MANEJO GENÉTICO NO PROGRAMA DE ESTOCAGEM DA CESP. Biól. Danilo Caneppele Biól. João Henrique Pinheiro Dias Eng. René Alberto Fuster Belmont

Transcrição

1 MANEJO GENÉTICO NO PROGRAMA DE ESTOCAGEM DA CESP Biól. Danilo Caneppele Biól. João Henrique Pinheiro Dias Eng. René Alberto Fuster Belmont

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3 Seis usinas hidroelétricas 52 unidades geradoras

4 Maior empresa de geração do Estado de São Paulo. Potência instalada total de 7.455,30 MW km 2 de área e km de perímetro de reservatórios. UHE Engenheiro Sergio Motta (Porto Primavera)

5 Estação de Hidrobiologia e Aqüicultura de Paraibuna

6 Piabanha (Brycon insignis) Pirapitinga do sul (Brycon opalinus) Piava Bicuda (Leporinus conirostris) Piau Palhaço (Leporinus copelandii) Surubim do Paraíba (Steindachneridion parahybae)

7 Estação de Hidrobiologia e Aqüicultura de Jupiá

8 Piracanjuba (Brycon orbignyanus) Dourado (Salminus brasiliensis) Piapara (Leporinus elongatus) Curimbatá (Prochilodus lineatus) Pacu guaçu (Piaractus mesopotamicus)

9 Jaú (Zungaro jahu) Pintado (Pseudoplatystoma corruscans) Jurupoca (Hemisorubim platyrhynchus)

10 MANEJO PESQUEIRO Integração de informações biológicas, ecológicas, sociais, culturais, econômicas e políticas em decisões que resultem na conservação da diversidade biológica e na sustentação da produção pesqueira comercial ou esportiva. (AGOSTINHO & GOMES, 1997)

11 OBJETIVOS DO MANEJO PESQUEIRO CONSERVAÇÃO: manutenção da diversidade de espécies, com densidades populacionais acima dos limites demográficos e genéticos restritivos à sobrevivência. EXPLOTAÇÃO: manutenção de rendimentos pesqueiros ecologicamente sustentáveis.

12 ESTRATÉGIAS DE MANEJO PESQUEIRO ORDENAMENTO PESQUEIRO: interdição temporal (piracema); interdição espacial; regulamentação de aparelhos de pesca (tipos, malhas etc.) e esforço (tamanho mínimo de captura, número de exemplares). MANEJO DE HABITATS: proteção e/ou restauração de sítios de desova e reprodução; reflorestamento ciliar; sistemas artificiais. MANEJO DE POPULAÇÕES: direcionamento de esforço; estocagem.

13 TIPOS DE ESTOCAGEM Introdução: proibida no Brasil. Reintrodução: quando a estocagem envolve uma espécie que já ocorreu no ambiente estocado. Acréscimo ou suplementação: estocagem em população existente, visando aumentar tamanho da população ou variabilidade genética. Manutenção de estoques: quando o estoque não é mais auto-sustentável, não sobrevivendo sem a estocagem.

14 Perda, degradação e/ou isolamento de habitats. Sobrepesca DEPLEÇÃO DE ESTOQUES Variações temporais? Competição Predação Parasitismo Patógenos Perdas genéticas Depressão endogâmica Depressão exogâmica Adaptado de Agostinho et al., no prelo

15 Nenhuma medida de manejo é requerida. Não Há restrições ao estoque pesqueiro? Sim Adaptado de Agostinho et al., no prelo Sim Esforços para mitigação. A estocagem pode incrementar a recuperação populacional? Não Considerar outras estratégias de manejo. Considerar outras estratégias de manejo. Sim Não Quais são as restrições? As restrições existentes podem ser solucionadas ou mitigadas? Não Ocorre recrutamento natural? Não A estocagem pode manter os estoques pesqueiros? Sim Sim Sim A estocagem pode incrementar os estoques pesqueiro? Não Considerar outras estratégias de manejo. Estocagem para restauração. Estocagem para manutenção. Estocagem para manutenção.

16 PROBLEMAS DA ESTOCAGEM Introdução de espécies associadas (parasitas e patógenos). Desequilíbrios e alterações na estrutura da ictiofauna receptora. Degradação genética dos estoques nativos (gargalo genético, endogamia, perda de variabilidade genética e capacidade reprodutiva, domesticação).

