Bases genéticas e processos evolutivos da variação dos padrões de coloração em anfíbios

Resumo

O estudo dos processos evolutivos que originam diversidade fenotípica é fundamental para entender o processo de adaptação em populações naturais. Os padrões de coloração são características notáveis para entender os mecanismos mutacionais subjacentes à diversidade fenotípica e o modo como estes afetam os padrões de mudança evolutiva. Entre os vertebrados, os anfíbios são um dos grupos mais interessantes, exibindo uma vasta variação de padrões de coloração, cuja função está associada à termorregulação, proteção UV, comunicação e defesa. Apesar dos avanços significativos neste tópico, quer em vertebrados como em invertebrados, as bases genéticas da coloração em anfíbios permanecem surpreendentemente desconhecidas. As rãs-folha sul americanas do grupo Phyllomedusa burmeisteri, que vêm sendo estudadas pela nossa equipe, é um bom modelo para o estudo da evolução da variação dos padrões de coloração em anfíbios. Em primeiro lugar, estas espécies apresentam variação no padrão de cores brilhantes que exibem nas faces ocultas das coxas, que é interpretada como um caso de aposematismo, uma das estratégias de defesa mais difundidas entre os anfíbios neotropicais. Em segundo lugar, diferentes padrões de coloração coexistem em populações naturais, oferecendo, assim, uma oportunidade única para estudos de mapeamento genético. Finalmente, estas espécies possuem uma zona de contato bem definida, tornando este sistema um excelente modelo para entender o impacto da variação dos padrões de coloração na dinâmica da especiação e do modo como a seleção modela a variação fenotípica e genética. Este projeto visa investigar as BASES GENÉTICAS E PROCESSOS EVOLUTIVOS DA VARIAÇÃO DOS PADRÕES DE COLORAÇÃO EM ANFÍBIOS. Para isso, pretendemos: 1) realizar análises de associação fenótipo/genótipo utilizando técnicas de sequenciamento de DNA de alto rendimento, incluindo captura de exoma e sequenciamento de RNA; 2) estudar a expressão gênica de loci candidatos em diferentes estádios de desenvolvimento; e 3) contrastar os padrões de mudança de frequência alélica ao longo da zona de contato entre loci candidatos e outros loci aleatoriamente distribuídos no genoma. Além dos objetivos específicos, pretendemos que os dados genômicos deste projeto constituam a base para futuros estudos evolutivos e de conservação e, especialmente, para a investigação em medicina humana, uma vez que estes anfíbios são uma fonte de peptídeos com aplicações nanobiotecnológicas. Esta proposta será conduzida por uma equipe internacional (Brasil e Portugal), que vêm desenvolvendo investigação conjunta há 10 anos na evolução dos anfíbios neotropicais. Combinando investigadores com larga experiência em estudos eco-evolutivos com especialistas na geração e análise de dados genômicos, esta proposta constitui uma rara oportunidade para entender os mecanismos que moldam a variação fenotípica e o modo como estes afetam os padrões de mudança evolutiva. Esta proposta também oferecerá a oportunidade de treinamento avançado a estudantes de mestrado e doutorado, bem como o aprimoramento de pós-doutores.