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Tese sobre baiacu
Tipologia: Teses (TCC)
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Não perca as partes importantes!
NATAL/RN 2007
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Departamento de Genética e Biologia Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Genética e Biologia Molecular.
LORENA CORINA BEZERRA DE LIMA ORIENTADOR: WAGNER FRANCO MOLINA
NATAL/RN FEVEREIRO- 2007
“Nunca atribua unicamente a você o sucesso dessa ou daquela tarefa, compreendendo que em todo trabalho há que considerar o espírito de equipe”. Francisco Cândido Xavier
Gostaria de agradecer a todos aqueles que de alguma forma, direta ou indiretamente, contribuíram para que a realização deste trabalho fosse possível, mas de maneira especial a: Meus pais, fonte infinita de inspiração e exemplo e meus irmãos Thaína e Iury. Graças a vocês sei que nunca estarei só e que sempre serei amada... Obrigada é muito pouco para agradecer.... Ao meu orientador, Wagner Molina, pela paciência extrema e exemplo, obrigada por aceitar orientar-me e contribuir para o meu crescimento. Quando eu crescer eu quero ser assim... À banca examinadora, por aceitar contribuir para o crescimento deste trabalho; A UFRN e o Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, pelas condições oferecidas, ainda que não fossem as ideais, mas foram as melhores possíveis; Aos meus companheiros de curso : Giva, Tiago, Rodrigo, Cris, Viviane, Leo Pedala, Cíntia, Lourena, Valeska e Vanessa, pelos bons momentos compartilhados e pela amizade gerada, fazendo com que as disciplinas não fossem um martírio.... Aos meus queridos amigos de laboratório Ingrid, pelos bons momentos e sempre procurara me fazer rir e Antônio, meu companheiro de aventuras pelas iilhas e amigo de todas as horas, a amizade de vocês fez esses dois anos suportáveis...Espero encontra-los ainda pelo mundo.....
A todos os meus amigos do LGRM que estão e que já saíram: Leozinho,Tati, Érika, Isabeli, Alisonzinho, Gideão (Digimon), Inailson,
Euricuzinho, Delane, Gustavo e Temis, obrigada pelos bons momentos, risadas e opiniões compartilhadas. Certamente não há laboratório com um clima tão harmônico.... A Débora pela infinita paciência e ajuda ímpar neste trabalho. Lembre-se sempre de segurar na minha mão, porque eu nunca larguei a sua..... A Garcia, pela paciência na identificação dos exemplares, valeu mesmo! Aos pescadores, por me favorecer do fruto de seu trabalho; Às minhas tias Ivone e Iza: Muito obrigada pela paciência e cuidados, e por permitir que seu lar fosse o meu durante todos estes anos.....A vocês meu respeito e eterna gratidão; Aos meus avós: Chiquinho e Corina, pela proteção , e Lurdes e Lucílio, pelo amor e momentos de extremo aprendizado. Muito obrigada pela herança maravilhosa; Aos meus tios Cicí, Chaguinha, Neto, Cida e Ivonete, pelo acolhimento, apoio, amor e cuidados constantes; À minha dupla sertaneja favorita: Jordana e Joyce, as irmãs que tenho aqui, obrigada pelas risadas e amizade infinita; Aos meus primos Lucila, Camila, Tales, Túlio, Tomas e Poliana pela amizade a mim dedicada; A todos da família dos cabeludos, pela vida partilhada; A todos os meus amigos da minha querida terra; A Nitinha e Dinarte, pelo carinho enorme; A Pedro: meu motorista, psicólogo, editor de imagens, redator, formatador, pescador, banco 24 horas, amigo, companheiro de cinema, web designer, mágico particular, massagista, conselheiro (ufa!) e também nas horas vagas, namorado. A você, companheiro de todas as horas, meu amor, respeito e carinho. Sem você certamente este trabalho não se realizaria de forma tão tranqüila.... Ao Espírito criador, pela vida, por mais esta vitória; A todas as formas de vida, pela persistência. Obrigada a todos, esta vitória é um pouco de cada um de vocês.
