Barcode of Life Project QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture.

Transcrição

1 Daniel C. Carvalho PUC-Minas Barcode of Life Project QuickTime and a TIFF (Uncompressed) decompressor are needed to see this picture. Potencialidades do uso de DNA Barcode na gestão de recurs os pesqueiros

2 Qual impacto na biodiversidade é irreversível? a) Perda de habitat b) Exploração excessiva c) Introdução de espécies exóticas d) Extinção Cativeiro falhou?! Importância da aquacultura no entendimento da reprodução de espécies nativas Aquário Zoo Belo Horizonte

3 O que é DNA Barcode? Desenvolvimento de etiquetas de DNA para identificação genética 650 pb Surubim - Pseudoplatystoma corruscan Curimba - Prochilodus costatus

4 DNA Barcoding Hebert et al. (2003) propôs a utilização de 650 pb do gene mitocondrial cox1 como um sistema bio-identificador universal. Entretanto, este sistema bio-identificador necessitaria ser desenvolvido/testado para cada espécie/grupo. Marcador Animal = COI Marcadores Vegetal = rbcl e Matk

5 Lançado em verba inicial 20 M

6 DNA Barcoding É possível identificar todas espécies vivas utilizando uma sequencia de DNA de 650 pb? 15 posições de nucleotídeos = (4 15 ) possibilita a combinação de 1 bilhão de códigos; mtdna 100 vezes o número necessário para discriminar todos os organismos v ivos na Terra. Divergências intra-específicas (0-1%) devem ser menores que divergências inter-específicas (2-5%).

7 Qual é a utilidade dessa ferramenta? Descrição da biodiversidade Taxonomia Molecular Identificação de espécies crípticas Análise de conteúdo estomacal Fiscalização Inventários

8 Conservação Devastação sem precedentes; Taxa de extinção vezes acentuada; Desde 1500: 884 extinções; 38% das espécies (IUCN, 2008) estão ameaçadas; Peixes Perda de habita, sobrexplotação e espécies invasoras são principais ameaças; Ecossistemas de água doce (EAD) estão extremamente ameaçados; Taxa de extinção em EAD - 5X maior do que em ambientes terrestres.

9 Descrição da Biodiversidade A descrição de espécies, unidade básica na qual a biodiversidade é mensurad a, é essencial para: Cálculo preciso de taxas de extinção; Estabelecimento de prioridades para conservação; Reconhecimento de linhagens essenciais para o ecossistema. Como estamos? Linnaeus, Systema Naturae espécies (Mayr, 1969) Atualmente: milhões (May 1988,1990, 1992) Número de espécies estimado: milhões.

10 Descrição da Biodiversidade Temos aproximadamente 10% das espécies descritas! Média de sp descritas por ano desde Linnaeus; Atualmente, sp são descritas por ano; É necessário o incremento em 10X para que pelo menos 15 milhões sejam descritos até Megadiversidade Brasileira Falta de recursos e especialistas. Auxílio de novas tecnologias - moléculas. Sinergismo é fundamental!

11 Campanhas

12 DNA Barcoding - A Cadeia Analítica Specimen Collection Data Web-Accessible Data and DNA Barcode Tissue Sample Photograph Extract DNA PCR Amplify Sequence

13 Bando de Dados BOLD

14 Armazenamento de Dados - BOLD Collection Data Photographs Specimen Data Sequences

15 Barcode no Brasil

16 Localização da origem de amostras

17 Barcode no Brasil - Barcode genético desenvolvido para 101 espécies, em 75 gêneros e 22 famílias - aproximadamente 50% da fauna; - As distância genética média entre espécies, gêneros, famílias e ordens foi de: 0.5%, 10.6%, 21%, 22% e 24.4%. - Com exceção de 2 espécies (Bryconamericus stramineus and Piabina argentea), todos clados foram monofiléticos; - Pelo menos 8 espécies crípticas (divergência intra-específica variando de 2.2 a 10%).

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20 Aplicações na Certificação de Pescado

21 Amostras de peixe inteiro vendidas como Surubim

22 Amostras de filés vendidas como Surubim

23 Agência Regulatória Americana- FDA Lista oficial de espécies (nome científico) vinculada ao nome comercial de cada espécie.

24 O Dourado Salminus franciscanus Salminus brasilenses Divergência no gene COI 5%

25 Outras espécies compartilhadas entre São Francisco e Paraná Callichthys callichthys Synbranchus marmoratus Leporinus obtusidens Crenicichla lepidota Pseudoplatystoma corruscans Pimelodus maculatus Gymnotus carapo

26 Unidades Evolutivas (ESU) em surubim (P. corruscans) 0.2%

27 Projeto Barcode Brasil Br-BOL

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29 Dados sobre o Br-BOL Principais resultados esperados Sequenciamento de barcodes para 50% da ictiofauna brasileira Identificação dos peixes a partir de filés, barbatanas e fragmentos de peixes; Identificação de produto beneficiados de peixes (conservas de peixes, peixe seco, ha mburger) Identificação de espécies ameaçadas ou protegidas; Identificação de presas no conteúdo estomacal; Potencial uso em material arquivado e de museu (taxonomia) Detecção de novas espécies e espécies crípticas.

30 DNA Barcoding Vantagens Permite a rápida identificação de espécies, mesmo que não apresentem caracteres morfológicos clássicos; Indica grupos onde haja necessidade de maiores estudos morfológicos (espécies crípticas); Permite análises forenses (rastreabilidade de dados); Agrega valor a coleções taxonômicas; Acelera o conhecimento e descrição de novas espécies

31 DNA Barcoding Problemas Híbridos - mtdna apresenta herança materna; Espécies recentes com baixa diferenciação genética; Alguns grupos problemáticos - Plantas e Esponjas Análise multilocus em Plantas (MatK e rbcl)

32 O problema não é relacionado ao COI

33 Tecnologias muito novas! NGS - Sequenciamento de nova geração > pares de base (pb) por segundo >10 gigabases ( pb) de sequencia em 24 horas >Custo: $900

34 Abordagens em Ecologia Molecular Levantamento de ictiofauna baseado em amostras de água. 15ml de água coletada edna

35 Pelobates fuscus

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37 Paradoxo genética x espécies invasoras Entendimento do efeito da perda de diversidade genética; Paradoxo: Como espécies introduzidas em um novo ambiente, baixo número inicial, efeito fundador e baixa d iversidade genética, conseguem tornar-se invasoras? Nicho vago, pressão de propágulo, armadilha evolutiva, efeito naiveté. Modelo: tucunaré.

38 Heterozygosity Heterozygosity Heterozygosity Heterozygosity mtdna Microssatélites Native Invasive Cichla kelberi TO ITU FU ML TRM TO ITU TRM RD Populations Cichla piquiti TO ITU FU ML RD Populations TO ITU FU ML Populations Populations RA NPA FIS % poli He RA NPA FIS R N F % H % poli L HsR RA A N PA NPA F IS FIS % poli % Hs po Hs pb (Região Controle) TO ITU FU ML 0.000

39 Obrigado