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O gênero neotropical Physalaemus (Fitzinger, 1826) atualmente compreende 47 espécies descritas e distribuídas desde a Argentina, Uruguai, Brasil, Paraguai, Bolívia, Colômbia, Venezuela e Guianas. Um estudo filogenético do gênero reconheceu dois principais clados: clado de P. cuvieri e P. signifer, este composto por seis grupos de espécies (“deimaticus, signifer, henseli, biligonigerus, olfersii e gracilis”). O presente trabalho descreve uma nova espécie de Physalaemus do sul do Brasil, estado do Rio Grande do Sul, associada ao grupo de P. biligonigerus. Indivíduos foram coletados no município de Dom Pedro de Alcântara, em ambiente de Floresta Atlântica de baixada entre 2006 e 2012 (n=17 indivíduos), além de espécimes examinados na coleção científica do MCN-FZB/RS. Adicionalmente à descrição morfológica, foi realizada gravação de vocalizações de anúncio (n=3 indivíduos). Physalaemus sp. nova apresenta morfologia bastante similar a de P. riograndensis, diferindo desta pelo seguinte conjunto de caracteres: 1) tamanho maior, 2) padrão dorsal de coloração castanho escuro com glândulas dorsais maiores e em maior número e 3) coloração ventral não preta e branca e 4) canto de anúncio distinto. O canto de anúncio de Physalaemus sp. nova é composto por um tipo de nota pulsada com frequência dominante contida no harmônico fundamental, e modulação negativa de frequência. Essas características combinadas distinguem acusticamente a espécie nova dos outros congêneres no Rio Grande do Sul (P. biligonigerus, P. carrizorum, P. cuvieri, P. gracilis, P. henselii, P. lisei, P. nanus e P. riograndensis). Análises moleculares estão sendo realizadas para o posicionamento filogenético desse novo táxon.
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