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A ordem Tetraodontiformes é composta por cerca de 400 espécies de peixes, distribuídas em dez famílias, com distribuição circuntropical. A diversidade morfológica de cada família reflete em, parte, os diferentes níveis de especialização. Este grupo representa uma linhagem pós-Perciformes e constitui o último ramo da difusão dos Teleósteos, ocupando uma posição filogenética de destaque. Nesta ordem encontram-se algumas das espécies de peixes mais conhecidas popularmente, os baiacus, famílias Diodontidae e Tetraodontidae; e os cangulos, famílias Balistidae e Monacanthidae. Existem diversos trabalhos examinando as relações filogenéticas dos Tetraodontiformes e, em todos, estas famílias são reconhecidas como grupos irmãos, sendo Diodontidae mais próximo de Tetraodontidae e Balistidae mais próximo de Monacanthidae. Embora possua um número representativo de espécies, são poucos os trabalhos citogenéticos envolvendo exemplares das famílias Balistidae e Monacanthidae, especialmente espécies insulares. Neste trabalho foram analisadas citogeneticamente as espécies Cantherhines macrocerus , Cantherhines pullus (Monacanthidae), Melichthys niger (Balistidae), Sphoeroides testudineus (Tetraodontidae) e Chilomycterus antennatus (Diodontidae); através de coloração convencional, Ag-RONs e bandamento C. Diante das diferentes tendências de evolução cariotípicas apresentadas pelos Tetraodontiformes, o presente trabalho também buscou verificar a existência de relação entre o tamanho total dos cromossomos com a quantidade de DNA nestes grupos de Tetraodontiformes. Para tal, foram correlacionados o tamanho total do complemento haplóide destas espécies, com valores de conteúdo de DNA disponíveis na literatura. As análises citogenéticas para as espécies C.macrocerus , C.pullus (Monacanthidae) e M.niger (Balistidae), revelaram um cariótipo composto de 40 cromossomos, todos acrocêntricos. Todas possuem apenas um par de RONs e heterocromatina pericentromérica. Para S.testudineus o número diplóide encontrado foi igual a 2n=46, com NF= (16m+18sm+8st+4a), enquanto que para C.antennatus possui 2n=50, com NF=76 (4m+22st+24a). Ambas espécies possuem RONs simples e blocos heterocromáticos centroméricos.
iii
Em M. niger , a presença de marcação positiva (heterocromatina e RON) na constrição secundária no 2°par cromossômico em M. niger sugerindo a ocorrência de um rearranjo, possivelmente uma fusão envolvendo estes homólogos, indicando que estes eventos foram importantes para o estabelecimento dos cariótipos deste grupo.A manutenção da constância cariotípica encontrada nas populações de C. macrocerus (Monacanthidae) e Sphoeroides testudineus (Tetraodontidae) talvez se deva pelo favorecimento do fluxo gênico através das correntes oceânicas. Estes dados contrastam com os citótipos diferenciados de C.antennatus entre a costa Nordeste e Sudeste, sugerindo que os padrões ecológicos de cada espécie, somados às condições do meio ambiente marinho, possam ser responsáveis pela delineação cariotíopica de cada espécie. As características citogenéticas encontradas para as espécies C.macrocerus, C.pullus, M.niger, S.testudineus e C.antennatus somam-se aos dados disponíveis para outras espécies de Tetraodontiformes. A partir dos dados obtidos no presente estudo, pode-se inferir que o conteúdo de DNA possui relação direta com o comprimento total do genoma.
v
karyological history of this group. A maintenance of the chromosomic constancy found in the populations of C.macrocerus (Monacanthidae) and S.testudineus (Tetraodontidae) perhaps if must for the aiding of the gene flow through oceanic chains. These data contrast with the differentiated kinds of chromosomes of C.antennatus between the Northeast coast and Southeastern, suggesting that the ecological standards of each species, added to the conditions of the marine environment, can be responsible for the karyological delineation of each species. The found characteristics for the species C.macrocerus, C.pullus, M.niger, S.testudineus and C.antennatus add it the available data for other species of Tetraodontiformes. From the data gotten in the present study, it can be inferred that the DNA content possesss direct relation with the total length of the chromosomes.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Morfologia de um representante geral de cada uma das dez famílias de Tetraodontiformes, onde nota-se a extrema diversidade morfológica da ordem. Retirado de Santini e Tyler (2003)..................................................................................................... (^2)
Figura 2. Exemplares das espécies em estudo. a. Melicthys niger (Balistidae), b. Cantherhines macrocerus (Monacanthidae), c. Cantherhines pullus (Monacanthidae), d. Sphoeroides testudineus (Tetraodontidae), e. Chilomycterus antennatus (Diodontidae)....................................................................................................................... 6
Figura 3. Mapa mostrando os pontos de coleta dos exemplares. 1. Natal (RN), 2. Salvador (BA), 3. Arquipélago de São Pedro e São Paulo................................................. (^14)
CAPÍTULO 1
