Inpa Universidade Federal Do Amazonas – Ufam Programa Integrado De Pós-Graduação Em Biologia Tropical E Recursos Naturais
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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA – INPA UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM PROGRAMA INTEGRADO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA TROPICAL E RECURSOS NATURAIS ANÁLISE DA VARIABILIDADE GENÉTICA DO PEIXE ORNAMENTAL Carnegiella strigata (CHARACIFORMES, GASTEROPELECIDAE) DE TRÊS RIOS DE ÁGUA PRETA DA AMAZÔNIA CENTRAL Carlos Henrique Schneider MANAUS – AM Abril, 2007 CARLOS HENRIQUE SCHNEIDER ANÁLISE DA VARIABILIDADE GENÉTICA DO PEIXE ORNAMENTAL Carnegiella strigata (CHARACIFORMES, GASTEROPELECIDAE) DE TRÊS RIOS DE ÁGUA PRETA DA AMAZÔNIA CENTRAL Orientador: Jorge Ivan Rebelo Porto, Dr. Dissertação apresentada ao Programa Integrado de Pós-Graduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais do convênio INPA/UFAM, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Genética, Conservação e Biologia Evolutiva. MANAUS – AM Abril, 2007 ii FICHA CATALOGRÁFICA S358 Schneider, Carlos Henrique Análise da variabilidade genética do peixe ornamental Carnegiella strigata (Characiformes, Gasteropelecidae) de três rios de água preta da Amazônia Central / Carlos Henrique Schneider .--- Manaus : [s.n.], 2007.xvi, 72 f. : il. Dissertação (mestrado) --- INPA/UFAM, Manaus, 2007 Orientador : Jorge Ivan Rebelo Porto Área de concentração : Genética, Conservação e Biologia Evolutiva Sinopse: Espécimes do peixe ornamental Carnegiella strigata provenientes da bacia dos rios Negro, Urubu e Uatumã foram estudados mediante análise de seqüências do gene da ATPase 8/6. As análises filogenéticas e populacionais sugerem a presença de duas unidades evolutivas e também evidência de uma possível conexão antiga entre a bacia do rio Negro e Uatumã. iii Dedico esta dissertação aos meus pais João e Edite, à minhas irmãs Marielle e Silvia e à minha esposa Maria Claudia. iv “Cada grande passo na ciência foi precedido por uma nova audácia da imaginação” John Dewey v Agradecimentos Ao Programa Integrado de Pós-Graduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) e Universidade Federal do Amazonas (UFAM), curso de Genética, Conservação e Biologia Evolutiva. Ao Laboratório Temático de Biologia Molecular (LTBM) do INPA, Coordenação de Pesquisas (COPE), onde foi desenvolvida a maior parte deste trabalho. Pelo financiamento dos Projetos de Pesquisas Institucionais, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq/Universal Proc. 47.2345/2004-4), Projeto Mariuá (Pronex/FINEP 46.6098/2001-4) e Projeto Navegabilidade, hidrologia, qualidade de água e biodiversidade do rio Negro (FINEP/CNPq 3724/04). Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) que concedeu a bolsa de estudo durante a realização deste trabalho. Agradeço a todas as pessoas, colegas e amigos que, direta ou indiretamente, possibilitaram a realização deste trabalho. Ao Dr. Jorge Ivan Rebelo Porto, que me ensinou como é interessante a biologia molecular. Por ter acreditado e confiado no meu trabalho, pelos estímulos, atenção, pelas dúvidas plantadas na minha cabeça (e que não foram poucas), pela amizade, conselhos, compreensão e pela força em momentos difíceis, o que facilitou muito a execução deste trabalho. À Dra. Eliana Feldberg, que além de ser uma mãe para todos os seus alunos, ainda o é para os alunos do Jorge. Obrigado pelos conselhos e incentivo. Além do mais, sem o seu auxílio e o do Jorge eu não poderia ter vindo para Manaus. Um obrigado especial por todo o apoio na minha vida pessoal, nos momentos mais complicados. Ao Dr. Jansen Zuanon e à Dra. Vera Scarpassa, pelas valiosas críticas e sugestões no meu trabalho. À MSc. Lucélia Nobre de Carvalho, pelo auxílio com as coletas na bacia do rio Urubu. vi Às amigas do Projeto Pirada (Jacqueline, Kyara, Naiara, Tatiana, Fabíola, Giselle, Rosa, Luci, Andréa, Iamilli) pelo auxílio no laboratório, bem como nas soluções dos problemas encontrados. E também pelo bom humor sem o qual o dia a dia de trabalho ficaria mais cansativo. Às amigas do LTBM Renata Frederico e Renata Schmitt. Valeu pela força e pela ajuda sempre que precisei. E à MSc Renata Schmitt, pelo tempo “gasto” no auxílio das análises do Paup. Às minhas irmãs científicas Alexandra, Audrey, Rebecca, Maria José e Ana Fabíola, pela força no laboratório. Aos amigos do Laboratório de Genética Animal do INPA: Claudia, Aldaléia, Leandra, Eduardo, Denise, Jota, Cacá, Marco e Thiago. Obrigado pelas sugestões, bem como pelas festas no laboratório. Aos amigos do mestrado do GCBEV-2005, em especial ao Eduardo (Belugão), Fátima, Luciano, Walfran e Raimundo pelos momentos de descontração sem os quais o caminho seria mais difícil. À Hercilia e Alessandra, super secretárias do GCBEV. Sem elas os alunos iriam sofrer muito. Ao