El Laboratori d’Ictiologia Genètica
Laboratori d’Ictiologia Genètica
8G*
Departament de Biologia. Universitat de Girona
Línees de recerca basades en l’estudi genètic de poblacions Actualment, està format per 8 doctors i 3 investigadors predoctorals Grup qualificat com a Grup de Recerca de Qualitat per la Generalitat de Catalunya l’any 1993 i consolidat l’any 1996. Reconegut com a Grup de Recerca Consolidat (AGAUR 2005SG01065). Grup de Recerca reconegut i finançat per la Generalitat de Catalunya (AGAUR 2009SGR 144)
El Laboratori d’Ictiologia Genètica
S’inicia amb els treballs amb truita comuna. Al cap de pocs anys comencen els treballs amb espècies marines. Més endavant es fan treballs amb mamífers. Recentment s’han iniciat projectes per treballar també amb espècies invasores. Inicialment s’utilitzava l’anàlisi de proteïnes enzimàtiques, que ha estat reemplaçat per les tècniques amb DNA. Els resultats que s’obtenen són d’aplicació en els camps de la gestió pesquera i en la conservació de poblacions i espècies, i també en l’aclariment de relacions taxonòmiques no ben definides.
La importància dels estudis genètics en la gestió i conservació
Conèixer la possibilitat d’adaptació dels individus als canvis ambientals Definir unitats poblacionals diferenciades, i unitats de gestió-conservació Mantenir poblacions viables (evitar l’extinció)
Són els gens, i no els individus, els que es transmeten al llarg de les generacions. La diversitat genètica és la que permetrà a la població, i per extensió a l’espècie, adaptar-se els canvis i sobreviure a llarg termini.
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna i l’espinós
Els treballs amb truita comuna (Salmo trutta) s’inicien el 1988 amb la tesi del Dr. JL GarcĂa-MarĂn, a partir d’un contracte amb el DARP i continuen fins a l’actualitat.
Els treballs amb espinós (Gasterosteus aculeatus) s’inicien l’any 2007 en col¡laboració amb l’empresa Sorelló i continuen fins a l’actualitat.
La truita comuna
La truita comuna Ês la única espècie que es distribueix de forma natural en rius d’alta muntanya dels Pirineus, per sobre dels 1000m d’altitud. Necessita d’aigßes netes, fredes i ben oxigenades (tª òptima 4ºC-19,5ºC)
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna
La truita comuna ĂŠs una espècie amb un gran valor comercial i sobretot esportiurecreatiu que sostĂŠ un important sector turĂstic d’alta muntanya
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna
La Direcció General del Medi Natural i Biodiversitat, juntament amb el Consell de Pesca Continental de Catalunya i els Consells Territorials de Pesca regulen l’explotació d’aquesta espècie.
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna
LA TRUITA COMUNA ÉS UNA ESPÈCIE VULNERABLE
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna
La principal mesura de gestió aplicada perquè les poblacions poguessin mantenir una pressió de pesca per sobre de la seva capacitat ha estat la repoblació amb exemplars de centre piscícola l’origen nord-centre europeu
Aquestes mal anomenades repoblacions s’han convertit en una de les principals amenaces en la conservació de poblacions autòctones
L’espinós
Al Mediterrani de la Península l’espinós es distribueix en aigües dolces on habita en alguns trams mitjans i baixos de rieres d’aigües netes i clares amb abundant vegetació.
L’espinós
L’espinós no té un interés comercial, i per tant, les seves poblacions no estan incloses en cap pla de regulació.
Aquesta espècie, però, representa un element molt important en la biodiversitat dels nostres rius.
L’espinós
L’alteració de l’hà bitat i la introducció d’espècie al¡lòctones són les principals amenaces a la conservació de les poblacions d’espinós
L’ESPINĂ“S ÉS UNA ESPĂˆCIE EN PERILL D’EXTINCIĂ“
L’espinós
!