17 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Diversidade genética: é a variedade de alelos e genótipos presentes no grupo sob estudo (populações, espécies ou grupos de espécies). (FRANKHAM et al., 2008)

18 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Diversidade é a matéria prima sobre a qual a seleção natural atua para permitir a adaptação e evolução dos organismos e sua adequação às mudanças ambientais; sua perda reduz o potencial evolutivo e o sucesso reprodutivo. (FRANKHAM et al., 2008)

19 CONCEITOS FUNDAMENTAIS A diversidade genética é medida em termos de frequência alélica ou gênica (frequência de um alelo em particular na população), diversidade alélica (número médio de alelos por locos) e heterozigosidade (H: soma das proporções de heterozigotos em todos os locos amostrado). (FRANKHAM et al., 2006)

20 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Deriva genética: mudanças entre gerações na composição genética de uma população, devido à amostragem ao acaso em pequenas populações, resultando em perda de diversidade genética. (FRANKHAM et al., 2008)

21 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Efeito Fundador: isolamento de pequena parcela da população original, criando nova população na qual alelos de freqüência já elevada na população original são super-representados e alelos de baixa freqüência podem ser perdidos. (PENA, 2006)

22 Fragmentação e perda de habitats naturais Redução de disponibilidade de habitats Alterações qualitativas de habitats disponíveis Isolamento de pequenas populações

23 Erosão da variabilidade genética Deriva genética, efeito fundador: perda de alelos AB a ab B AB ab Ab a B a B AB Ab ab AB

24 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Depressão endogâmica: redução na reprodução, sobrevivência e outros caracteres quantitativos devido ao endocruzamento. Depressão exogâmica: redução no sucesso reprodutivo devido ao cruzamento entre populações distintas, ou subespécies ou espécies.

25 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Peixes migratórios em uma mesma bacia não são necessariamente populações grandes e panmíticas: Prochilodus argenteus (HATANAKA & GALLETTI, 2006); Leporinus elongatus (MOLINA et al., 2008); Brycon insignis (MATSUMOTO & HILSDORF, 2009). UNIDADES REPRODUTIVAS GENETICAMENTE DIFERENCIADAS ou UNIDADES EVOLUTIVAMENTE SIGNIFICANTES: populações da mesma espécie, mas com estruturas genéticas diferenciadas em função de padrões de distribuição geográfica ou outros fatores; devem ser tratadas como unidades de manejo discretas.

26 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Tamanho efetivo: tamanho ideal para transmissão da mesma variância nas freqüências alélicas e/ou o mesmo nível de endogamia à geração seguinte; mede a representatividade genética de uma geração atual em relação à anterior. (VENKOVSKI, 1987; SEBBENN & SEOANE, 2006)

27 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Qual o tamanho efetivo necessário? Objetivo N e Evitar depressão 50 endogâmica Reter potencial evolutivo 500 Tamanho efetivo de 50 indivíduos pode reter a variabilidade genética em locos com dois alelos, em uma população sem sobreposição de gerações, ao longo de 10 gerações. (FRANKEL & SOULÉ, 1981)

28 CONCEITOS FUNDAMENTAIS N e ~ 4N ef *N em / (N ef + N em ) Onde N ef : número efetivo de fêmeas reproduzindo e N em é o número efetivo de machos reproduzindo.

29 MANEJO GENÉTICO DE POPULAÇÕES FRAGMENTADAS Aumento das dimensões e qualidades do habitat. Aumento das taxas de fluxo gênico através de translocações. Criação de corredores de habitats (transposição). Restabelecimento de populações em habitats adequados onde a espécie tenha sido extinta (estocagem para repovoamento).

30 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS Reprodução em ambiente natural Reprodução em piscicultura Seleção natural intensa Seleção natural atenuada Sobrevivência de genótipos de aptidão elevada Aptidão média reduzida

31 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS redução da aptidão média da população, alterando as taxas de sobrevivência e de renovação perda da qualidade genética do estoque receptor (população silvestre) em função dos aumentos dos níveis de consangüinidade (VIEIRA & POMPEU, 2001) Redução do pool gênico populacional e aumento da consangüinidade, causando decréscimo das taxas de sobrevivência, crescimento e conversão alimentar e aumento da ocorrência de anomalias. (AGOSTINHO et al., 2007)

32 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS

33 PROBLEMAS GENÉTICOS POTENCIAIS NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS PARA ESTOCAGEM TIPO DO ESTOQUE CARACTERÍSTICAS PROBLEMAS POTENCIAIS Doador Fundador População selvagem da espécie manejada Exemplares a partir do quais se compõe o estoque reprodutor Ausência ou insuficiência de informações sobre a biologia e genética populacional da espécie. Perda da heterozigose e da diversidade alélica (efeito fundador); seleção para as condições de cultivo.

