Astyanax rivularis: tools for assessment of genetic diversity and species conservation

Peixes são o maior grupo de vertebrados viventes, com grande parte das espécies habitantes da Região Neotropical. Dentre as espécies existentes na região, o gênero Astyanax destaca-se devido à sua ampla distribuição, diversidade morfológica e cariotípica. O gênero possui caráter Incertae sedis na família e é caracterizado por um grande número de complexos de espécies. Um desses complexos é o Astyanax scabripinnis, composto por pelo menos 14 espécies de grande similaridade morfológica. Entre as espécies do complexo encontra-se Astyanax rivularis. Estes pequenos peixes normalmente restringem-se às cabeceiras dos rios, devido à dificuldade em superar barreiras como rápido fluxo de água. É uma espécie que possui poucos estudos sobre sua diversidade genética, estrutura populacional e filogeografia. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e presença de estruturação genética e inferir as relações filogeográficas de populações de Astyanax rivularis na bacia hidrográfica do Alto Rio São Francisco, utilizando marcadores moleculares mitocondriais. Para isso, foram extraídos DNA de fígado e coração de indivíduos de nove populações de A. Rivularis, sendo uma delas em área de Unidade de conservação (Parque Nacional da Serra do Cipó), que foram utilizados para a amplificação dos genes mitocondriais Citocromo B e ATPsintase subunidades 6 e 8. As distâncias genéticas calculadas entre as populações foram similares às encontradas na literatura, com exceção para alguns indivíduos provenientes do Parque Nacional da Serra do Cipó. A distância genética maior que 2% para as outras populações, os agrupamentos encontrados nos dendrogramas e a existência de uma linhagem formada exclusivamente por estes indivíduos na rede de haplótipos traz evidências de que, provavelmente, trata-se de uma espécie diferente de A. rivularis. A distância genética dentro das populações foi baixa. Os dendrogramas mostram a existência de dois grandes clados para as populações. De forma geral, córregos que possuem conexão agruparam-se. Populações que possuem maior diversidade cariotípica mostraram maior estruturação em relação às outras. Entretanto, algumas populações exibiram indivíduos em ambos os clados. A rede de haplótipos para ambos os genes indica a existência de dois eventos de colonização nos rios amostrados. Um primeiro evento levou à colonização de uma linhagem nos rios, enquanto um segundo evento levou ao aporte de uma outra linhagem em novos rios e em alguns dos rios previamente colonizados. O uso de abordagens com múltiplas ferramentas pode oferecer novas informações para elucidar a história evolutiva do grupo e verificar se realmente há a existência de mais de uma espécie sendo identificada como A. rivularis, o qual comporia mais um complexo de espécies no gênero Astyanax.Fishes are the biggest group of living vertebrates, with a large portion of them inhabiting the Neotropical Region. Among species from the region, the Astyanax genus stands out due to the large distribution and great morphological and karyotypic diversity. It’s a genus Incertae sedis in Characidae family, is characterized by a huge number of species complexes. One of these complexes is Astyanax scabripinnis, comprised of at least fourteen species that share some morphological similarity. Astyanax rivularis is one of the species that belong to the complex, an endemic subspecies of the Upper São Francisco River Basin recently raised to the status of species. These minnows usually are restricted to headwaters because it has difficulty to overcome barriers like fast stream flow. Few studies are available about its genetic diversity, population structure and phylogeography. This work aimed to assess the genetic diversity, population structuring and to infer phylogeographic relationships of A. rivularis in the Upper São Francisco River Basin, using mitochondrial molecular markers. In order to achieve that, we have extracted DNA from the liver and heart of specimens from nine A. rivularis’ populations, one of those located in an area of a Conservation Unit (Serra do Cipó National Park). These DNAs were used to amplify mitochondrial genes Cytochrome B and ATP synthase subunits 6 and 8. The genetics distances calculated among populations were according to literature, with exception of some specimens from Serra do Cipó National Park. The genetic distance greater than 2%, the clustering found on dendrograms and the existence of a unique lineage composed by these specimens presented partial evidence of another species than A. rivularis. The genetic distances within the populations were low. The dendrograms showed the existence of two major clades for populations. In general, streams with connections between them were clustered together. Populations that have greater karyotypic diversity presented stronger structuration than others. Nevertheless, some populations showed up individuals in both clades. The haplotype network for both genes indicated the occurrence of two colonization events in the sampled rivers. The first event led to the colonization of one lineage in the rivers, while the second event led to the colonization of a second lineage to new rivers and to some of the previously colonized rivers. An approach with multiple tools might be useful to bring some new information that can be helpful to elucidate the evolutionary history of the species and to check if there are more than one species being labelled as A. rivularis, which would compose one more species complex within Astyanax genus.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai