Forças evolutivas atuando sobre o gene RH1 em ciclídeos neotropicais com diferentes dietas.

Abstract

Neotropical aquatic environments are highly heterogeneous and present a broad light spectral variation. Photic conditions can be closely related to aquatic vertebrates’ visual system evolution, which can interfere with ecological factors, such as feeding. Therefore, due to the species’ biodiversity and ecological adaptations observed in continental aquatic environments, Neotropical cichlids represent an important model for evolutionary studies. Cichlinae shows several adaptations regarding their life cycle and may present and accumulate mutations resulting in specific amino acid changes of visual proteins. These proteins are encoded by visual opsins genes, which allow some “measurement” of natural selection on the protein using molecular tools. Thus, it is possible to verify whether the diet constitutes an important factor in the diversification of the gene responsible for the scotopic vision of these vertebrates. In this study, 40 species of Neotropical cichlids were categorized according to their diet and, using different codon selection analyses, different protein sites positively selected were observed in specialist and generalist species. The lineages of predatory fish showed evidence of a stronger evolution of the RH1 gene when compared to other groups, indicating the influence of the diet on this group's visual evolution.

Ambientes aquáticos neotropicais possuem grande heterogeneidade de habitats, apresentando diferenças na intensidade luminosa na coluna d’água. A luminosidade está diretamente relacionada com o sistema visual dos vertebrados aquáticos, o que pode interferir em fatores ecológicos, como a alimentação. Em consideração à biodiversidade de espécies e diversas adaptações ecológicas observadas em ambientes aquáticos continentais, os ciclídeos neotropicais representam um bom modelo para estudos evolutivos. Este grupo possui diversas adaptações ao seu modo de vida e pode apresentar e acumular mutações em sítios específicos das proteínas visuais que podem ser relacionadas com tais adaptações. As proteínas visuais são codificadas por genes opsins, o que permite o estudo da intensidade de atuação da seleção natural sobre a proteína utilizando ferramentas moleculares. Com o objetivo de verificar se a dieta constitui um importante fator na diversificação do gene responsável pela visão escotópica destes vertebrados, foram utilizadas 40 espécies de ciclídeos neotropicais categorizadas de acordo com sua dieta e, por meio de diferentes análises de seleção de códons, foram observados diferentes sítios da proteína positivamente selecionados em espécies especialistas e generalistas. As linhagens de peixes predadores apresentaram evidências de uma rápida seleção do gene RH1 quando comparadas a outros grupos, indicando a influência da dieta na evolução visual deste grupo.