Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Steno pertence à Ordem Cetartiodactyla, Família Delphinidae, e compreende apenas uma espécie: o golfinho-de-dentes-rugosos, Steno bredanensis. O golfinho-de-dentes-rugosos é encontrado nos Oceanos Atlântico, Pacífico e Índico, em águas profundas tropicais, subtropicais e temperadas quentes. Entretanto, em algumas localidades como as regiões Sudeste e Sul do Brasil, esta espécie é conhecida por apresentar hábitos costeiros, o que a torna suscetível a ameaças antropogênicas como a degradação do hábitat, as capturas acidentais e diversos tipos de poluição. Conhecer a magnitude destes impactos e o grau de diferenciação genética das populações usando marcadores moleculares são aspectos importantes para a conservação da espécie. Os marcadores moleculares são segmentos específicos de DNA que podem ou não fazer parte de um gene e que apresentam grau de polimorfismo adequado para responder questões sobre as relações genéticas de indivíduos, populações ou diferentes espécies. O DNA mitocondrial é um dos marcadores moleculares mais utilizados em estudos sobre estrutura populacional, sistemática e filogenia de cetáceos. Estudos genéticos têm mostrado que várias espécies de delfinídeos apresentam estrutura populacional genética, entre e dentro das bacias oceânicas. No presente estudo foi investigada a diferenciação genética do golfinho-de-dentes-rugosos usando sequências da região controle mitocondrial de várias localidades em todo o mundo (Oceano Pacífico Centro-Sul: N=59; Pacífico Tropical Leste: N= 4; Pacífico Noroeste: N=1; Oceano Índico: N=1; Atlântico - Caribe: N=3; Atlântico Sudoeste: N=44; N total = 112). Análises preliminares indicaram grande diferenciação genética entre os Oceanos Atlântico e Pacífico/Índico (distância p = 0,031), que foram posteriormente investigadas utilizando sequências do citocromo b e mitogenomas completos. As análises filogenéticas de Neighbor-Joining e Bayesianas não foram conclusivas sobre a existência de especiação críptica em Steno. No entanto, a grande diferenciação entre as bacias oceânicas merece uma análise mais aprofundada, utilizando outros marcadores genéticos (por ex., sequências nucleares) bem como dados morfológicos. Não obstante, as análises AMOVA e FST par-a-par revelaram forte diferenciação populacional, não só entre os oceanos Atlântico e Pacífico, mas também no Atlântico, onde foram detectadas três populações: Caribe, região Sudeste e região Sul do Brasil. As populações detectadas no Atlântico Sudoeste devem ser aceitas como Unidades de Manejo (Management Units, MU) e dados demográficos básicos precisam ser levantados para essas MU, a fim de possibilitar uma melhor avaliação dos impactos antrópicos sobre elas. Este estudo fornece a primeira perspectiva sobre a diferenciação genética mundial de S. bredanensis. / The genus Steno belongs to the Order Cetartiodactyla, Family Delphinidae, and comprises only one species: the rough-toothed dolphin, Steno bredanensis. The rough-toothed dolphin has a wide distribution range, being found in the Atlantic, Pacific and Indian oceans in tropical, subtropical and warm temperate deep waters. However, in some places like the Southeast and South regions of Brazil, this species is known to inhabit coastal areas, making it susceptible to anthropogenic threats such as habitat degradation, by-catch and various types of pollution. Estimating the magnitude of these impacts and determining the degree of genetic differentiation between populations through molecular markers are important aspects for species conservation. Molecular markers are specific DNA segments that may or may not be part of a gene and which have appropriate degree of polymorphism to answer questions about the genetic relationship of individuals, populations or different species. Mitochondrial DNA is one of the most widely used molecular markers in studies on the population genetics, systematics and phylogeny of cetaceans. Studies have shown that several delphinid species are genetically structured, both between and within ocean basins. We investigated genetic differentiation in the rough-toothed dolphin using mitochondrial control region sequences from several localities worldwide (N = 112). Preliminary analyses indicated large genetic differentiation between the Atlantic and Pacific/Indian Oceans, which were further investigated using complete cytochrome b sequences and mitogenomes. Phylogenetic analyses were inconclusive about the existence of cryptic speciation in Steno. Notwithstanding, AMOVA and FST analyses revealed strong population differentiation not only between the Atlantic and Pacific, but also within the Atlantic, where three populations were detected: Caribbean, Southeastern Brazil and Southern Brazil. We propose that those populations be considered Management Units for the species. Our results provide the first perspective about the worldwide genetic differentiation of