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Previous issue date: 2009-08-18 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The pirarucu (Arapaima gigas) is one of the largest freshwater fishes of the world; it
can grow to up to 3 meters, and weight up to 200 kg. It is an economically important
fish used as a traditional food source in the Amazon basin. It has suffered a long
history of commercial exploitation, which has resulted in various populations with
critically low levels of genetic variability. The current work is a population genetic
study of this specie with the goal of estimating levels of genetic variability for the
principal tributaries of the Amazon River, comparing them to those observed in the
main channel of the Amazon River, analyzing if there has been a reduction of genetic
diversity in the analyzed localities, and if Arapaima gigas is a genetically structured
species. With this goal in mind, 11 microsatellite markers were used due to their high
levels of polymorphism and those are sufficiently informative for this type of a study.
Average heterozygosity calculated across all loci for each sampling locality varied
from 0.32 in Araguaia River to 0.70 in Mamirauá. Considering only localities from the
main channel of the Amazon River, observed heterozygosity was 0.45 in Iquitos and
0.70 in Mamirauá. Observed heterozygosities in the tributaries of the Amazon River
ranged from 0.32 in the Araguaia River to 0.62 in the Tapajós River. The ANOVA
results showed a heterogeneous pattern in the distribution of genetic diversity in
Arapaima gigas among all sampled localities, and between localities from the main
stream of the Amazon River and its tributaries. On average, however, higher average
heterozygosities were observed in the main stream Amazon River compared with
tributaries. This pattern could be explained by the main stream Amazon River may be
a zone of contact for Arapaima from different regions which could be facilitated by the
ebb and flow of várzea waters. AMOVA demonstrated that 76.46% of genetic
variance is explained by within individual contrasts, while 20.28% is explained by
among locality contrasts. The among locality contrast is consistent with low migration
rates of this species. A Bayesian analysis shows that there is population structuring
in the form of a gradient along the length of the Amazon basin; this analysis also
shows that tributaries do not contain genetically differentiated populations with
respect to the main stream of the Amazon River. The observed genetic structuring of
Arapaima gigas allows us to divide the Amazon basin in three macro-regions that
should be differentially managed due to their genetic particularities; these regions are
western Amazon comprising the localities of Iquitos, Letícia, Eirunepé, Mamirauá,
Tapauá, Lábrea, Manuel Urbano e Borba; central Amazon comprising the localities of
Carauarí, Coarí, RDS Piagaçu-Purus, Manacapuru, Careiro da Várzea, Nhamundá,
Santarém (São Miguel Island) and Jacaréacanga; and eastern Amazon and the
Araguaia/Tocanins basin comprising the localities of Macapá, Mexiana, Marabá and
Bananal Island (Araguaia River). However, the spatial autocorrelation analysis shows
that across the length of its distribution, this species is connected by gene flow. We
observed a signature of recent population reduction using the M value test in 11
localities of the 20 localities sampled for this study. The most drastic reductions were
observed for samples collected in Mexiana Island and in the Araguaia River (Bananal
Island). These results should be viewed as an important signal of genetic fragility of
Arapaima gigas individuals from these localities. Based on the presented data, it is
strongly recommended that one implements a differentiated management and
conservation strategy for this species for the three macro-geographic regions of the
Amazon basin identified through the genetic particularities of Arapaima gigas in each
of these three regions. / O pirarucu (Arapaima gigas) é um dos maiores peixes de água doce do mundo, podendo
crescer até 3 metros de comprimento e pesar até 200 quilos. É um peixe de grande
importância econômica usado como fonte de alimento pela população tradicional na bacia
Amazônica. É marcado por uma longa história de exploração comercial, o que reduziu a
variabilidade genética de muitos grupos de indivíduos desta espécie. O presente trabalho
reporta um estudo de genética de populações para o Arapaima gigas objetivando estimar
níveis de variabilidade genética de espécimes coletados em 20 localidades ao longo da bacia
Amazônica e Tocantins/Araguaia, investigar se há existência de estrutura genética e verificar
se houve redução populacional. Para isso foram utilizados 11 marcadores microssatélites
que devido ao seu elevado polimorfismo atendem às necessidades deste estudo. A
heterozigosidade média observada sobre todos os locos para cada localidade amostrada
variou de 0,32 para os espécimes coletados no rio Araguaia a 0,70 para para os espécimes
coletados em Mamirauá. Considerando apenas localidades da calha principal do rio
Amazonas, a heterozigosidade observada foi de 0,45 em Iquitos a 0,70 em Mamirauá.
