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Previous issue date: 2016-05-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In recent years, the balance of the natural ecosystems has been affected by
climate change resulting from a continuous increase of greenhouse gases, mainly
carbon dioxide. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change, the
IPCC, there will be an increase in the temperature around the planet, which
enhances the risk of biodiversity loss in vulnerable regions such as the Amazon.
Fish, like other ectothermic animals, do not control their body temperature and will
then be subject to environmental variations that can compromise vital metabolic
processes, causing to death. Thus, to understand how Amazonian fish can respond
to global climate change, this study aimed to evaluate the biological effects of
exposure of tambaqui, an Amazonian important fish species, to major climate change
scenarios foreseen by IPCC for the year 2100. Juveniles of tambaqui were exposed
during 150 days to the current environmental situation and B1, A1B and A2 climate
change scenarios. Firstly were investigated changes in gene expression profile after
5 and 15 days of exposure through the construction of eight RNA-Seq libraries, which
were sequenced using a next generation sequencer SOLID 4. The obtained results
enabled to identify 32,512 genes on the transcriptome of tambaqui, being 236 and
209 differentially expressed after 5 and 15 days of exposure, respectively. A large
number of differentially expressed genes identified indicates that a complex
combination of genes is involved in tambaqui's response to climate change,
especially genes related to energy metabolism, chaperones, transcription initiation
factors and translation and ribosomal genes. Secondly, we investigated the
occurrence of DNA damage in erythrocytes, several hematological parameters and
ion regulation of tambaqui during 150 days of exposure to the various climate change
driven environmental scenarios. The results revealed the existence of DNA strand
breaks in erythrocytes after 30 days of exposure, changes in several hematological
parameters, particularly those related to increase of red blood cells to compensate
the increased demand of oxygen to tissues, as well as a severe imbalance in the
plasma ion concentrations and the activity of key ion regulation enzymes of the gills.
Thus, we concluded that the exposure of tambaqui to the analyzed climate change
driven environmental scenarios can result in severe imbalances of vital metabolic
processes that impair cellular homeostasis and pose a greater health risk to the
analyzed species. / Nos últimos anos o equilíbrio dos ecossistemas naturais do planeta tem sido
afetado pelas mudanças climáticas resultantes do aumento de gases do efeito
estufa, especialmente dióxido de carbono. De acordo com o Painel Internacional
sobre Mudanças no Clima, o IPCC, até o ano 2100 haverá elevação na temperatura
média em todo o planeta, o que aumenta o risco de perda de biodiversidade em
regiões mais vulneráveis como a Amazônia. Os peixes, assim como outros animais
ectotérmicos, não possuem a capacidade de controlar sua temperatura corporal,
ficando então sujeitos a variações ambientais que podem inviabilizar processos
metabólicos vitais, levando o organismo à morte. Assim, para compreender como o
tambaqui e outros peixes amazônicos poderão reagir ao aumento nos níveis de CO2
e de temperatura, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos biológicos
da exposição do tambaqui, uma espécie símbolo da Amazônia, aos principais
cenários de mudanças climáticas previstos pelo IPCC para o ano 2100. Exemplares
de tambaqui foram expostos durante 150 dias ao cenário atual e a três cenários
climáticos B1, A1B e A2. Na primeira parte do estudo foram investigadas alterações
na expressão gênica após 5 e 15 dias de exposição por meio da construção de oito
bibliotecas de RNA-Seq, que foram sequenciadas em um sequenciador de nova
geração SOLID 4. Os resultados obtidos possibilitaram a identificação de 32.512
genes do transcriptoma do tambaqui, sendo 236 e 209 diferencialmente expressos
após 5 e 15 dias de exposição, respectivamente. O grande número de genes
diferencialmente expressos identificados sugere que uma complexa combinação de
genes está envolvida na resposta do tambaqui às mudanças climáticas,
especialmente genes relacionados ao metabolismo energético, chaperonas, fatores
de iniciação da transcrição e tradução e genes ribossomais. Na segunda parte do
estudo foram investigadas a ocorrência de danos ao DNA de eritrócitos, diversos
parâmetros hematológicos e aspectos de regulação iônica do tambaqui durante 150
dias de exposição. Os resultados revelaram aumento no número de quebras no DNA
de eritrócitos após 30 dias de exposição, alterações em diversos parâmetros
hematológicos, especialmente aqueles relacionados ao aumento no número de
eritrócitos e um severo desbalanceamento na concentração de íons plasmáticos e
na atividade das principais enzimas branquiais de regulação iônica. Dessa forma,
concluímos que os três cenários de mudanças climáticas avaliados podem provocar
graves desequilíbrios em processos metabólicos vitais que alteram a homeostase
celular do tambaqui e podem colocar em risco a sobrevivência da espécie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2206 |
| Date | 20 May 2016 |
| Creators | Lima, Marcos Prado |
| Contributors | Val, Adalberto Luis |
| 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, 3806999977129213183, 2075167498588264571 |
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