Taxonomia integrativa de Plecoptera (Insecta) da Bacia do Rio Macaé, Rio de Janeiro, Brasil

Abstract

Plecoptera é uma importante ordem de insetos aquáticos, que possuem imaturos utilizados em programas de biomonitoramento da água. No Brasil, são encontradas 168 espécies, sendo 40 dessas ocorrentes no Estado do Rio de Janeiro. A taxonomia desta ordem atualmente é baseada na morfologia da armadura peniana dos machos, coloração e tamanho, mas muitas das descrições taxonômicas são incompletas, faltando assim associações entre machos, fêmeas e ninfas. O método mais utilizado para associação é criação dos imaturos para a obtenção dos adultos, entretanto, este é dificultado pela sensibilidade das ninfas à remoção do ambiente natural. Uma forma alternativa de associação é a utilização de ferramentas moleculares, sendo a utilização do marcador molecular COI utilizada com sucesso para a identificação em nível de espécie. No presente estudo, sequências de COI foram obtidas de adultos e ninfas de Plecoptera coletados em 106 pontos ao longo da Bacia do Rio Macaé (BRM). Adultos foram coletados com uma armadilha de luz do tipo Pensilvânia, enquanto as ninfas foram coletadas manualmente. O Rio Macaé é o maior rio que nasce no Estado do Rio de Janeiro e localiza-se na região norte do estado. O material foi identificado com uso de chaves específicas e descrições, e fêmeas e ninfas não identificadas foram morfotipadas. Dois exemplares de cada espécie/morfotipo foram separados para a análise molecular e imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) que foi realizada a fim de buscar características para distinguir os espécimes. Um total de 1.248 espécimes foi coletado, sendo 132 machos, 266 fêmeas e 850 ninfas. Deste total, 44 táxons foram encontrados, distribuídos em 35 espécies, nove morfotipos não associados e cinco espécies novas. Dez ninfas são descritas e novos caracteres obtidos pela MEV foram adicionados a cinco espécies já descritas anteriormente; o macho de Kempnyia varipes é redescrito e a genitália desta espécie é ilustrada pela primeira vez. Trinta e um novos registros são feitos para a BRM e, 16 novos registros para o RJ. Foram sequenciados 134 espécimes de Plecóptera pertencentes a 40 espécies e 6 morfotipos, sendo 27 espécimes pertencentes à BRM e os demais de regiões do Sul e Sudeste do Brasil. As sequencias foram alinhadas no programa ClustalX, sendo as divergências genéticas par-a-par calculadas, ajustadas pelo modelo de evolução Kimura-2- parameter e uma análise de agrupamento de neighbor-joining (NJ) realizada no programa MEGA. As três árvores resultantes das análises de NJ realizadas em separado para Gripopterygidae, Anacroneuria e Kempnyia recuperaram um total de 46 linhagens genéticas distintas suportados também pela análise morfológica, sendo 27 de espécies da BRM. Com base nessas linhagens estabelecidas, as divergências interespecíficas variaram 3,3 a 25,3%, sendo as menores encontradas para Gripopteryx e as maiores para Anacroneuria. As divergências intraespecíficas variaram de zero a 15,1%, sendo as menores encontradas entre muitos espécimes da BRM e as maiores entre espécies de Kempnyia colossica (Navás).Os altos valores encontrados pra as espécies de plecoptera na BRM podem ser associados ao isolamento de espécies em topos de montanhas, ao isolamento geográfico ou mesmo se tratar de espécies crípticas. Variações polimórficas, tais como tamanho, variações na placa subgenital feminina e coloração foram encontradas tanto entre populações simpátricas como alopátricas