Enquanto que para os tributários da bacia Amazônica amostrados foi verificado 0,32 no rio
Araguaia a 0,62, no rio Tapajós. Os resultados da análise de ANOVA, utilizada para testar se
há diferenças significativas na distribuição da heterozigosidade observada em relação às
localidades amostradas e em relação às amostras coletadas na calha e nos principais
tributários da bacia Amazônica, mostraram um padrão heterogêneo na distribuição da
variabilidade genética para a referida espécie, sendo que altos e baixos valores são
distribuídos de maneira não uniforme entre as localidades amostradas para o presente
estudo e foi encontrado um maior valor de variabilidade genética para as amostras coletadas
na calha do que nos tributários amostrados. O fato de haver maior variabilidade genética nos
indivíduos coletados na calha pode ser devido ao fato de a calha funcionar como um ponto
de encontro de Arapaimas de várias localidades, com deslocamento favorecido pelas
transgressões e introgressões das águas de várzea. Os resultados de AMOVA demonstram
que os grupos analisados no presente estudo encontram-se moderadamente estruturados.
Resultado condizente com os hábitos de baixa migração da referida espécie. Os resultados
da análise Bayesiana mostram que há estrutura populacional na forma de gradiente ao longo
da bacia amazônica, esses resultados também mostram que os rios tributários não
comportam populações geneticamente diferenciadas em relação à calha principal. A
estruturação genética encontrada para a espécie Arapaima gigas nos permite dividir a bacia
Amazônica em três macroregiões que devem ser manejadas de maneira diferenciada devido
às suas particularidades genéticas, essas regiões são Amazônia ocidental compreendendo
as localidades Iquitos, Letícia, Eirunepé, Mamirauá, Tapauá, Lábrea, Manuel Urbano e
Borba; Amazônia central compreendendo as localidades Carauarí, Coarí, RDS Piagaçu-
Purus, Manacapuru, Careiro da Várzea, Nhamundá, Santarém (Ilha de São Miguel) e
Jacaréacanga; e Amazônia oriental e bacia do Araguaia / Tocantins compreendendo as
localidades de Macapá, Mexiana, Marabá e Ilha do Bananal (rio Araguaia). O teste de auto-
correlação espacial mostrou que entre toda a amostragem deste estudo há fluxo gênico para
a espécie Arapaima gigas. Foi observada redução populacional recente significativa através
do teste de Mvalue para 11 das 20 localidades amostradas, sendo que reduções mais
drásticas foram observadas para as amostras da Ilha de Mexiana na foz do rio Amazonas e
Ilha do Bananal, no rio Araguaia. Esses resultados devem ser vistos como um aviso
importante sobre a fragilidade genética dos grupos de Arapaima gigas dessas localidades.
Desta forma, com base nos dados apresentados, é fortemente aconselhável que sejam
implementados programas de manejo e conservação desta espécie de maneira diferenciada
nas três macroregiões da bacia Amazônica, levando em conta as particularidades genéticas
da espécie em cada região.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2108 |
| Date | 18 August 2009 |
| Creators | Leão, Adam Souza de Alencar |
| Contributors | Farias, Izeni Pires, Hrbek, Tomas |
| 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/doctoralThesis |
| 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, 600, 600, 600, 3806999977129213183, 311605243568633285, -2555911436985713659, 2075167498588264571 |
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