Sistemática do subgênero Peltecanthon (Scarabaeidae: Scarabaeinae)

Abstract

Canthon staigi é uma espécie de besouro rola-bosta abundante em restingas da Mata Atlântica, sendo considerada bioindicadora da qualidade ambiental. Pertence ao subgênero Peltecanthon juntamente com outras duas espécies, C. sulcatus e C. auricollis. A primeira, C. sulcatus apresenta semelhanças morfológica, comportamental e ecológica com C. staigi, além de coocorrer em diversas localidades. A segunda espécie, C. auricollis apresenta morfologia diferenciada das outras duas, além de ocorrer em ambientes mais restritos e de altitude mais elevada. Canthon auricollis nunca coocorre com C. staigi e C. sulcatus. Os poucos trabalhos que tentaram sistematizar Peltecanthon envolvem apenas aspectos da morfologia geral e sugerem que C. sulcatus e C. staigi sejam espécies irmãs. No primeiro capítulo desta tese, nós apresentamos uma hipótese filogenética (baseada em dois marcadores, um mitocondrial – COI – e um nuclear – ITS2) na qual C. staigi é uma linhagem monofilética dentro de Peltecanthon e C. sulcatus e C. auricollis são espécies irmãs. Este resultado é inesperado dadas as semelhanças morfológicas, ecológicas e comportamentais de C. sulcatus e C. staigi. Isto nos levou a hipotetisar um cenário evolutivo no qual C. auricollis se diferenciou de C. sulcatus em uma população pequena e isolada, na qual a deriva genética pode ter atuado e permitido grandes modificações morfológicas. Por outro lado, C. staigi e C. sulcatus teriam permanecido em grandes populações, que mantiveram a maior parte dos caracteres ancestrais, explicando as semelhanças que guardam entre si e com outras espécies do gênero Canthon. O mesmo padrão de divisão de Peltecanthon foi encontrado em análises de morfometria geométrica da asa. A inferência filogenética do Capítulo 1 evidencia ainda a existência de três linhagens evolutivas independentes em C. staigi, o que foi avaliado no Capítulo 2 deste trabalho. Neste segundo capítulo, investigamos essas três linhagens (presumivelmente três espécies) com os dois marcadores moleculares (de forma independente) e detectamos, pela da metodologia do Barcoding, uma diferenciação entre as linhagens compatível com a diferenciação entre espécies próximas. Além disso, a morfometria geométrica das asas sustenta a existência de três grupos distintos, enquanto padrões de coloração dos élitros separam a linhagem mais ao sul (coletadas no litoral de São Paulo) das demais. Nossos resultados sugerem a manutenção de caracteres morfológicos ancestrais em besouros do gênero Canthon e ressaltam a necessidade de estudos multidisciplinares para resolver a sistemática do grupo. Especificamente, o Capítulo 2 sugere uma revisão taxonômica que dê suporte às supostas três espécies crípticas que hoje estão sob a denominação C. staigi.Canthon staigi is an abundant dung beetle in sand dunes of the Atlantic Forest, frequently used as a bioindicator of the environment quality. With other two species, C. sulcatus, and C. auricollis, C. staigi belongs to the subgenus Peltecanthon. Canthon sulcatus present several morphological, behavioral and ecological similarities with C. staigi and co-occur with it in several localities. Canthon auricollis shows a differentiated morphology and occurs in more restrict environments, usually in higher altitudes and never co-occurs with the other two species. The few works that tried to systematize Peltecanthon involve only general morphological traits and suggest a clade containing C. sulcatus and C. staigi. The first chapter of this thesis shows a phylogenetic hypothesis (based on two molecular markers, the mitochondrial COI, and the nuclear ITS2) that presents C. staigi as a monophyletic lineage of Peltecanthon that is a sister species of the clade C. sulcatus + C. auricollis. This is an unexpected result giving the morphological, ecological and behavioral similarities of C. sulcatus and C. staigi. It let us hypothesize an evolutionary scenario in which C. auricollis differentiated from C. sulcatus in a small and isolated population, where the genetic drift acted and allowed great morphological modifications. On the other hand, C. staigi and C. sulcatus remained in large populations, that maintained most of the ancestral traits, also shared with other Canthon species. Our geometric morphometry found the same pattern of subdivision in Peltecanthon. The phylogenetic inference of the Chapter 1 also suggests that C. staigi is subdivided in three independent evolutionary lineages, which were investigated in the Chapter 2. In Chapter 2, we used the molecular markers independently, and detected, through the barcoding methodology, a differentiation compatible with different species. Moreover, the geometric morphometry of the wings supports the subdivision in three groups, and the collor patterns analysis splited two groups, the first with the most Southern species (sampled in São Paulo) and the other with the remaining species. Our results suggest the maintenance of ancestral traits in Canthon and highlight the need of multidisciplinary approaches to solve the systematics of this group. Specifically, our Chapter 2 suggests a taxonomic review that supports the putative three cryptic species under C. staigi.