A história biogeográfica das bacias costeiras do sudeste do Brasil foi influenciada por eventos de variações no nível do mar que resultaram em conexões antigas mediadas por paleodrenagens hoje submersas. Com o objetivo de testar esta hipótese através da análise filogeográfíca, foram amplificados segmentos parciais dos genes mitocondriais COI e CYTB para caracterizar a estrutura gênica das populações de Rineloricaria steidachneri e sua espécie irmã, Rineloricaria cf. steindachneri. As análises moleculares demonstraram a existência de estruturação geográfica entre as populações (haplogrupos) de Rineloricaria steindachneri, restrita à bacia do Paraíba do Sul, e de Rineloricaria cf. steindachneri, distribuída nas bacias dos rios Itabapoana, Itapemirim e Benevente. Foram detectados sete haplótipos do gene COI e oito haplótipos do gene CYTB. Com exceção de um haplótipo do gene COI compartilhado entre as populações das bacias do Benevente e Itapemirim, todos os demais haplótipos ocorrem exclusivamente em uma única bacia hidrográfica. As distâncias gênicas entre R. steindachneri e R. cf. steindachneri oscilaram entre 0,017 e 0,023, encaixando-se próximo do limite sugerido para a delimitação de espécies de peixes (0,02–0,03). As distâncias genéticas entre as populações das bacias do Itabapoana, Itapemirim e Benevente variaram entre 0.0 e 0.011, refletindo uma estruturação gênica correlacionada com atual isolamento geográfico entre elas. Atualmente as bacias do Itabapoana, Itapemirim e Benevento são adjacentes, porém independentes, desaguando separadamente no Oceano Atlântico. Os valores de divergência genética entre as populações evidenciam a existência de conexões pretéritas entre essas bacias, rejeitando a hipótese de que as bacias haveriam pertencido a paleodrenagens independentes segundo a reconstrução de paleodrenagens (retração do nível do mar de –125 m) inferidas para o período de máximo glacial do Pleistoceno.
