Newly discovered diversity in the tropical fern genus Metaxya based on morphology and molecular phylogenetic analyses

For a long time, the genus Metaxya was treated as monotypic with a single species, M. rostrata. A second species, M. lanosa, was described in 2001 on the basis of morphological features and rbcL gene sequences with a suggestion that the genus may contain even more species. We have now systematically compared morphological traits in a large number of Metaxya specimens collected in tropical America. We have also carried out phylogenetic analyses of 32 Metaxya and 5 outgroup specimens based on four markers of the plastid genome (rbcL, matK, and rps4 genes, and trnG-trnR intergenic spacer). Based on the morphological variation among the Metaxya specimens, we accept six distinct species, three of which we describe as new in this paper. Molecular phylogenetic analyses resolved five distinct clades. Four of these corresponded with the morphologically delineated species (M. contamanensis sp. nov., M. elongata sp. nov., M. lanosa, and M. parkeri). The fifth clade contained all the individuals of the remaining two species, of which M. rostrata was rendered paraphyletic by M. scalaris sp. nov. being nested within it. Since M. scalaris was resolved as monophyletic, and the two are clearly distinguishable morphologically, we consider them true species despite the incomplete genetic differentiation.</p

Tipos nomenclaturais de Angiospermae do Herbário IAN da Embrapa Amazônia Oriental: Aristolochiaceae, Asclepiadaceae, Bombacaceae, Compositae, Gesneriaceae, Lecythidaceae, Meliaceae, Moraceae, Rubiaceae e Sapotaceae.

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Delimitação de espécies e história de diversificação do complexo Pagamea Guianensis (Rubiaceae) na América do Sul Tropical

