Metabarcoding advances for ecology and biogeography of Neotropical protists: what do we know, where do we go? / Ecologia e biogeografia de protistas Neotropicais usando metabarcoding: O que sabemos? Para onde iremos?

ABSTRACT

Abstract The Neotropics is one of the most diverse regions of the globe in terms of plants and animal species. Regarding the microbial world, however, little is known about the diversity and biogeography patterns of microorganisms in the Neotropics. The biogeography of several microbial taxonomic groups is still missing and/or incomplete, such as the protists. Despite the hard taxonomic identification of protists, the advance of molecular techniques (e.g., metabarcoding) have allowed to better explore the distribution of several protistan groups. Our goal here was to summarize the available information of Neotropical protists, focusing on metabarcoding studies, to explore what these data evidence on their ecology and biogeography. For this, we reviewed the findings from all articles that focused on or included the terrestrial protists using a metabarcoding approach and identified the gaps and future perspectives in this research field. We found that Neotropical protistan diversity patterns seem to be, at least in part, congruent with that of macro-organisms and, different than plants and bacteria, just weakly explained by environmental variables. We argue that studies with standardized protocols including different ecoregions are necessary, such as temperate forests, grasslands, and savannas from Southern of South America and Northern Atlantic Forest, to fully characterize the ecology and biogeography on Neotropical protists. Furthermore, dismembering evolutionary lineages and functional guilds of protists are important to better understand the relationship between diversity, dispersal abilities, and functionality of particular taxa of protists in their habitats.

RESUMO

Resumo A região Neotropical é uma das mais diversas regiões do globo em termos de espécies vegetais e animais. Em relação ao mundo microbiano, entretanto, pouco se sabe sobre a diversidade e os padrões biogeográficos dos microrganismos no Neotrópico. Nesse contexto, a biogeografia de diversos grupos taxonômicos microbianos ainda é escasso e/ou incompleto como os protistas, devido à difícil identificação taxonômica de tais microscópicos organismos. Neste contexto, o avanço dos dados moleculares de amostras ambientais (por exemplo, metabarcoding) permitiu explorar a distribuição de vários grupos de protistas. Nosso objetivo aqui foi resumir as informações disponíveis dos protistas neotropicais, com foco em metabarcoding, para explorar o que esses dados evidenciam sobre sua ecologia e biogeografia. Para isso, revisamos os resultados de todos os artigos que enfocavam ou incluíam os protistas terrestres usando uma abordagem de metabarcoding e identificamos as lacunas e as perspectivas futuras neste campo de pesquisa. Os padrões de diversidade dos protistas Neotropicais parecem ser, pelo menos em parte, congruentes com os de macroorganismos e, diferentes das plantas e bactérias, sendo pouco explicados por variáveis ambientais. Estudos com protocolos padronizados incluindo diferentes Ecorregiões são necessários, como em florestas temperadas, campos nativos e savanas no sul da América do Sul e no norte da Mata Atlântica, para melhor caracterizar a ecologia e biogeografia de protistas Neotropicais. Além disso, é importante diferenciar linhagens evolutivas e guildas funcionais de protistas para entender melhor a relação entre diversidade, capacidade de dispersão e funcionalidade de determinados táxons de protistas em seus habitats.