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Previous issue date: 2016-05-30 / The Pleistocene began about 2.5 million years ago and was an epoch marked by climatic oscillations and glaciations. During the glaciation period the sea level diminished, causing the reduction of river levels and causing erosion of riverbeds, the rapids became more evident as barriers. In interglacial periods the sea level increased by 120 m causing inundations of the Amazon River and its tributaries, and as a result, the barriers ceased to exist for a while, thus allowing the expansion of the distribution of fish species. As a consequence the fish populations were isolated or expanded their distribution. Some rivers of the Amazon basin make an abrupt transition between the borders of the Brazilian Shield and the Amazonian plain favoring the occurrence of rapids and waterfalls such as those in the rivers Madeira, Tapajós, Xingu and Tocantins-Araguaia. Some studies in these rivers show that the rapids influence gene flow and dispersal of several species. The present study proposed to test if these rapids affect gene flow between populations of Prochilodus nigricans and also how the climate in the Pleistocene affected its distribution. Next Generation Sequencing (NGS) was used to verify the importance of physical barriers (rapids) and climatic changes in the Pleistocene on the genetic structure of the species Prochilodus nigricans. To test whether the rapids in Tocantins, Xingu, Tapajós and Madeira are barriers to gene flow for populations of Prochilodus nigricans downstream and upstream the rapids. Inference of biological groups based on Hardy-Weinberg equilibrium and binding disequilibrium was performed in Structure 2.3.4. The presence and direction of gene flow, and the time of divergence between the two populations in each river, was done using the MCMC approach and a coalescing model of isolation with migration, which estimates the migration rates and divergence times between two or more populations that diverged from an ancestral population in the IMa2 program. The results showed that the rapids of the Madeira, Tapajós, Xingu and Tocantins rivers are not total barriers for the populations of Prochilodus nigricans. There is a two-way gene flow between the populations located upstream and downstream of the waterfalls. Therefore the construction of hydroelectric dams or dams can affect gene flow. As far as the time of divergence of the populations, the observed results indicate that the climatic changes in the Pleistocene were possibly responsible for the separation of the populations in the rivers Madeira with 420 thousand years, Tapajós with 375 thousand years and Xingu 539 thousand years. The result of the Tocantins River 239 years, shows that the populations are not yet totally isolated. / O Pleistoceno iniciou-se há cerca de 2,5 milhões de anos e foi uma Época marcada por oscilações climáticas e glaciações. Durante o período de glaciação o nível do mar diminuía, provocando a redução dos níveis dos rios e causando a erosão dos leitos, as corredeiras ficavam mais evidentes como barreiras. Nos períodos interglaciais o nível do mar aumentava cerca de 120 m provocando inundações do rio Amazonas e seus afluentes como resultado, as barreiras deixaram de existir por um tempo, permitindo então a expansão da distribuição das espécies de peixes. Como consequência as populações de peixes foram isoladas ou expandiram sua distribuição. Alguns rios da bacia Amazônica fazem uma abrupta transição entre as bordas do Escudo Brasileiro e a planície Amazônica favorecendo a ocorrência de corredeiras e cachoeiras como ocorrem nos rios Madeira, Tapajós, Xingu e Tocantins-Araguaia. Alguns estudos realizados nesses rios mostram que as corredeiras influenciam o fluxo gênico e a dispersão de várias espécies. O presente estudo propôs testar se essas corredeiras afeta o fluxo gênico entre as populações de Prochilodus nigricans e também como o clima no Pleistoceno afetou a sua distribuição. Foi utilizado Sequenciamento de Nova Geração (Next Generation Sequencing – NGS), para verificar a importância das barreiras físicas (corredeiras) e mudanças climáticas no Pleistoceno na estrutura genética da espécie Prochilodus nigricans. Para testar se as corredeiras no Tocantins, Xingu, Tapajós e Madeira são barreiras para fluxo gênico para populações de Prochilodus nigricans a jusante e a montante das corredeiras. A estimativa de grupos biológicos baseados no equilíbrio Hardy-Weinberg e desequilíbrio de ligação foi realizada no Structure 2.3.4. A presença e direção do fluxo gênico, e o tempo de divergência entre as duas populações em cada rio, foi usando a abordagem de MCMC e um modelo coalescente de isolamento com migração, que estima as taxas de migração e tempos de divergência entre duas ou mais populações que divergiram de uma população ancestral, no programa IMa2. Os resultados mostraram que as corredeiras dos rios Madeira, Tapajós, Xingu e Tocantins, não são barreiras totais para as populações de Prochilodus nigricans. Existe o fluxo gênico bidirecional entre as populações localizadas a montante e a jusante das cachoeiras. Portanto a construção de hidrelétricas ou barragens podem afetar o fluxo gênico. Quanto ao tempo de divergência das populações, os resultados observados indicam que possivelmente as alterações climáticas do Pleistoceno foram responsáveis pela separação das populações nos rios Madeira com 420 mil anos, Tapajós com 375 mil anos e Xingu 539 mil anos. O resultado do rio Tocantins 239 anos, mostra que as populações ainda não estão totalmente isoladas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2532 |
| Date | 30 May 2016 |
| Creators | Soares, Bruna |
| Contributors | Hrbek, Tomas, Zuanon, Jansen Alfredo Sampaio |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Genética, Conservação e Biologia Evolutiva (GCBEv), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -5829914500254207356, 600, 600, 3806999977129213183 |
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