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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.41.2012.tde-17122012-200300
Documento
Autor
Nome completo
Juliana Machado Ferreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Morgante, Joao Stenghel (Presidente)
Develey, Pedro Ferreira
Magalhães, Anelisa Ferreira de Almeida
Miyaki, Cristina Yumi
Silveira, Luis Fábio
Título em português
Contribuição da genética de populações à investigação sobre o tráfico de fauna no Brasil: desenvolvimento de microssatélites e análise da estrutura genética em Paroaria dominicana e Saltator similis (Aves: Passeriformes: Thraupidae)
Palavras-chave em português
Microssatélites
Passeriformes
Tráfico de fauna
Resumo em português
O comércio ilegal de fauna é hoje uma das principais ameaças aos animais silvestres brasileiros, junto com a perda e degradação de habitats. O grupo pelo qual existe maior demanda é o das aves, principalmente as canoras. Paralelamente, o número de apreensões de aves provenientes do comércio ilegal tem crescido a cada ano. Apesar de um grande número de indivíduos não sobreviver, dos que sobrevivem, muitos são recuperados e estão, em teoria, aptos a voltarem à vida livre. Contudo, esforços de repatriação devem ser vistos com extrema cautela, já que grandes prejuízos podem ser trazidos para as populações naturais se inseridos nelas indivíduos de grupos genéticos diferentes. Com isso, tornam-se extremamente necessários estudos demográficos e de estrutura genética de espécies com grande demanda no comércio ilegal. Além de auxiliar tomadas de decisões sobre possíveis esforços de repatriação, estes estudos contribuirão com o maior conhecimento das espécies. Este projeto teve como objetivo o estudo da genética de populações de quatro espécies de passeriformes sabidamente de grande interesse para o comércio ilegal, procurando abranger a maior área possível de suas distribuições: o azulão (Cyanoloxia brissonii), o trinca-ferro (Saltator similis), o galo-da-campina (Paroaria dominicana) e o pixoxó (Sporophila frontalis). Foram realizadas 19 viagens a campo, coletadas 522 amostras (entre amostras de apreensão e de populações naturais) e outras foram obtidas por colaboração com diversas instituições. Foram construídas quatro bibliotecas genômicas com o intuito de desenvolver oligonucleotídeos iniciadores (primers) de marcadores microssatélites espécie-específicos, que foram posteriormente testados para as outras três espécies. Partido de mais de 700 clones sequenciados, foram descritos oito locos informativos para P. dominicana, nove para S. similis, sete para C. brissonii e quatro para S. frontalis. Por conta de dificuldade de obtenção de amostragens representativas, as análises populacionais foram realizadas com P. dominicana e S. similis. As análises de estrutura genética populacional (com 74 amostras) indicaram estruturação populacional sutil, porém significativa (p<0.01) para P. dominicana, com a descrição de três clusters: (1) nordeste, que englobou as localidades de coleta Paraíba, Trindade e Petrolina, e apresentou heterozigose observada (Ho) média de 0.736 e heterozigose esperada (He) média de 0.753; (2) sudoeste, composto pelas localidades Parnaguá, Beira Rio e Vitória da Conquista, com Ho 0.624 e He 0.731; e (3) leste, composto por Canudos e Feira de Santana, Ho 0.750 e He 0.768. A presença de estrutura genética nos marcadores nucleares e ausência no DNA mitocondrial (observada em estudos anteriores) podem indicar que existe filopatria dos machos e dispersão diferencial em P. dominicana. O teste kg não identificou sinal de expansão populacional, portanto, a hipótese de expansão populacional recente da espécie com base na expansão da Caatinga datada de quinze mil anos não foi corroborada. Foram encontrados sinais significativos de gargalo populacional recente com dois testes diferentes (Bottleneck e M-ratio) condizentes com a ocupação e degradação da Caatinga e a super-exploração da espécie nos últimos 200 anos. Além disso, os resultados permitiram o surgimento de uma nova hipótese, interessante para ser tratada em trabalhos futuros: um possível corredor de fluxo gênico entre os clusters nordeste e sudoeste, ao longo do Rio São Francisco. Por fim, foram também realizados testes de atribuição com 49 amostras de indivíduos da espécie provenientes de apreensões de fauna comercializada ilegalmente em São Paulo e todas foram atribuídas com probabilidade que variou de a 0.554 e 0.713 ao cluster nordeste. Essa tendência é relevante, e deverá ser levada em conta tanto para esforços de prevenção do tráfico da espécie, quanto o desenvolvimento de planos de repatriacão dos indivíduos apreendidos. Contudo, vale mencionar que, mesmo sempre sendo de suma importância que indivíduos apreendidos e reabilitados sejam soltos o mais próximo possível de sua real população de origem, dificilmente a mistura entre indivíduos de clusters diferentes levaria a uma depressão por exocruzamento. Não foi encontrada estrutura genética populacional significativa para S. similis (66 amostras) nem com a análise de diferenciação com populações definidas a priori, e nem através de duas análises de partição de amostras (análise discriminante de componentes principais e a realizada pelo Structure, baseada em algoritmo Bayesiano). Logo, não foi possível refutar a hipótese nula de pan-mixia. A espécie apresentou heterozigose média observada 0.643 enquanto que a esperada foi de 0.757. Os altos níveis de Hardy-Weinberg detectados sugerem que o cenário observado possa ser devido a efeitos demográficos. Os testes kg não identificaram sinal de expansão populacional recente. Entretanto, dois testes de gargalo populacional (Bottleneck e M-ratio) indicaram sinais de redução populacional recente, condizentes com a maior ocupação e degradação da Mata Atlântica e do Cerrado nos últimos 200 anos. A variação nos dialetos do canto observada para a espécie provavelmente está ligada à propagação do som nos diferentes ambientes e não a um isolamento genético entre populações. A ausência de estrutura genética permite afirmar que a probabilidade de ocorrência de depressão por exocruzamento causada por fluxo gênico entre indivíduos de origens diferentes é praticamente nula para S. similis