Species complexes are groups in which species limits and hence species numbers are unclear. Untangling species limits within species complexes can be challenging, but is the basis for investigating the processes underlying species differentiation and the discovery of new species. The Pagamea guianensis species complex is one of the most widespread and common taxa in the Amazonian white-sand flora. Previous analysis suggested the occurrence of ten species within this group, but species limits remain unclear due to poor sampling, morphological overlap and low molecular resolution. Here we present the most comprehensive sampling of individuals across the geographical distribution of the P. guianensis complex in order to: test the monophyly of this species complex; clarify species limits within it; reconstruct the spatio-temporal history of the white-sand specialist Pagamea guianensis complex in order to investigate where, when and how diversification events took place. Using a high-throughput DNA sequencing approach, we sequenced 431 loci (>34 M bases) for 179 individuals. We applied phylogenetic and species tree analyses to resolve phylogenetic relationships among the sampled individuals. Species delimitation was estimated based on molecular data, and we subsequently tested whether these hypothesized species could be differentiated by morphological and/or NIR spectroscopy data, and whether they have different ecological niches. Ancestral habitat were reconstructed for the variables vegetation structure, flooding and annual precipitation. We run admixture analysis in order to analyze population structure within the most widely distributed species: Pagamea angustifolia, P. guianensis and P. pilosa. We also run an isolation-by-distance model to investigate the correlation between geographic distance and cophenetic distance among individuals of the clade P. angustifolia+P. guianensis distributed around the Guiana Shield in a ring-like distribution. Our results confirmed the monophyly of the P. guianensis complex and our integrative approach using evidences from independent datasets show 15 distinct and well-supported lineages, here circumscribed as 14 species and one subspecies (six species and one subspecies newly described and one species with new status). All diversification events took place during the Pleistocene (last 2.5 Ma). The ancestral area of the Pagamea guianensis complex was inferred in the Western Amazon around 2.5 Ma, from where it started to disperse eastward reaching the Atlantic Coast on the Guiana Shield around 1.3 Ma and the Northeastern Brazilian Atlantic Coast (Bahia State) the Last Interglacial (~130,000 years). The ancestor was in tall forests over dry soils, with subsequent diversification to lower or open vegetation and to moist or flooded soils. We found a gradient of species diversity following the west-east dispersal route, with higher diversity in the Western and Northwestern Amazon (7 and 5 spp), intermediate in Central Amazon (4) and few species in the Eastern Amazon and Atlantic Forest (1). Population structure analysis revealed more genetic structure in the North of the Amazonas River than in the South region. Populations from the P. angustifolia+P. guianensis clade in the Eastern Guiana Shield follow an isolation-by-distance model with strong correlation among cophenetic and geographical distances around the ring, a pattern never detect before for plants in the Amazon. Finally, in this work we were able to delimit and discover new species using advanced techniques of DNA sequencing and phylogenetic inferences from multiple markers, combining with independent analysis from morphological, spectral and ecological datasets. After species delimitation, we finally could reconstruct a more detailed and less uncertain biogeographic history for the P. guianensis complex.Complexos de espécies são grupos onde os limites entre as espécies não são claros e, portanto, o número de espécies é incerto. Desvendar limites entre espécies em complexo de espécies é atualmente um dos maiores desafios da taxonomia moderna, especialmente a partir do uso de técnicas moleculares avançadas de seqüenciamento do DNA e de inferências filogenéticas e de árvores de espécies. Além disso, complexos de espécies são grupos ideais para o entendimento dos processos evolutivos geradores da diversidade de espécies na Amazônia. O complexo Pagamea guianensis é um dos táxons mais comuns e amplamente distribuídos em vegetação sobre solos arenosos na Amazônia, como as campinas, campinaranas e igapós. Trabalhos anteriores sugerem a ocorrência de dez espécies nesse grupo, mas o limite entre algumas espécies permanece incerto em função da baixa amostragem, da sobreposição morfológica e da baixa resolução na filogenia molecular. Neste trabalho, realizamos a mais completa amostragem de indivíduos ao longo da distribuição geográfica do complexo Pagamea guianensis com os objetivos de: testar a monofilia do grupo; resolver os limites entre as espécies e; reconstruir a história espaço-temporal do complexo Pagamea guianensis para entender onde, quando e como se deram os eventos de diversificação na Amazônia. Seqüenciamos 431 loci (>34 M bases) de um total de 179 indivíduos. A delimitação das espécies foi estimada a partir de árvores filogenéticas e de espécies e, em seguida, testamos se as espécies hipotetizadas podem ser diferenciadas a partir de variáveis morfológicas, ecológicas e espectrais. Reconstruímos a história evolutiva, o habitat ancestral e analisamos a estrutura genética populacional das espécies mais amplamente distribuídas Pagamea angustifolia, P. guianensis e P. pilosa. Para testar o efeito das terras altas do Escudo das Guianas como barreira para populações de P. angustifolia+P. guianensis, utilizamos um modelo de isolamento por distância. Nossos resultados confirmam a monofilia do complexo P. guianensis, e nossa abordagem utilizando evidências a partir de dados independentes revelou 15 linhagens distintas e bem suportadas, aqui circunscritas em 14 espécies e uma subespécie (sendo seis espécies e uma subespécie novas e uma espécie com novo status). Todos os eventos de diversificação se deram no Pleistoceno e a área ancestral do complexo P. guianensis foi inferida para o oeste da Amazônia há ca. 2.5 milhões de anos, de onde as populações começaram a dispersar em direção leste, alcançando a costa Atlântica do Escudo das Guianas por volta de 1.3 milhões de anos atrás. A divergência entre populações de P. guianensis da Amazônia e da Mata Atlântica do Nordeste do Brasil foi datada em aproximadamente 1 milhão de anos, mas é provável que as populações tenham alcançado a região costeira da Bahia passando pela região da Chapada Diamantina na Bahia, durante o último Interglacial há aproximadamente 130 mil anos. O ancestral provavelmente habitava florestas altas sobre solos arenosos não inundáveis no oeste da Amazônia. A riqueza de espécies segue um gradiente oeste-leste, com sete espécies no Oeste, cinco no Noroeste, quatro na Amazônia Central e uma espécie no Nordeste da Amazônia e Mata Atlântica. As populações ao norte do Rio Amazonas apresentaram maior estrutura genética em relação as do sul. Populações do clado P. angustifolia+P. guianensis do leste da Amazônia distribuídas ao redor do Escudo das Guianas seguiram um modelo de isolamento por distância com forte correlação entre a distância cofenética e a distância geográfica, seguindo um padrão de distribuição em anel, um padrão nunca detectado antes em plantas na Amazônia. Por fim, neste trabalho mostramos como o uso de técnicas avançadas de seqüenciamento do DNA e inferências filogenéticas a partir de múltiplos marcadores, combinado com análises de dados morfológicos, espectrais e ecológicos, possibilitaram a delimitação de espécies no complexo P. guianensis, incluindo a detecção e descrição de novas espécies. A partir da delimitação taxonômica, pudemos reconstruir uma história biogeográfica mais detalhada e com menos incertezas para o complexo P. guianensis

Taxonomic and ecological studies in the Criuva clade (Clusia L., Clusiaceae)