Sr. Ribeiro pelo auxílio na coleta em Barcelos. Ao Robertão, Mara, Marcelo, Ernani, Miguel e demais colegas do Laboratório de Citogenética Animal da Universidade Estadual de Ponta Grossa, pelo auxílio e por me iniciarem na vida científica. Aos casais de amigos Leandra e Igor, Waleska e Daniel e Eduardo e Tahisa pelos ótimos momentos de diversão, bem como pelo apoio nas horas que mais precisei. Ao Lineu Gross e Marilda Delfrate Gross, que além de terem me dado a Claudinha, são mais que sogros e sempre foram grandes amigos. É bom fazer parte da vida de vocês. À MSc. Maria Claudia Gross, pelo exemplo profissional, por ser a primeira revisora de tudo que faço, pelo apoio, pelas críticas e sugestões deste trabalho. E à minha esposa Maria Claudia, obrigado pelo companheirismo e amizade nas vii horas alegres e tristes, sempre com seu amor e carinho me incentivou a seguir adiante. É maravilhoso ter você ao meu lado. À Dra. Marielle Cristina Schneider, pelo exemplo de como age um excelente profissional. E à minha irmã Marielle, pelo incentivo e por mostrar como é maravilhosa a Biologia e a Genética. À minha irmã Silvia, a única da família que desertou a biologia e resolveu escrever a sua própria História. Obrigado pelo apoio e incentivo. E é ótimo ser irmão e amigo de vocês. Aos meus pais João Carlos Schneider e Edite Maria Schneider, que são meus exemplos de vida. Pai, obrigado por você ter feito parte da minha vida, os altos papos dentro do “Fiatão” jamais serão esquecidos, tudo valeu a pena. Mãe, obrigado por ter me incentivado a voltar a estudar, você tinha razão, como sempre. Sem o apoio e incentivo de vocês eu não teria crescido pessoal e profissionalmente. Amo vocês. viii RESUMO Os peixes ornamentais do gênero Carnegiella são conhecidos vulgarmente como peixe-borboleta, sendo que Carnegiella strigata é conhecido como peixe- borboleta rajado. Esta espécie pode ser encontrada na Guiana, Suriname, Colômbia, Bolívia, Peru e Brasil (bacia Amazônica) e aparentemente tem sua distribuição limitada a rios de água preta. Este trabalho apresenta preliminarmente a variabilidade genética de C. strigata, provenientes de três rios de água preta da Amazônia central. Foram genotipados 69 indivíduos de C. strigata utililizando seqüencias nucleotídicas dos genes ATPase 8/6 do DNA mitocondrial (646 pb) sendo que os espécimes foram coletados na bacia do rio Negro (cinco localidades), na bacia do rio Urubu (uma localidade) e bacia do Uatumã (duas localidades). Os dados mitocondriais evidenciaram altos níveis de variação genética que sugerem a presença de mais de uma unidade evolutiva. Um grupo foi formado por espécimens provenientes de Mauá, Urubaxi, Pixirituba e Tarumã (bacia do rio Negro) e Urubu (bacia do rio Urubu) e o outro grupo foi formado por espécimes provenientes do rio Uatumã e Barretinho (bacia do rio Uatumã) e Cajarizinho (bacia do rio Negro). As árvores gênicas mitocondriais (máxima parcimônia, máxima verossimilhança e distância genética) e análises de genética populacional (polimorfismo de DNA, AMOVA, Teste de Mantel) permitiram a identificação de 13 haplótipos agrupados em dois grupos monofiléticos segregantes. Cada uma das unidades evolutivas de C. strigata apresentou uma variação da distância genética distinta uma da outra, sendo que a distância genética entre as duas unidades evolutivas foi de 11,50%. Ambas unidades diferiram em 19,70% em relação à espécie irmã, C. marthae. Com base nos dados moleculares sugere-se uma antiga conexão entre as cabeceiras de alguns tributários do rio Negro e do rio Uatumã. Se assumirmos que cada uma das unidades evolutivas encontrada em C. strigata corresponde a uma espécie então muito provavelmente C. strigata engloba um complexo de espécies. Por outro lado, se assumirmos que cada uma das unidades evolutivas corresponda a uma população ou um grupo de populações divergentes geneticamente e eventualmente isolada reprodutivamente de outras unidades populacionais ix relacionadas, então se deve aplicar o conceito de Unidades Evolutivas Significativas (ESU – Evolutionary Significat Units). x ABSTRACT Ornamental fish species of the genus Carnegiella are commonly known as hatchetfish and in particular, Carnegiella strigata is known as the marbled hatchetfish. It is found in Guiana, Suriname, Colombia, Bolivia, Peru and Brazil (Amazon basin) and apparently is limited to black waters rivers. The present study is a preliminary assessment of the genetic variability of C. strigata from three black waters rivers in the Central Amazon. Sixty-nine specimens from five localities in the Negro river basin, one locality in the Urubu river basin and two localities in the Uatumã river basin were genotyped using the nucleotide sequence of mitochondrial ATPase 6/8 genes (646 bp). The mtDNA data resulted in unexpected high levels of variation that suggest the presence of more than