Molecular Systematics and Biogeography of Monogenoidea (Platyhelminthes: Cercomeromorpha), Gill Parasites of Potamotrygonidae (Chondrichthyes: Rajiformes: Myliobatoidei)

O continente sul-americano é a única região biogeográfica onde podemos encontrar um grupo estenohalino de elasmobrânquios: as arraias da família Potamotrygonidae. Entre 19 e 21 espécies de potamotrigonídeos estão taxonomicamente organizadas em três gêneros, distribuídas pelas bacias dos rios Atrato, Magdalena, Maracaibo, Orinoco, Essequibo, Amazonas e do Prata, os quais desembocam no Oceano Atlântico e no Mar do Caribe. Diversos cenários biogeográficos postulados para explicar a presença de linhagens predominantemente marinhas nos sistemas fluviais da América do sul foram propostos. O mais aceito para a origem e diversificação de Potamotrygonidae é a de invasão de um ancestral caribenho no sistema fluvial sul-americano durante as ingressões marinhas do Mioceno inferior no noroeste do continente, seguido de isolamento por alteração dos padrões de drenagens do Orinoco e formação dos Andes. A fauna parasitária de Potamotrygonidae está representada predominantemente por membros de Cercomeromorpha, um clado composto por linhagens de platelmintos membros de Cestoda e Monogenoidea. Dois gêneros de monogenóideos parasitas branquiais podem ser encontrados em potamotrigonídeos: Potamotrygonocotyle (Monocotylidae), para o qual 12 espécies são conhecidas, e a monotípica Paraheteronchocotyle amazonense (Hexabothriidae). O objetivo desta tese é propor uma hipótese de relacionamento filogenético baseada em dados moleculares para as espécies de Potamotrygonocotyle, e discutir padrões de evolução da espécie P. aramasae e seu hospedeiro Paratrygon aiereba, distribuídos em diferentes rios amazônicos. Sequências nucleotídicas do gene mitocondrial cox1 e nuclear ITS1 foram utilizadas simultaneamente em uma busca de uma hipótese filogenética para todas as espécies conhecidas de Potamotrygonocotyle. Os resultados recuperaram o status monofilético de cinco espécies, sugeriram complexos de linhagens crípticas para três espécies nominais e revelaram relacionamentos de grupo-irmão não detectados na hipótese filogenética mais recente para o gênero, baseada em dados morfológicos. Adicionalmente, os resultados apresentados suportam decisões taxonômicas recentes envolvendo sinonímias entre espécie nominais de Potamotrygonocotyle. Finalmente, os relacionamentos filogenéticos de haplótipos de diferentes populações de P. aramasae e seu hospedeiro P. aiereba foram acessados pela análise cladística de múltiplos marcadores mitocondriais, com o objetivo de se detectar possíveis padrões filogeográficos e testá-los sob predições filogenéticas de três hipóteses de diversificação amazônica (Hidrogeológica, de Museu e Paleogeográfica). Sequências dos genes ribossomal 16S e citocromo oxidase 1 foram obtidas para espécimes de parasitas de seis sub-bacias amazônicas. Os hospedeiros foram amostrados em 10 sub-bacias amazônicas e na sub-bacia do rio Essequibo, para os quais foram obtidas sequências nucleotídicas dos genes mitocondriais citocromo oxidase 1, citocromo b e ATPase. Os resultados sugerem a ausência de padrões filogeográficos para o parasita, cujos resultados indicam um modelo de alta dispersão. Em contraste, P. aireba é caracterizada por populações bem estruturadas, de acordo com as sub-bacias amostradas. O padrão filogeográfico geral desta espécie é concordante com as predições da Hipótese de Museu (linhagens mais antigas em rios dos escudos pré-cambrianos; linhagens apicais na bacia sedimentar amazônica).South America is the only biogeographical region in the world where is possible to find an exclusive stenohalin group of elasmobranchs: the Potamotrygonidae stingrays. Between 19 and 21 species of potamotrygonid stingrays are taxonomically organized in three genera, distributed in the Atrato, Magdalena, Maracaibo, Orinoco, Essequibo, Amazonas e la Plata river Basins, discharging in both Atlantic and Caribbean waters. Distinct biogeographical scenarios have been proposed to explain the presence of predominantly marine lineages in the south American fluvial systems. The most accepted theory for Potamotrygonidae is the invasion of a Caribbean ancestor in the south-American freshwater system during the marine ingression of the early Miocene in the northwest of the continent, followed by its isolation due alterations of Orinoco rivers drainage patterns, as well as formation of Andes. The parasitic fauna of potamotrygonids is predominantly represented by members of Cercomeromorpha, a clade composed by members of Cestoda and Monogenoidea. Two genera of gill parasites monogenoidean might be found in potamotrygonids: Potamotrygonocotyle (Monocotylidae), for which 12 species are currently recognized, and the monotypic Paraheteronchocotyle amazonense (Hexabothriidae). The goal of this study is to propose a phylogenetic hypothesis based in molecular data for members of Potamotrygonocotyle, as well as to discuss evolutionary patterns of the species P. aramasae and its host Paratrygon aiereba, distributed through different amazon rivers. Nucleotide sequences of the mitochondrial gene cox1, and the nuclear gene ITS1 were simultaneously used to infer phylogenetic sister-group relationships among allrecognized species of Potamotrygonocotyle. The results recovered the monophyletic status of five species, suggested cryptic lineages for three species complexes, and revealed sister-groups relationships not detected previously by the phylogenetic analysis of morphological data. Additionally, the results supports recent taxonomic decisions involving synonyms among nominal species within the genus. The phylogenetic relationships of haplotypes from distinct populations of the parasite P. aramasae, as well as from its host Paratrygon aiereba, were accessed by the cladistic analysis of mitochondrial markers, in an attempt of detecting possible phylogeographic patterns, and to test them against phylogenetic predictions of three amazonian bio-diversification hypotheses (Hydrogeology, Museum, Paleogeography). Sequences of the ribosomal 16S gene and cytochrome oxidase 1 were obtained from parasite specimens collected in six amazon sub-basins. The hosts were sampled in 10 amazon sub-basins, as well as in the Essequibo sub-basin, for which cythocrome oxidase 1, cythocrome b, and ATPase sequences were obtained. No clear phylogeographic patterns were revealed for theparasite haplotypes, and the results suggest a high dispersion model. In contrast, P. aiereb is characterized by strongly structured populations, according to the sub-basin sampled. The general phylogeographic pattern recovered for this species is in agreement with the Museum Hypothesis predictions (older lineages in rivers of the pre-cambrian shields; apical lineages inhabiting the sedimentary amazon basin)