An integrated taxonomic approach to the Hydrocotyle stella Pohl ex DC. (Araliaceae) complex from the brazilian atlantic forest

Abstract

As espécies são cruciais para a investigação biológica e outros campos além da pesquisa científica, mas os diferentes conceitos de espécies e seus respectivos critérios tornam a delimitação de espécies uma tarefa desafiadora. O conceito de espécie como linhagem geral (GLS) pode superar os problemas de delimitação de espécies ao aceitar os diferentes critérios de delimitação como linhas de evidência para o reconhecimento de espécies. Hydrocotyle compreende ervas anuais e perenes que têm chamado atenção devido ao seu impacto ecológico e potencial aplicação farmacológica, mas a delimitação de espécies de Hydrocotyle tem sido problemática por meios taxonômicos tradicionais, resultando em diferentes complexos de espécies. Hydrocotyle stella apresenta seis morfotipos que ocorrem ao longo de cadeias montanhosas dentro do domínio da Mata Atlântica brasileira, de modo que esses morfotipos poderiam ser linhagens ainda não reconhecidas. Adotando o GLS, nós avaliamos se os morfotipos de H. stella seriam ou não espécies, considerando o monofiletismo, a estruturação genética e a descontinuidade morfológica como evidências para o reconhecimento de espécies. Para tal, aplicamos inferência filogenética, genética populacional e morfometria a 12 populações de H. stella representando os seis morfotipos e as quatro cadeias de montanhas de principal ocorrência do complexo. A inferência filogenética baseada em ITS retornou um único grupo monofilético, composto por dois morfotipos diferentes, mas a topologia das árvores apresentou resolução baixa, tornando o monofiletismo inconclusivo. A genética populacional baseada em marcadores ISSR indicou que a maioria dos morfotipos não era geneticamente estruturada, mas estes compunham três grupos que apresentavam estrutura genética associada a regiões geográficas. A morfometria descartou a maioria dos morfotipos como morfologicamente descontínuos, mas indicou limites morfológicos consistentes entre os três grupos reconhecidos na genética populacional. Com base nisso, sugerimos uma reavaliação geral dos táxons infraespecíficos dentro do Hydrocotyle. Acima de tudo, sugerimos o reconhecimento de três espécies com base nos grupos sustentados pela genética populacional e morfometria, reduzindo a circunscrição de H. Stella.<br>

Abstract : Species are crucial to biological inquiry and other fields beyond scientific research, but the different species concepts and their respective criteria turn species delimitation a challenging task. The general lineage species concept (GLS) can overcome problems of species delimitation by accepting the different delimitation criteria as lines of evidence for species recognition. Hydrocotyle comprises annual and perennial herbs that have attained attention due to their ecological impact and potential pharmacological application, but delimitation of Hydrocotyle species has been problematic by traditional taxonomic means, resulting in different species complexes. Hydrocotyle stella displays six morphotypes that occur along mountain ranges within the Brazilian Atlantic forest domain, so such morphotypes could be underrated lineages. We adopted the GLS to assess whether H. stella morphotypes would be species or not, considering monophyly, genetic structure and morphological discontinuity as evidences for species recognition. For such, we applied phylogenetic inference, population genetics, and morphometrics to 12 populations of H. stella representing the six morphotypes and four mountain ranges of main occurrence. Phylogenetic inference based on ITS returned a single monophyletic group, which comprised two different morphotypes, but trees had overall low resolution, making monophyly inconclusive. Population genetics based on ISSR markers indicated that most morphotypes were not genetically structured, but they were rather nested within three groups displaying genetic structure, which was associated to geographic regions. Morphometrics dismissed most morphotypes as morphologically discontinuous, but it indicated consistent morphological boundaries among the three groups recognized in population genetics. Based on that, we suggested an overall revaluation of infraspecific taxa within Hydrocotyle. Foremost, we suggested the recognition of three species based on groups supported by population genetics and morphometrics, reducing H. stella circumscription.