Estrutura e diversidade genética em populações de Brycon nattereri Günther, 1864 (Characiformes, Characidae)

Abstract

Os peixes compreendem mais da metade de todos os vertebrados viventes e a região Neotropical é considerada a mais rica para este grupo. Brycon é um gênero de peixes da ordem dos Characiformes, com exemplares distribuídos desde o sul do México até o Rio de La Plata, na Argentina. Sete espécies do gênero estão classificadas como ameaçadas de acordo com a última portaria do Ministério do Meio Ambiente que dispõe sobre Peixes e Invertebrados Aquáticos Ameaçados, entre elas B. nattereri. Com exemplares de médio porte, habitam ambientes lóticos e rochosos; se alimentam preferencialmente de material alóctone, como frutos, sementes e pequenos invertebrados. Assim como para grande parte das espécies ameaçadas do gênero, entre as principais causas do declínio populacional bestão a degradação e destruição de hábitat aliadas à pesca indiscriminada. Dessa forma, se tornam essenciais estudos genéticos que avaliem as condições em que se encontram populações remanescentes, uma vez que a diversidade genética e nível de estruturação populacional têm influência direta na resposta e sobrevivência das populações à pressões ambientais. Muitos marcadores moleculares estão hoje disponíveis para estudos desse tipo, entre eles os microssatélites, marcadores nucleares co-dominantes e que apresentam alto polimorfismo alélico, e os genes e regiões controladoras como citocromo oxidase I e D-Loop, respectivamente. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar diversidade genética e estrutura de três populações remanescentes de B. nattereri, duas de ocorrência nas bacias hidrográficas dos rios Paraná (Ribeirão de Fora e Córrego do Salto) e uma São Francisco (Córrego da Espinha) na região do Alto Paranaíba, MG. Para isso, foram extraídos DNA de fígado e nadadeira de indivíduos das três populações e realizados testes de transferibilidade de loci microssatélites e amplificação dos genes mitocondriais. Nas análises de microssatélites, as três populações apresentaram baixa diversidade alélica e excesso de heterozigotos nos testes de equilíbrio de Hardy-Weinberg e cálculos de heterozigosidade observada e esperada. Excesso de heterozigotos também foi observado nas análises do software Botlleneck, confirmando a ocorrência de gargalo nas três populações analisadas. Apesar disso, os valores de Fst não evidenciaram estrutura genética entre as mesmas, e isso foi confirmado pela análise bayesiana de clusters no software Structure com K=3. Entretanto, na mesma análise de agrupamento com K=2, é possível observar leve organização dos indivíduos em dois grupos, correspondentes às bacias dos rios Paraná e São Francisco. Nos dendrogramas gerados pelas sequencias do gene mitocondrial da citocromo oxidase I e da região D-Loop também é possível observar o agrupamento de indivíduos pertencentes à mesma bacia e a diversidade e distâncias genéticas intra-populacionais também foram baixos. Os resultados que demonstram baixa diversidade e ocorrência de gargalo correspondem ao esperado para a maioria das espécies ameaçadas. Apesar de não terem sido encontradas evidências de endogamia, se faz necessário o monitoramento dessas populações ao longo do tempo. Para a recuperação dos níveis de diversidade, é essencial que sejam evitadas as principais pressões como pesca e degradação dos locais de ocorrência.

The fishes comprise more than half of all living vertebrates and the Neotropical region is considered of major distribution for this group. Brycon is a fish genus in the order Characiformes, with specimens distributed from southern Mexico to the La Plata River in Argentina. Seven species in this genus are classified in threatened situation according to the last port of the Ministry of the Environment that deals with Threatened Fish and Aquatic Invertebrates, among them B. nattereri. Formed by medium-sized specimens, they inhabit lotic and rocky environments; they feed preferentially on allochthonous material, such as fruits, seeds and small invertebrates. As for most of the endangered species of the genus, the main causes of population decline are degradation and destruction of habitats allied to indiscriminate fishing activities. Thus, genetic studies that evaluate the conditions in which remaining populations are located, since genetic diversity is fundamental to population structure, has direct influence on population response and survival at environmental pressures. Many molecular markers are now available for such studies, including microsatellites, co-dominant nuclear markers known to have high allelic polymorphism, and control genes and regions such as cytochrome oxidase I and D-Loop, respectively. This work aimed to evaluate the genetic diversity and structure of three remaining populations of B. nattereri, two of them occurring in the Paraná River basins (Fora Creek and Salto Stream) and one in São Francisco basin (Espinha Stream) on the region of Alto Paranaíba, Minas Gerais state. For this, we used extracted DNA of liver and fin from the three populations and we tested for microsatellite loci transfer and amplification of mitochondrial genes. In microsatellite analyzes, three populations showed low allelic diversity and excess heterozygotes in the Hardy-Weinberg equilibrium tests and calculations of observed and expected heterozygosity. Excess heterozygotes were also observed in Botlleneck software, confirming the occurrence of bottleneck on the three populations. In spite of this, the Fst values did not show genetic structure among them as part of it, and was confirmed by Bayesian analysis of clusters without K=3. However, if is not the cluster analysis with K=2, it is possible to observe the organization of individuals in two groups, corresponding to the basins of the Paraná and São Francisco rivers. The dendrograms generated by the mitochondrial gene sequences of cytochrome oxidase I and the D-Loop region are also in position of grouping of users belonging to the same basin and the diversity and intra-population genetic distances were also low. The results that demonstrate low diversity and bottleneck occurrence correspond to that expected for most threats. Although no evidence of inbreeding has been found, it is necessary to monitor the populations over time. For a recovery of the levels of diversity, it is essential that major pressures such as fishing and degradation of places of occurrence be mitigated.