S. bredanensis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Steno pertence à Ordem Cetartiodactyla, Família Delphinidae, e compreende apenas uma espécie: o golfinho-de-dentes-rugosos, Steno bredanensis. O golfinho-de-dentes-rugosos é encontrado nos Oceanos Atlântico, Pacífico e Índico, em águas profundas tropicais, subtropicais e temperadas quentes. Entretanto, em algumas localidades como as regiões Sudeste e Sul do Brasil, esta espécie é conhecida por apresentar hábitos costeiros, o que a torna suscetível a ameaças antropogênicas como a degradação do hábitat, as capturas acidentais e diversos tipos de poluição. Conhecer a magnitude destes impactos e o grau de diferenciação genética das populações usando marcadores moleculares são aspectos importantes para a conservação da espécie. Os marcadores moleculares são segmentos específicos de DNA que podem ou não fazer parte de um gene e que apresentam grau de polimorfismo adequado para responder questões sobre as relações genéticas de indivíduos, populações ou diferentes espécies. O DNA mitocondrial é um dos marcadores moleculares mais utilizados em estudos sobre estrutura populacional, sistemática e filogenia de cetáceos. Estudos genéticos têm mostrado que várias espécies de delfinídeos apresentam estrutura populacional genética, entre e dentro das bacias oceânicas. No presente estudo foi investigada a diferenciação genética do golfinho-de-dentes-rugosos usando sequências da região controle mitocondrial de várias localidades em todo o mundo (Oceano Pacífico Centro-Sul: N=59; Pacífico Tropical Leste: N= 4; Pacífico Noroeste: N=1; Oceano Índico: N=1; Atlântico - Caribe: N=3; Atlântico Sudoeste: N=44; N total = 112). Análises preliminares indicaram grande diferenciação genética entre os Oceanos Atlântico e Pacífico/Índico (distância p = 0,031), que foram posteriormente investigadas utilizando sequências do citocromo b e mitogenomas completos. As análises filogenéticas de Neighbor-Joining e Bayesianas não foram conclusivas sobre a existência de especiação críptica em Steno. No entanto, a grande diferenciação entre as bacias oceânicas merece uma análise mais aprofundada, utilizando outros marcadores genéticos (por ex., sequências nucleares) bem como dados morfológicos. Não obstante, as análises AMOVA e FST par-a-par revelaram forte diferenciação populacional, não só entre os oceanos Atlântico e Pacífico, mas também no Atlântico, onde foram detectadas três populações: Caribe, região Sudeste e região Sul do Brasil. As populações detectadas no Atlântico Sudoeste devem ser aceitas como Unidades de Manejo (Management Units, MU) e dados demográficos básicos precisam ser levantados para essas MU, a fim de possibilitar uma melhor avaliação dos impactos antrópicos sobre elas. Este estudo fornece a primeira perspectiva sobre a diferenciação genética mundial de S. bredanensis. / The genus Steno belongs to the Order Cetartiodactyla, Family Delphinidae, and comprises only one species: the rough-toothed dolphin, Steno bredanensis. The rough-toothed dolphin has a wide distribution range, being found in the Atlantic, Pacific and Indian oceans in tropical, subtropical and warm temperate deep waters. However, in some places like the Southeast and South regions of Brazil, this species is known to inhabit coastal areas, making it susceptible to anthropogenic threats such as habitat degradation, by-catch and various types of pollution. Estimating the magnitude of these impacts and determining the degree of genetic differentiation between populations through molecular markers are important aspects for species conservation. Molecular markers are specific DNA segments that may or may not be part of a gene and which have appropriate degree of polymorphism to answer questions about the genetic relationship of individuals, populations or different species. Mitochondrial DNA is one of the most widely used molecular markers in studies on the population genetics, systematics and phylogeny of cetaceans. Studies have shown that several delphinid species are genetically structured, both between and within ocean basins. We investigated genetic differentiation in the rough-toothed dolphin using mitochondrial control region sequences from several localities worldwide (N = 112). Preliminary analyses indicated large genetic differentiation between the Atlantic and Pacific/Indian Oceans, which were further investigated using complete cytochrome b sequences and mitogenomes. Phylogenetic analyses were inconclusive about the existence of cryptic speciation in Steno. Notwithstanding, AMOVA and FST analyses revealed strong population differentiation not only between the Atlantic and Pacific, but also within the Atlantic, where three populations were detected: Caribbean, Southeastern Brazil and Southern Brazil. We propose that those populations be considered Management Units for the species. Our results provide the first perspective about the worldwide genetic differentiation of S. bredanensis.