Título em inglês
Contribution of population genetics to investigation efforts on wildlife trafficking in Brazil: development of microssatelites and analysis of the genetic structure of Paroaria dominicana and Saltator similis(Aves: Passeriformes: Thraupidae)
Palavras-chave em inglês
Microssatelites
Passeriformes
Wildlife trafficking
Resumo em inglês
Wildlife trafficking is a major threat to Brazilian biodiversity, with millions of specimens withdrawn from nature every year to supply the consumer markets. In Brazil, the pet trade generates a major demand for birds. After seizure from the illegal trade, rehabilitation and release is one way of mitigating the negative impacts on wild bird populations, but those releases could create more problems for the natural populations. Knowledge of the species' genetic structure is crucial to help avoid the possibility of outbreeding depression and to guide responsible releases. This project´s main goal was the study of the genetic structure of four passerine species, among the most trafficked birds in Brazil: ultramarine grosbeak (Cyanoloxia brissonii), green-winged saltator (Saltator similes), red-cowled cardinal (Paroaria dominicana) and buffy-fronted seedeater (Sporophila frontalis). We obtained 522 tissue/blood samples (from individuals with known orginin as well as those seized from the ilegal trade) both in field work trips and through collaboration with various institutions. We built four species-specific genomic libraries, all of which were cross-tested in the other three sepcies. From over 700 sequenced clones, we developed eight informative microsatellite loci for P. dominicana, nine for S. similes, seven for C. brissonii and four for S. frontalis. Genetic structure analyzes were performed only for P. dominicana and S. similis due to the difficulty of obtaining representative samples for the other two species. Data was analyzed both with and without a priori definition of populations using discriminant analysis of principal components, Bayesian clustering algorithms, and fixation indices. Genetic structure of P. dominicana was inferred using 71 samples with known origin and subtle but significant (p<0.01) genetic structure was found, with the description of three clusters: (1) northeast, which encompass the sampling localities of Paraíba, Trindade e Petrolina, with mean observed heterozigosity (Ho) of 0.736 and mean expected heterozigosity (He) of 0.753; (2) southwest, which encompass the localites Parnaguá, Beira Rio e Vitória da Conquista, with Ho 0.624 and He 0.731; and (3) east, which encompass Canudos and Feira de Santana, with Ho 0.750 and He 0.768. Occurrence of outbreeding depression for this species is unlikely due to high gene flow among clusters. The presence of genetic structure for nuclear markers not detected for mtDNA (previous studies) indicates male philopatry and different dispersion patterns between male and females. No population expansion signal was detected using kg tests, which precludes us from corroborating a previously proposed hypothesis of population expansion congruent with the Caating expansion 15 thousand years ago. Two tests (Bottleneck e M-ratio) indicated the occurrence of recent population bottlenecks for P. dominicana, which can be explained by the intense occupation, habitat degradation and over-exploitation of the Caatinga in the last 200 years. We also propose a new hypothesis, to be tested in future studies: the existence of a dispersion route along the Sao Francisco river, promoting gene flow between northeast and southwest clusters. Furthermore, we performed assignment tests in 49 samples from specimens seized from the illegal trade in Sao Paulo. All of them were assigned to the same "northeast" cluster with probability 0.554-0.713, showing a clear trend and a relevant result which corroborates police intelligence information. For S. similis, no significant genetic structure was detected (using 66 samples), so we could not refut the pan-mixia null hypothesis. Although this species' range is a large, and now fragmented area, the possibility of outbreeding depression resulting from mixing populations is higly unlikely, which does not preclude consideration of other characteristics prior to release into the wild. The observed heterozigosity was 0.643 while the expected was 0.757. High levels of deviations from Hardy-Weinberg equilibrium may be due to population fluctuations. No population expansion signal was detected (kg test), but two tests (Bottleneck e M-ratio) indicate the occurrence of recent population bottlenecks, which could be related to the intense occupation, habitat degradation and over-exploitation of the Cerrado and Atlantic Forest in the last 200 years. Variation in song dialects observed in this species is probably related to characteristics of sound propagation in different environments, rather than to genetic isolation. Knowledge of genetic structure is one of the most important steps towards intelligent management of rehabilitated seized animals
 
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Juliana_Ferreira.pdf (5.07 Mbytes)
Data de Publicação
2013-01-31
 
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