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Publication
Study of genetic gradients among populations of Atlantic anchovy (Engraulis encrasicolus L.) located along marine ecotones
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 32.87 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The Quaternary climate oscillations had a major role in shaping the genetic
architecture of living species. In the marine realm, the apparent lack of physical
barriers to dispersal allows organisms to track optimum physiological conditions by
displacing their distribution ranges. The European anchovy Engraulis encrasicolus is
a small pelagic fish that has a broad distribution range in the Atlantic Ocean. Despite
the high ability for dispersal, this species exhibit an unusual population structure and
two mitochondrial clades clinally distributed along the eastern Atlantic and the
Mediterranean. In the present thesis, we investigated North Atlantic anchovy’s
response to climate cycles at the leading edges of the distribution range. These small
pelagic fishes massively followed suitable thermal conditions cyclically over the
Pleistocene and therefore were able to preserve high levels of genetic diversity. We
further explored the variation of the mitochondrial clades of the European anchovy
and found that the anti-tropically distributed clade is under positive selection,
suggesting that temperature is shaping the contemporary distribution of mtDNA clade
frequencies. The Old World Anchovies (OWA) complex, of which the European
anchovy is part, has taxa distributed in the Pacific and Atlantic oceans. This complex
originated at 3.16 Ma in the Indo-Pacific during the late Pliocene and split in two
groups, one that remained in the Pacific Ocean and one that colonized the Atlantic
Ocean during the Pleistocene (0.62 Ma). The genetic patterns among the OWA
indicate no genetic diferentiation between putative species from the Atlantic Ocean,
and low levels of ongoing geneflow between Atlantic and Pacific anchovies. Within
the Pacific Ocean, two well supported mitochondrial clades reveal ancient trans-
Equatorial migrations, while nuclear loci support contemporary admixture.
As oscilações climáticas do Quaternário tiveram um papel fundamental na modelação da arquitectura genética das espécies vivas. No meio marinho a aparente ausência de barreiras físicas à dispersão permite que os organismos desloquem as suas áreas de distribuição de forma a acompanhar o seu óptimo ambiental. O biqueirão Engraulis encrasicolus é um pequeno peixe pelágico com ampla distribuição no Oceano Atlântico. Apesar de ter uma elevada capacidade de dispersão, esta espécie tem padrões pouco usuais para uma espécie com estas características apresentando um elevado grau de estrutura populacional e duas linhagens mitocondriais que se distribuem clinalmente ao longo do Atlântico Este e do Mediterrâneo. Na presente tese, investigámos a resposta aos ciclos climáticos dos biqueirões do Atlântico Norte, em particular das populações com distribuição geográfica marginal. Estes pequenos peixes pelágicos acompanharam ciclicamente as condições térmicas que lhe são mais favoráveis ao longo do Pleistoceno e, desta forma, preservaram os elevados níveis de diversidade genética. Explorámos também a variação dos grupos mitocondriais do biqueirão e descobrimos que o clade com distribuição anti-tropical está sob selecção positiva, sugerindo que a temperatura modela a distribuição contemporânea da frequência dos clades mitocondriais. O complexo de espécies designado por “Old World Anchovies”, do qual o biqueirão faz parte, é composto por seis taxa distribuídos nos oceanos Pacífico e Atlântico. Este complexo teve origem há 3.16 Ma no Indo-Pacífico no fim do Plioceno e dividiu-se em dois grupos, um que permaneceu no Pacífico e outro que colonizou o Oceano Atlântico durante o Pleistoceno (0.62 Ma). Os padrões genéticos das “old world anchovies”, indicam que não há diferenciação genética entre as espécies putativas do Oceano Atlântico, mas que os níveis de migração contemporânea são baixos entre os biqueirões do Atlântico e do Pacífico. No Oceano Pacífico, os dois clades mitocondriais revelam migrações trans-Equatoriais anteriores ao último máximo glaciar, enquanto que os loci nucleares suportam migrações contemporâneas.
As oscilações climáticas do Quaternário tiveram um papel fundamental na modelação da arquitectura genética das espécies vivas. No meio marinho a aparente ausência de barreiras físicas à dispersão permite que os organismos desloquem as suas áreas de distribuição de forma a acompanhar o seu óptimo ambiental. O biqueirão Engraulis encrasicolus é um pequeno peixe pelágico com ampla distribuição no Oceano Atlântico. Apesar de ter uma elevada capacidade de dispersão, esta espécie tem padrões pouco usuais para uma espécie com estas características apresentando um elevado grau de estrutura populacional e duas linhagens mitocondriais que se distribuem clinalmente ao longo do Atlântico Este e do Mediterrâneo. Na presente tese, investigámos a resposta aos ciclos climáticos dos biqueirões do Atlântico Norte, em particular das populações com distribuição geográfica marginal. Estes pequenos peixes pelágicos acompanharam ciclicamente as condições térmicas que lhe são mais favoráveis ao longo do Pleistoceno e, desta forma, preservaram os elevados níveis de diversidade genética. Explorámos também a variação dos grupos mitocondriais do biqueirão e descobrimos que o clade com distribuição anti-tropical está sob selecção positiva, sugerindo que a temperatura modela a distribuição contemporânea da frequência dos clades mitocondriais. O complexo de espécies designado por “Old World Anchovies”, do qual o biqueirão faz parte, é composto por seis taxa distribuídos nos oceanos Pacífico e Atlântico. Este complexo teve origem há 3.16 Ma no Indo-Pacífico no fim do Plioceno e dividiu-se em dois grupos, um que permaneceu no Pacífico e outro que colonizou o Oceano Atlântico durante o Pleistoceno (0.62 Ma). Os padrões genéticos das “old world anchovies”, indicam que não há diferenciação genética entre as espécies putativas do Oceano Atlântico, mas que os níveis de migração contemporânea são baixos entre os biqueirões do Atlântico e do Pacífico. No Oceano Pacífico, os dois clades mitocondriais revelam migrações trans-Equatoriais anteriores ao último máximo glaciar, enquanto que os loci nucleares suportam migrações contemporâneas.
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Keywords
Biologia Teoria evolutiva Anchova Mundo antigo Seleção natural Filogeografia Biogeografia Migrações Dispersão Colonização