Evolução do genoma mitocondrial e os diferentes hábitos de vida em Elasmobranchii

A classe Chondrichthyes é monofilética e se divide em dois táxons também monofiléticos, Holocephali e Elasmobranchii (raias e tubarões), sendo que este último abrange a maior parte da diversidade. Com base em estudos morfológicos os elasmobrânquios foram divididos em quatro grupos: Galeomorphii, Squatinomorphii, Squalomorphii e Batoidea. Além disso Batoidea era apontado como um grupo derivado dentro dos tubarões, hipótese conhecida como Hypnosqualea. Entretanto, estudos filogenéticos moleculares vêm apontando para a monofilia recíproca de tubarões (Selachii) e raias (Batoidea), rejeitando as hipóteses anteriores. Os elasmobrânquios possuem características morfológicos e fisiológicos, que possibilitam ampla distribuição ao longo dos oceanos, tanto no perfil vertical quanto no horizontal. Certos ambientes e condições ecológicas, em teoria, podem requerer maior gasto energético, sendo assim, as mitocôndrias podem ter tido um papel essencial na evolução de diferentes hábitos de vida. Dessa forma, o projeto construiu uma filogenia e investigou como os diferentes ambientes habitados pelos tubarões e raias se relacionam a pressão seletiva em regiões codificantes do genoma mitocondrial. A partir das análises filogenéticas com os 13 genes mitocondriais e 169 espécies foram recuperadas duas árvores que corroboraram os resultados encontrados recentemente por outros estudos moleculares. Além disso, a comparação do perfil do uso de códons demostrou uma preferência pela adenina (A) na terceira posição do códon, enquanto guanina (G) é preterida na terceira posição. A análise do perfil de uso de códons demonstrou que, no geral, há maior semelhança entre espécies filogeneticamente mais próximas, como esperado. Entretanto, parte da variação em relação ao uso de códons pode ser explicada pelas diferentes zonas e regiões, variáveis estas que representam diferenças na temperatura da água. Em relação ao viés no uso de códons, a divisão entre grupos filogenéticos explica melhor as diferenças entre a quantidade de viés, embora em casos pontuais tenha sido observado maior viés para determinados hábitos de vida. Como era esperado, as principais diferenças entre os aspectos da evolução do genoma mitocondrial podem ser explicadas pelas diferenças filogenéticas, entretanto, há indícios de que o genoma mitocondrial possa ter tido um papel relevante na colonização de certos ambientes.The class Chondrichthyes is monophyletic and is divided into two taxa that are also monophyletic, Holocephali and Elasmobranchii (rays and sharks), the latter comprising most of the diversity. Based on morphological studies, elasmobranchs were divided into four groups: Galeomorphii, Squatinomorphii, Squalomorphii and Batoidea. In addition, Batoidea was suggested as a derived shark group, a hypothesis known as Hypnosqualea. However, molecular phylogenetic studies have been pointing to the reciprocal monophyly of sharks (Selachii) and rays (Batoidea), rejecting the previous hypotheses. Elasmobranchs have morphological and physiological characteristics, which allow wide distribution throughout the oceans, both in vertical and horizontal profiles. Certain environments and ecological conditions, in theory, may require greater energy expenditure, therefore, mitochondria may have played an essential role in the evolution of different life habits. In this way, the project built a phylogeny and investigated how the different environments inhabited by sharks and rays are related to selective pressure in coding regions of the mitochondrial genome. From the phylogenetic analyzes with the 13 mitochondrial genes and 169 species, two trees were recovered corroborating the results recently found by other molecular studies. In addition, the comparison of the codon usage profile showed a preference for adenine (A) in the third codon position, while guanine (G) is neglected. The analysis of the codon usage profile showed that, in general, there is greater similarity between phylogenetically closer species, as expected. However, part of the variation in relation to codon usage can be explained by different zones and regions, variables that represent differences in water temperature. Regarding the bias in the codon usage, the division among phylogenetic groups better explains the differences between the amount of bias, although in specific cases a greater bias was observed for certain lifestyle habits. As expected, the main differences between aspects of the evolution of the mitochondrial genome can be explained by phylogenetic differences, however, there are signals suggesting that the mitochondrial genome may have had a relevant role in the colonization of certain environments.46 p