Orientador: Maria do Carmo Estanislau do AmaralTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Clusia é um gênero neotropical contendo cerca de 300 espécies de arbustos e árvores terrestres, rupícolas ou hemiepífitas. Embora o gênero relativamente possua pouca diversidade morfológica em suas estruturas vegetativas, a morfologia floral é altamente variável mesmo entre espécies da mesma seção. Uma das características florais mais notáveis em Clusia é a presença de secreção de resina através de estames e estaminódios, um atributo raro nas Angiospermas. Por outro lado, um grande número de espécies de Clusia não secreta resina em suas flores, sendo que a ausência de resina é um estado de caráter que ocorre em várias linhagens de Clusia, especialmente na sect. Anandrogyne, em um conjunto de espécies da América Central chamado de grupo Flava, e em seis seções que formam um grupo monofilético (de acordo com análise morfológica baseada de dados morfológicos) que aqui chamamos de clado Criuva. O clado Criuva é composto pelas seções Brachystemon, Criuva, Criuvopsis, Havetiopsis, Quapoya e Oedematopus, sendo que as três últimas foram tratadas como gêneros durante a maior parte da história taxonômica de Clusiaceae. As seções que fazem parte do clado Criuva estão entre as menos estudadas do gênero, em parte pelo fato de habitarem locais de difícil acesso, como os tepuis da Venezuela, e também por serem hemiepífitas na Floresta Amazônica. Além de serem taxonomicamente pouco conhecidas, essas seções têm sua biologia da polinização praticamente não investigada. Os dois estudos realizados até o momento apontam que os sistemas de polinização presentes nessas seções podem ser bem diferentes daqueles apresentados por espécies que possuem flores resinosas, as quais são polinizadas principalmente por pequenas abelhas. Para ampliar o conhecimento taxonômico desse grupo e ainda verificar os sistemas de polinização de algumas de suas espécies, nós realizamos uma reconstrução filogenética baseada em dados moleculares e revisões taxonômicas das seções e estudos de biologia da polinização para três espécies. Para as revisões taxonômicas, nós visitamos dezenas de herbários e realizamos expedições de campo no leste do Brasil e na Amazônia central e ocidental. Entre os principais resultados estão a proposição de 14 novas espécies e quatro novas combinações, além de várias sinonimizações, lectotipificações e mudanças de posicionamento para diferentes seções. Em relação a polinização, nós descrevemos um novo sistema de polinização para Clusiaceae baseado na transferência de pólen durante a ovoposição de besouros de várias espécies, e ampliamos o conhecimento sobre a polinização conduzida por baratas, um dos tipos mais peculiares e menos compreendidosAbstract: Clusia is a Neotropical genus containing about 300 species of shrubs and trees with habit terrestrial, rupicolous or hemiepiphytic. Although the genus has little morphological diversity in its vegetative structures, floral morphology is highly variable even among species of the same section. One of the most notable floral features in Clusia is the presence of secretion of resin by stamens and staminodes, a rare attribute between Angiosperms. On the other hand, a great number of species of Clusia do not secrete resin in their flowers, and the absence of resin is a state of character distributed in several branches in phylogenies of Clusia, especially in the sect. Anandrogyne, in a set of Central American species called Flava group, and in six sections that form a monophyletic group which we call Criuva clade. The Criuva clade is composed by sections Brachystemon, Criuva, Criuvopsis, Havetiopsis, Quapoya and Oedematopus, the last three were treated as genera during most of the taxonomic history of Clusiaceae. The sections that form Criuva clade are among the least studied of the genus Clusia, in part because they inhabit places difficult to access, such as Tepuis of Venezuela, or grow as hemiepiphytes in the Amazon forest. In addition to being little known taxonomically, these sections have their pollination biology practically uninvestigated. The two studies to date show that the pollination systems of these sections may be very different from those presented by species that have resinous flowers, which are pollinated mainly by small bees. In order to increase the taxonomic knowledge of this group and to verify the pollination systems of some species, we carried out taxonomic revisions of sections and we study the pollination biology for three species. For taxonomic reviews, we visited dozens of herbaria and conducted field expeditions in eastern Brazil and central and western Amazonia. Among the main results are the proposition of 14 new species and four new combinations, besides several synonimizations, lectotipifications and changes of positioning for different sections. In relation to the pollination biology studies we describe a new pollination system for Clusiaceae, which is based on the transfer of pollen during the ovoposition of beetles of several species. In addition, we have broadened our understanding of pollination conducted by cockroaches, one of the most peculiar and least understood types of pollinationDoutoradoBiologia VegetalDoutor em Biologia Vegetal2012/15542-0FAPES

Tetrapterys styloptera

Angiosperm

Tetrapterys styloptera

Angiosperm

Catálogo de plantas e fungos do Brasil

"Parabenizo a todos os botânicos que contribuíram para completar o presente catálogo. O Brasil é o país que provavelmente possui a maior flora do mundo, portanto, a produção de uma lista completa dessa flora é uma extensa tarefa. Os coordenadores mobilizaram uma grande equipe de pessoas para compilar a lista, e é ótimo ver que este projeto, diferentemente do que se observa em outros países, foi coordenado no Brasil. Isto demonstra o alto nível e a capacidade da comunidade botânica brasileira que se desenvolveu rapidamente nas últimas décadas. Este catálogo, por ter sido preparado na sua maioria por especialistas dos grupos estudados, mostra quais espécies são correntemente aceitas pelos botânicos envolvidos. As espécies foram padronizadas por meio da citação de materiais-voucher, a maioria dos quais foi coletada por brasileiros e está alojada em herbários do Brasil. A informação a respeito da distribuição geográfica de cada espécie será extremamente útil para fins de conservação, e é interessante notar o número expressivo de espécies endêmicas do Brasil. Este catálogo certamente será utilizado por estudantes de diversas áreas envolvendo botânica, ecologia e outras, e tenho certeza de que a sua existência estimulará futuras pesquisas a respeito de plantas brasileiras e que a sua versão online o manterá atualizado. O desafio agora é conservar os muitos ecossistemas diferentes nos quais estas espécies ocorrem, para manter a diversidade botânica do país.