Riu DarĂł
L’Orlina
Ullals de Baltasar
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
METODOLOGIA
1.Ter a 2.Ter b 3.Queralbs 4.Massanes 5.Núria 6.Rigart
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Electroforesi de proteïnes enzimàtiques (allozims) Anàlisi del DNA mitocondrial (seqüenciació del DNA) Anàlisi de DNA de seqüències repetitives (microsatèl.lits)
METODOLOGIA
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Distribució dels llinatges mitocondrials a Europa
*90/*100 *90/90
La seqüenciació de la regió control del DNA mitocondrial ens indica que els llinatges evolutius de truita comuna que es distribueixen als rius mediterranis són clarament diferents dels que trobem a la resta d’Europa
2004. Mol. Phyl. Evo. 33: 831-844
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
2004. Mol. Phyl. Evo. 33: 831-844
RESULTATS I DISCUSSIÓ
RESULTATS I DISCUSSIĂ“
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Distribució dels principals grups genètics descrits per allozims
Els marcadors proteics (allozims) ens indiquen tambÊ una singularitat genètica en les poblacions mediterrà nies, i una distribució en mosaic dels diferents grups evolutius (adrià tic i mediterrani) en els nostres rius
2000. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 57: 2201-2210 2002. Cons. Gen. 3: 385-400
RESULTATS I DISCUSSIĂ“
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
$ !
" )
' # % ' # ' ) !
Reconstrucció filogenètica: CS-NJ % * + # , * !
" #
% &
' ( &
' & * ! +- . / ,- 0 !1 - 2 " 2 3 - - ! % . 2 - ! . ' 4
'' 5 + '" * 3
)/5
' . 6
' % 7 2002. Cons. Gen. 3: 385-400
)57
)67
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Distribució dels principals grups genètics descrits per microsatèl.lits 2,00
CONCA
LOCALITAT
TER
1-Vallter1 2-Vallter2
FRESER
2
3-Núria 4
4-Freser LLOBREGAT
5-Riutort
PALLARESA
6-Pla de Boet
TER 1
3
13 10 14 9 7 12 8 RIBAGORÇANA PALLARESA 11
7-Ermita 8-Palomera
0,00
6
8-Ainet 10-Manyanet
-2,00
11-Filià RIBAGORÇANA
CONCA
12-Conangles
ENTRE RIUS
DINS DE RIUS
13-Cavallers
Ter
27.64 %
3.54 %
14-Nicolau
Noguera Pallaresa
6.43 %
7.23 %
Noguera Ribagorçana
1.85 %
30.66 %
2007. Congres SEG
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els efectes de les repoblacions
LDH-C*90
LDH-C*100
Les repoblacions s’han fet amb exemplars d’origen nord-centre europeus que són clarament diferents als exemplars natius. En base als diferents marcadors moleculars podem distingir clarament els exemplars natius dels híbrid i dels de centre piscícola, i podem avaluar quin és l’estat de les nostres poblacions
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
100% 90 80% 70% 60% 50% 40%
allozims *100/100
*90/*100
30% 20%
*90/90
10% 0% 1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
microsatèl.lits RFLP-DNA
En base als diferents marcadors moleculars podem distingir clarament els exemplars natius dels híbrid i dels de centre piscícola, i podem avaluar quin és l’estat de les nostres poblacions
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Diversitat genètica Intrapoblacional (HS ) Poblacions naturals actuals Poblacions natives ancestrals
Diferenciació genètica entre poblacions (FST)
0.044
0.472
0.029
0.615 39.6%
28.7%
1993 HT = 0.078 17.5%
1999 HT = 0.075 11.7%
93
99
LDH-C*90 2004. J. Fish Biol. 65 (Supl. A): 28-37
93
99 GST
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
1993
1999
2004
2006
Ter
0.000
0.000
0.000
0.000
Núria
0.000
0.000
0.035
0.021
Rigart
0.100
0.000
Massanes
0.000
0.091
Riutort
0.155
0.458
0.250
0.545
Pla de Boet
0.400
0.567
0.714
-
Cardós
0.040
0.000
0.013
0.028
Manyanet
0.000
0.000
0.141
0.024
Filià
0.429
0.519
0.346
0.348
Sant Nicolau
0.179
0.180
0.156
0.116
Cavallers
0.000
0.241
0.284
0.264
Conangles
0.159
0.200
0.118
0.375
PROMEDIO
0.136
0.216
0.206
0.191
2008. Ecol. Freshw. Fish 17: 610-617
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
RESULTATS I DISCUSSIÓ
a llare s N. P a
N. Riba gorçan a
Reserves genètiques de truites
Ter
Llobregat Segre
1997
2009. Conserv. Biol. 23: 871-878
2001
2002
Les 1eres van ser creades al Ter i Freser el 1997 La presència d’exemplars de repoblació és escassa o nul·la Està prohibit repoblar però es mantenen les activitats de pesca (lliure o controlada sense mort, o refugi)
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
Nº captures / pescador i dia (10 el 1987 a 4 el 2008) RESERVES GENÈTIQUES
8,000,000
talla mínima captures (19 cm 1987 a 22 en 2008)
Repoblacions
7,000,000
30
Pesca sense mort
6,000,000
25
5,000,000
4,000,000
20 3,000,000
15
2,000,000 1,000,000
10 0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Ous
Alevins
Adults
5
0 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
2009. Conserv. Biol. 23: 871-878
Els estudis genètics amb truita comuna (Salmo trutta)
L’estudi genètic de les poblacions de truita comuna ha permès identificar els patrimonis genètics natius que encara conserven algunes poblacions. A Catalunya, aquests estudis han estat claus per a la definició i el seguiment de la figura de gestió de ‘Reserva Genètica’, creades per primera vegada en els rius Ter i Freser, a les comarques de Girona. Els treballs realitzats amb aquesta espècie s’han contemplat per establir les figures de protecció definides a l’Avantprojecte de la Llei de Pesca Continental de Catalunya.
