Diversidade genética e padrões populacionais da Pirapitinga Piaractus brachypomus (Cuvier, 1818) characiformes: um critério para seu manejo

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Lizarazo.pdf: 9956686 bytes, checksum: 284fefd03605313e9e869df57542dbe8 (MD5) Previous issue date: 2013-09-20CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorIn the neotropics, Piaractus brachypomus is one of the largest Characiforme species, widely dispersed throughout the Orinoco and Amazon Basins. It is a migratory fish that carries out its lifecycle in fluvial and lacustrine environments. Its omnivorous feeding habits focus on seeds, making it, along other species, an seed disperser very important to the tropical forest. In aquiculture it is a pioneer species in the development of this activity in South America. mostly in countries like Colombia. Peru and Venezuela. As a fishing resource the species is very important for local and regional consumption, what drives over-exploration of natural populations. Management strategies for conservation and use, although in pracfice, do not show positive effects for its recovery in the natural environment. The lack of biological information in a populatin level does pose a limit on the correct management of this natural resource under the concepts of basin and trans-border management. The development of molecular techniques in the last years have delivered appropriate tools for the understanding of a population, its dynamics and conservation status. In this study, an genetic-populational approach of Piaractus brachypomus within its natural range was carried out. This work was based upon the premisse that the population is panmictic by its migratory behavior, reproductive strategy and wide distribution. A total of 398 specimens, from different sites in the Amazon and Orinoco basins, were collected and then analyzed with 7 microsatellites in total, by the transferability of microsatellites developed for phylogenetically near species. Also used were mitochondria' Dloop and CO! to support large scale population analysis and morphological considerations. Orinoco and Amazon basins populations were found to be highly structured. with restricted gene flow within them, and also genetical and morphological diagnostic features that differentiate between them, what makes possible to delimit each as a Significant Evolutionary Unit — SEU. Orinoco basin population has showed panmictic within all its range (RsT=0.044), with moderate genetic diversity (He=0,66) when compared to other neotropical fish. Gene flow was bi-directional and asymmetric (Nm=2,03 to 7,21 effective immigrant per generation), being the floodplain known as the Internal delta", that which receives the greater number of immigrants. The average effective population size was Ne=1675. the largest population located in the Guaviare basin. It was detected a populational decline 690 years ago. what has been associated to then current environmental variations such as climatic changes and strong El Nino events. The Amazon basin population showed high genetic diversity (He=0,72) when compared to other amazonian fish. It is moderately structured in two biological structures (Fsr=3,057: K=2), a product of past geomorphological barriers during the region formation. The west biological unit is associated with the Amazon sedimentary basin. the east biological unit is associated with the crystalline shields and a contact zone in the main Solimoes-Amazonas river and its adjacent areas. Gene flow showed complex and asymmetrical interactions, and was low (Nm= 0.85 a 4,75 effective immigrants per generation) when compared to other migratory Amazonian fish, but sufficient to maintain population connectivity. Effective population size was Ne=1139. slightly lower than the Orinoco population, despite the its wide range. It was detected a populational decline dated by 2507 years ago, what is associated to strong variations in the environment then. As the two SEU were defined and characterized it is suggested that management be separated for each Piaractus brachypomus population. It is suggested that the Amazon basin population must have a differentiated management according to the biological units and contact zones, to be established according to the national territories that they occupy. The Orinoco basin. otherwise, may have a integrated management between the two countries that make up the region, based upon the fact that the population is panmictic.No Neotrópico uma das maiores espécies de Characiformes é Piaractus brachypomus, amplamente distribuída nas bacias do Orinoco e Amazonas. É um peixe de comportamento migratório que desenvolve seu ciclo de vida nos ambientes lacustres e fluviais. De hábito alimentar onívoro, tem preferéncia por sementes o que o toma junto com outras espécies um dispersador de sementes importante para a manutenção da floresta tropical. Na aquicultura é a espécie nativa pioneira no desenvolvimento desta atividade em América do Sul, principalmente em países como Colômbia, Peru e Venezuela. Nas pescarias é uma espécie importante para o consumo local e regional, o que tem causado sobre-exploração das populações naturais. Por mais que existam estratégias de manejo para a conservação e aproveitamento a espécie, elas não estão causando efeitos positivos para a recuperação no meio natural. As informações biológicas a nível populacional são inexistentes, o que limita a gestão adequada deste recurso natural baixo o conceito de bacia e manejo transfronteiro. O desenvolvimento de técnicas moleculares nos últimos tempos tem-se convertido em uma ferramenta apropriada para o conhecimento das características de uma população, sua dinâmica e estado de conservação. Neste estudo, realiza-se uma abordagem genético-populacional de Piaractus brachypomus em sua área de distribuição natural. O trabalho foi baseado na premissa de que a população é panmítica devido ao seu comportamento migratório, estratégia reprodutiva e ampla distribuição. Para o estudo foram coletados um total de 398 indivíduos provenientes de diferentes localidades das bacias Orinoco e Amazonas, os quais foram analisados com 7 microssatélites, a partir da transferibilidade de microssatélites desenvolvidos para espécies filogeneticamente próximas. Também foram utilizados os marcadores mitocondriais Dloop e CO! para ajudar a suportar as análises populacionais em grande escala, assim como considerações morfológicas. Detectou-se alta estruturação entre as populações das bacias do Orinoco e Amazonas, com fluxo génico restrito entre elas, além de características diagnosticas genéticas e morfológicas que diferenciaram as duas populações, o que permitiu delimita-as como duas Unidades Evolutivas Significantes -ESU. A população da bacia do Orinoco, mostrou-se panmítica em toda sua área de distribuição (Fsr=0,044) com moderada diversidade genética (He=0,66) ao se comparar com outros peixes neotropicais. O fluxo génico foi bidirecional e assimétrico (Nm=2,03 a 7,21 imigrantes efetivos por geração), sendo a planície conhecida como "delta interno" a que maior número de imigrantes recebe. O tamanho efetivo populacional médio foi de Ne=1675, com maior população localizada no Guaviare. Detectou-se um declínio populacional datado há 690 anos, que foi associado às variações ambientais da época como mudanças climáticas e fortes fenômenos El Mão. A população da bacia do Amazonas, apresentou uma diversidade genética alta (He=0,72) ao se comparar com outros peixes Amazónicos. Sua população está moderadamente estruturada em duas unidades biológicas (Fs7=0,057; K=2) produto de barreiras geomorfológicas do passado durante a formação da região. A unidade biológica do oeste está associada a bacia sedimentária do Amazonas e a unidade biológica do leste está relacionada com os escudos cristalinos e uma zona de contato na calha principal Solimões—Amazonas e áreas adjacentes. O fluxo gênico mostrou interações complexas, assimétricas e um valor baixo (Nm= 0,85 a 4,75 imigrantes efetivos por geração) ao se comparar com outros peixes migratórios Amazônicos, mas suficiente para manter a conexão da população. O tamanho populacional efetivo médio foi de Ne=1139, levemente menor à população do Orinoco, apesar da amplia área geográfica que ocupa. Detectou-se um declínio populacional datado há 2507 anos, que foi associado às fortes variações ambientais da época. Definidas e caracterizadas as duas ESU sugere-se o manejo separado para cada população de Piaractus brachypomus. Sugere-se que a população do Amazonas deve ter um manejo diferenciado concordante com as unidades biológicas e zona de contato, estabelecido de acordo com os territórios nacionais que elas ocupam. Enquanto que a população do Orinoco pode ter um manejo conjunto entre os dois países que formam a região, baseado em uma população panmítica