Greater knowledge of the rough-toothed dolphin, Steno bredanensis, is needed to effectively contribute to conservation and management efforts for this species. The primary purpose of this research was to describe ecological and biological parameters for S. bredanensis that will be useful in future assessments of population stress. Several approaches were used to study S. bredanensis, including investigations of free-ranging populations, dead specimens, and captive individuals. Free-ranging rough-toothed dolphins distributed near small oceanic island environments were found to be more commonly sighted in-shore than off-shore. In the Windward islands of French Polynesia, this species preferred water depths of 1000 to 2000m and a distance of 1.8 to 5.5 km from the barrier reef. Group sizes ofrough-toothed dolphins sighted in French Polynesia range between 1 and 35 individuals with a mean size of 12.1. Endocrinology data for S. bredanensis was established in captive healthy and stranded individuals. Ranges and means were provided for progesterone, testosterone, cortisol and thyroid hormones. Changes in thyroid hormone concentrations were reflective of health status and testosterone appeared to be suppressed in ill individuals. Reproduction in S. bredanensis was investigated by determining the size and age range that this species attains sexual and physical maturity. Female rough-toothed dolphins attain sexual maturity by 9 to 10 years of age and males between 5 and 10 years at a similar length of approximately 216 cm. Physical maturity is generally reached at an older age and larger size for both males and females. Ecologically healthy and unheahhy populations of S. bredanensis were described in this investigation and these fmding will be useful in assessing future threats to this species.

Greater knowledge of the rough-toothed dolphin, Steno bredanensis, is needed to effectively contribute to conservation and management efforts for this species. The primary purpose of this research was to describe ecological and biological parameters for S. bredanensis that will be useful in future assessments of population stress. Several approaches were used to study S. bredanensis, including investigations of free-ranging populations, dead specimens, and captive individuals. Free-ranging rough-toothed dolphins distributed near small oceanic island environments were found to be more commonly sighted in-shore than off-shore. In the Windward islands of French Polynesia, this species preferred water depths of 1000 to 2000m and a distance of 1.8 to 5.5 km from the barrier reef. Group sizes ofrough-toothed dolphins sighted in French Polynesia range between 1 and 35 individuals with a mean size of 12.1. Endocrinology data for S. bredanensis was established in captive healthy and stranded individuals. Ranges and means were provided for progesterone, testosterone, cortisol and thyroid hormones. Changes in thyroid hormone concentrations were reflective of health status and testosterone appeared to be suppressed in ill individuals. Reproduction in S. bredanensis was investigated by determining the size and age range that this species attains sexual and physical maturity. Female rough-toothed dolphins attain sexual maturity by 9 to 10 years of age and males between 5 and 10 years at a similar length of approximately 216 cm. Physical maturity is generally reached at an older age and larger size for both males and females. Ecologically healthy and unheahhy populations of S. bredanensis were described in this investigation and these fmding will be useful in assessing future threats to this species.

