cenário de duas origens independentes para essa característica. No terceiro capítulo, os métodos de descoberta de espécies indicam uma diversidade consideravelmente maior no gênero Ligypterus, com o dobro da diversidade conhecida. E finalmente, no quarto capítulo, descrevemos um gênero endêmico de Eneopterinae proveniente de Papua Nova Guiné com um comportamento reprodutivo distinto e alta freqüência som de chamado. Acreditamos que as perspectivas que se abrem pela discussão sobre esta tese tem o potencial de oferecer base para novos estudos a respeito desta subfamília e grilos em geral. A exploração do uso de comunicação de alta frequência em outros grupos de grilos é urgente, dada a importância deste recurso nos processos evolutivos e ecológicos em Eneopterinae. O uso de método baseados em DNA podem esclarecer outros grupos de grilos com taxonomia complexa, revelando a verdadeira diversidade em Orthoptera.
Palavras-chave: Crickets
Grilo - Comportamento
Grilo - Distribuição geográfica
Grilo - Classificação
Entomologia
CNPq: Zoologia
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Doutor em Entomologia
Citação: VICENTE, Natállia Maria de Freitas. Biogeography, systematics and evolution of acoustic communication in Eneopterinae crickets. 2015. 140 f. Tese (Doutorado em Entomologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/26949
Data do documento: 11-Dez-2015
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