34 PROBLEMAS GENÉTICOS POTENCIAIS NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS PARA ESTOCAGEM TIPO DO ESTOQUE CARACTERÍSTICAS PROBLEMAS POTENCIAIS Reprodutor Repovoador Receptor Reprodutores efetivamente utilizados para a produção de alevinos Alevinos utilizados para estocagem População silvestre da espécie manejada Tamanho efetivo insuficiente para retenção da diversidade genética. Consangüinidade e deriva genética; falta de adaptação às condições do reservatório. Hibridação, alteração das freqüências de alelos. (Adaptado de TOLEDO-FILHO et al., 1992 )

35 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS (a)o estoque fundador deve ser formado a partir de estoque doador selvagem, ou seja, peixes que ocorram naturalmente na bacia hidrográfica; b) o estoque fundador deve ser coletado na mesma bacia onde se encontra o reservatório a ser repovoado; c) tratando-se de espécie de piracema, o estoque fundador deve ser coletado em vários pontos geográficos da bacia (salvo na ocorrência de unidades reprodutivas geneticamente diferenciadas);

36 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS d) o estoque fundador deve ser constituído por um mínimo de 50 peixes, com proporção sexual de 50% de fêmeas e 50% de machos, sendo recomendável uma quantidade maior de exemplares, visto que nem todos podem apresentar gametogênese no período reprodutivo, o que diminuiria o tamanho efetivo; e) o tamanho efetivo do estoque reprodutor deve ser maximizado; f) deve ser evitada a seleção do estoque reprodutor para somente uma determinada época de desova e espermiação;

37 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS g) devem ser realizados cruzamentos rotativos entre peixes oriundos de diferentes pontos geográficos da bacia (salvo na ocorrência de unidades reprodutivas geneticamente diferenciadas).

38 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS Supondo 25 casais: N e ~ 4*25*25 / ( ) N e ~ 2500 / 50 = 50.0

39 MANEJO GENÉTICO NA PRODUÇÃO DE ALEVINOS Supondo 50 fêmeas e 20 machos: N e ~ / ( ) N e ~ 4000 / 70 = 57.1

40 A ESTOCAGEM FUNCIONA? A estocagem do pacu (Piaractus mesopotamicus) no reservatório de Jupiá apresenta coeficiente de correlação de 0,757 (p<0,05) com a produção pesqueira profissional e esportiva da espécie naquele ambiente (período 1999/2003); em Três Irmãos não há correlação. Produção Pesqueira (kg) Alevinos.hectare -1

41 A ESTOCAGEM FUNCIONA? A estocagem do corimba (Prochilodus lineatus) no reservatório de Jupiá apresenta coeficiente de correlação de 0,944 (p<0,05) com a produção pesqueira profissional da espécie naquele ambiente (período 1994/2003); em Três Irmãos não há correlação. Produção Pesqueira (kg) Alevinos.hectare -1

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43 Revista Terra da Gente, dezembro de 2006

44 BANCO DE GERMOPLASMA DA ICTIOFAUNA AMEAÇADA DO RIO PARAÍBA DO SUL

45 Objetivos do Projeto Mapear as populações remanescentes das espécies ameaçadas nos rios e riachos da bacia do Paraíba do Sul;

46 Objetivos do Projeto Formar banco de germoplasma das populações identificadas na natureza, por meio da captura e manutenção de indivíduos vivos (reprodutores) e de material genético criopreservado;

47 Objetivos do Projeto Identificar e avaliar por meio de marcadores moleculares, os níveis de variabilidade genética intra e inter populacional, afim de se conhecer o potencial biológico das populações estudadas; EcoR I Hinc II

48 Objetivos do Projeto Elaborar metodologia de controle de acasalamentos e reintrodução de alevinos, baseadas na distribuição genética das populações selvagens, visando assegurar a representatividade genética das espécies ameaçadas;

49 Objetivos do Projeto Desenvolver e/ou aprimorar tecnologias de criopreservação de sêmen; Avaliar o estado de conservação dos rios e seus entornos, onde os peixes serão capturados.

50 Metodologia Levantamento da distribuição das populações selvagens (informações de populações ribeirinhas, colônias de pescadores, instituições de pesquisa e conservação), compondo mapas preliminares de distribuição das populações selvagens.

51 Metodologia Marcação eletrônica com transponders, formando banco de dados com identificação de indivíduos e lotes, e informações sobre origens (locais e datas de captura ou produção).

52 Metodologia Caracterização genética das populações de cada espécie; definição de estratégias de cruzamentos planejados para ampliação da variabilidade genética dos lotes reintroduzidos.

53 Produção Científica e Tecnológica Cooperações com CEPTA/ICMBio, IP/SP, UFLA, UFOP, UMC, UNESP, UNIOESTE e USP; Dois projetos de Pesquisa e Desenvolvimento ANEEL; 17 resumos em eventos científicos (dois em evento internacional); Sete trabalhos completos em eventos científicos; Três artigos em revistas.

54 GRATOS! Biól. João Henrique Pinheiro Dias Biól. Danilo Caneppele Eng. René Alberto Fuster Belmont