[pt] Uma das formas de detectar a contaminação ambiental é pela análise de respostas bioquímicas, ou biomarcadores, de tecidos de organismos-sentinela, como os mamíferos marinhos, uma vez que estes atuam como bioindicadores da saúde dos oceanos e de suas respectivas cadeias tróficas. A toninha (Pontoporia blainvilei) e o golfinho-de-dentes-rugosos (Steno bredanensis) são animais com longa expectativa de vida e estão no topo da cadeia alimentar, sendo, portanto, considerados indicadores adequados de contaminação ambiental. Neste trabalho foram estudadas as concentrações de metais e metalóides, tanto não-essenciais quanto essenciais, em amostras de fígado, rim e músculo de indivíduos de P. blainvilei e S. bredanensis coletados na Região dos Lagos e Norte Fluminense do estado do Rio de Janeiro, através da técnica de espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Além das concentrações totais, foram avaliados como estes se distribuem nas diferentes frações subcelulares, obtidas a partir de processos de extração diferencial. Além disso, foi avaliada também a indução de metalotioneína (MT) e glutationa reduzida (GSH), consideradas proteínas de resposta a este tipo de contaminação, por espectrofotometria na região do UV-visível. Não houve diferença significativa entre as concentrações de MT encontradas nos três tecidos analisados para ambas as espécies, nem para GSH em P. blainvilei. No entanto, foi verificada uma diferença significativa entre GSH de fígado e músculo em S. bredanensis. Como esperado, a concentração no fígado foi mais elevada, por este ser um órgão metabolicamente ativo, além do principal órgão de destoxificação. Em P. blainvilei, elementos como Al, As, Cd, Cr, Mn, Pb e Ti, apresentaram altas concentrações nas frações termolábil e termoestável de todos os tecidos avaliados, indicando que grande parte destes analitos está sendo destoxificado por complexação com MT ou outras proteínas e compostos não enzimáticos. Outros elementos, como Ag, Cu, Fe, Hg, Ni, Se, Sn e Zn, embora presentes nos indivíduos, apresentaram a maior parte de sua concentração na fração insolúvel, indicando que, provavelmente, as vias preferenciais de destoxificação destes elementos nesta espécie não sejam realizadas através de MT. Em S. bredanensis, os metais Al e Cr também foram encontrados majoritariamente na fração insolúvel. Com relação às concentrações totais desses metais, níveis elevados para a maioria dos analitos foram observados em fígado, rim e músculo na espécie S. bredanensis. Diversas correlações estatisticamente significativas foram observadas entre elementos não-essenciais e essenciais em todas as frações subcelulares, no fígado e músculo de ambas espécies, através de uma análise de componentes principais. Além disso, alguns efeitos protetivos foram postulados contra elementos não-essenciais, avaliados a partir de cálculos de razões molares. Diferentes perfis foram observados para metaloproteínas contidas na fração termoestável destes indivíduos, através da técnica de cromatografia de alta eficiência acoplada a ICP-MS (HPLC-ICP-MS), indicando acúmulo dos metais e metalóides nos tecidos analisados, possível perturbação da homeostase dos elementos essenciais e tentativas de desintoxicação de metais não-essenciais por diversas metaloproteínas. / [en] One of the ways to detect environmental contamination is by analyzing biochemical responses, or biomarkers, in sentinel species tissues, such as marine mammals, as these animals act as bioindicators of ocean health and their respective trophic chains. Porpoises (Pontoporia blainvilei) and rough-toothed dolphins (Steno bredanensis) present long-life expectancy and are at the top of the food chain and are, therefore, considered appropriate environmental contamination indicators. In this study, environmental contamination by metals and metalloids, both non essential and essential, was assessed by means of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), as well as their distribution in different subcellular fractions, obtained from differential extraction processes analysis, in P. blainvilei and S. bredanensis liver, kidney and muscle samples of individuals sampled from in the Lakes and Northern Fluminense regions, in the state of Rio de Janeiro. In addition, the induction of both metallothionein (MT) and reduced glutathione (GSH) considered response proteins to this type of contamination, were also assessed by spectrophotometry in the UV-visible region. No significant difference between MT concentrations in the three analyzed tissues were noted for both species. This was also observed for GSH in P. blainvilei. However, a significant difference was observed between liver and muscle GSH in S. bredanensis, and, as expected, liver concentrations were higher as this is a metabolically active and main detoxification organ. In P. blainvilei, metals like as Al, As, Cd, Cr, Mn, Pb e Ti were present in high concentrations in the thermolabile and thermostable fractions of all evaluated tissues, indicating that a significant portion of these analytes is being detoxified by complexation with MT or other proteins and non-enzymatic compounds. Some metals, such as Ag, Cu, Fe, Hg, Ni, Se, Sn e Zn although detected, were present mostly in the insoluble fraction, indicating that the preferred detoxification pathways of these elements in this species are probably not performed through MT. In S. bredanensis, Al and Cr were also detected in the insoluble fraction. Regarding the total concentrations of these metals, high levels for most analytes were observed in S. bredanensis liver, kidney and muscle. Several statistically significant correlations between toxic and essential elements were observed in the liver and muscle of both species for all subcellular fractions, through a principal component analysis. In addition, some protective effects were postulated against toxic elements, evaluated from molar ratios calculations. Different profiles were observed for metalloproteins contained in the thermostable fraction of these individuals, using high efficiency chromatography coupled to ICP-MS (HPLC- ICP-MS), indicating metal and metalloid accumulation in the analyzed tissues, possible disturbance of elemental homeostasis and attempts to detoxify toxic metals by several metalloproteins.