RESULTATS I DISCUSSIÓ
METODOLOGIA
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
Ullals (Estocs U08 i U09) OR PE Muga
Onyar BU VA RE Tordera
DA C
Daró
Calonge 10 Km
+ Estoc de Calonge (C08 i C09)
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
METODOLOGIA
Anàlisi de seqüències repetitives (microsatèl.lits). Són seqüències curtes, entre 90 i 400 bp i generalment contenen entre 10 i 50 vegades la unitat de repetició. Són altament variables. Homozigots: …CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG… (CT)7 …CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG… (CT)7
Heterozigots: …CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG… (CT)7 …CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG… (CT)9
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
Diversitat genètica i grandrària efectiva (Ne) de les poblacions
1
HS
0.5
0
Ne
OR
PE
BU
DA
C
VA
RE
C08
C09
U08
U09
38.94
63.84
18.03
31.89
16.44
26.20
9.24
19.33
22.38
8.54
20.49
2011. Freshwater Biology
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Reconstrucció filogenètica: Da-NJ
1 03 0.
) 42 .0 ) -0 99 00 .0 .0 -0 (0 01 .0 (0
DA RE VA BU
OR
0.014 (0.000-0.043)
2 01 0.
C C08 C09
U09
0.006 (0.000-0.020)
U08
PE
0.018 (0.002-0.049)
FST = 0.436 0.007 (0.000-0.023)
2011. Freshwater Biology
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
Correlació distància genètica-distància geogràfica
r = 0.759***
AÏLLAMENT PER DISTÀNCIA
2011. Freshwater Biology
RESULTATS I DISCUSSIÓ
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
MUGA ONYAR
DARÓ
CALONGE
Distribució dels grups genètics detectats
OR
PE
BU
DA
C
VA
RE
OR
PE
BU
DA
C
VA
RE
2011. Freshwater Biology
TORDERA
C08
C09
U08 U09
RESULTATS I DISCUSSIĂ“
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
ONYAR
OR
PE
TORDERA
BU
DA
C
VA
RE
C08
C09
U08 U09
Les conques de l’Onyar i la Tordera van poder estar connectades a travÊs dels Estanys de Sils fins a mitjans de s. XIX
"
2011. Freshwater Biology
RESULTATS I DISCUSSIĂ“
OR DARĂ“
•
PE
BU
DA
CALONGE
DARĂ“
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
C
1 HS
• •
• •
CALONGE
0.5
0 Ne 2011. Freshwater Biology
DA
C
31.8
16.4
VA
RE
C08
C09
U08 U09
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
ONYAR
RESULTATS I DISCUSSIÓ
TORDERA OR PE Muga
Onyar OR
PE
BU
DA
C
VA
RE
BU
VA RE
1
Tordera
D AC
Daró
Calonge 10 Km
HS 0.5
0 Ne
BU
VA
RE
18.0
26.2
9.24
GRAN AÏLLAMENT DE LES POBLACIONS FRAGMENTACIÓ DE L’HÀBITAT!!!
2011. Freshwater Biology
Els estudis genètics amb espinós (Gasterosteus aculeatus)
Definició d’unitats de gestió operatives (OCU)
• •
MUGA
TER DARÓ
•
ONYAR
• •
• •
TORDERA
2011. Freshwater Biology
CALONGE
RESULTATS I DISCUSSIÓ
La recerca amb peixos dels rius gironins: la truita comuna i l’espinós