Figura 1. A. Mapa mostrando os pontos de coleta dos exemplares, onde 1) Arquipélago de São Pedro e São Paulo e 2) Salvador. B. Vista aérea do Arquipélago de São Pedro e São Paulo (ASPSP)....................................................................................... (^22)
Figura 2. Cariótipos de Melicthys niger : a. Giemsa, ao lado o par organizador nucleolar; b. Bandamento C; c. constrição secundária do par n°2 (seta), mostrando a localização coincidente das RONs e sítios heterocromáticos. Barra=5μm.......................................................................................................................... (^25)
Figura 3. Cariótipos de Cantherhines macrocerus. a. Giemsa, b. Bandamento, c. Em destaque o para organizador nucleolar (7º par). Barra=5μm.............................................. 26
Figura 4. a. Cariótipo de Cantherhines pullus. b. Banda C. Em destaque o par organizador nucleolar. Barra=5μm...................................................................................... 27
CAPÍTULO 2
Figura 1. Mapa mostrando os locais de coleta. a. Rio Grande do Norte, b. Natal, onde
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Lista de famílias e espécies de Tetraodontiformes encontradas no litoral potiguar........................................................................................................................... (^3)
Tabela 2. Espécies de Tetraodontiformes cariotipadas no Brasil. *ASPSP = Arquipélago de São Pedro e São Paulo......................................................................... (^8)
Tabela3: Resumo dos dados citogenéticos para os Tetraodontiformes ( Modificado de Brum e Galetti,1997).................................................................................................. (^9)
CAPÍTULO 1
Tabela 1. Dados cariotípicos disponíveis para as famílias Balistidae e Monacanthidae (Modificado de Brum e Galetti, 1997)............................................................................................................................... (^20)
CAPÍTULO 2
Tabela 1. Resumo dos dados citogenéticos disponíveis para as espécies de Tetraodontidae e Diodontidae (Modificado de Brum e Galetti, 1997)............................................................................................................................... (^40)
CAPÍTULO 3
Tabela 1. Resumo das mensurações obtidas para as espécies M. niger, C. pullus, S. testudineus e C. antennatus. Observa-se uma nítida correlação entre os tamanhos do genoma e o somatório dos tamanhos dos cromossomos das espécies .................. (^54)
Os peixes representam o ramo vertebrado mais diversificado, com mais de 24.000 espécies. Este grupo está largamente distribuído nos ambientes dulcícolas e marinhos, exibindo imensa variedade morfológica, ecológica, fisiológica e comportamental (Nelson, 1994). Em meio a vastidão de espécies de peixes marinhos, insere-se a Ordem Tetraodontiformes. Esta ordem possui aproximadamente 400 espécies organizadas em dez famílias: Aracanidae, Balistidae (cangulos ou pufas), Diodontidae (baiacus- espinho), Molidae (peixes-lua), Monacanthidae (cangulos), Tetraodontidae (baiacus), Triacanthodidae, Triacanthidae, Triodontidae e Ostraciidae (peixes-cofre) (Santini e Tyler, 2003). Este grupo possui imensa diversidade morfológica (Figura 1), onde cada família apresenta várias formas e níveis de especialização, como por exemplo, focinhos alongados com mandíbulas reduzidas e corpos afilados nos Monacanthidae; corpo coberto por fortes armaduras nos Ostraciidae; processos dermais em formato de espinhos e capacidade de inflar os corpos são adaptações típicas dos Diodontidae e Tetraodontidae; bem como muitos de seus representantes apresentam perda de elementos morfológicos (principalmente de partes internas do corpo) e dentes fusionados (Santini e Tyler, 2002). Os Tetraodontiformes possuem distribuição circuntropical, formam um grupo primariamente marinho e suas espécies estão freqüentemente associadas a diferentes tipos de substratos, como recifes de corais, fundos arenosos e algas, existindo também espécies pelágicas, como os representantes da família Molidae (Nelson, 1994). Embora a maior parte de seus exemplares sejam marinhos, alguns habitam ambientes dulcícolas, como é o caso da espécie Colomesus asellus (Tetraodontidae), encontrada em rios amazônicos (Lima e Araújo-Lima, 2004).
Dentre as espécies de Tetraodontiformes, 40 delas pertencem à família Balistidae; 19 à família Diodontidae; 100 à família Monacanthiadae e 120 espécies à família Tetraodontidae (Nelson, 1994). Muitas espécies de Tetraodontiformes ocorrem na costa brasileira e cerca de 30 espécies são encontradas no litoral do Rio Grande do Norte (Garcia, 2006).
Tabela 1. Lista de famílias e espécies de Tetraodontiformes encontradas no litoral potiguar. FAMÍLIA ESPÉCIE
Balistidae
Balistes capriscus Balistes vetula Canthidermis sufflamen Melichthys niger Xanthichthys ringens
Monacanthidae
Aluterus heudelotti Aluterus monoceros Aluterus schoepfii Aluterus scriptus Cantherhines macrocerus Cantherhines pullus Monacanthus ciliatus Monacanthus setifer Stephanolepis hispidus
Ostraciidae
Acanthostracion polygonius Acanthostracion quadricornis Lactophrys bicaudalis Lactophrys trigonus
Tetraodontidae
Canthigaster figueiredoi Colomesus psittacus Lagocephalus laevigatus Sphoeroides cf. dorsali Sphoeroides greeleyi Sphoeroides pachigaster Sphoeroides spengleri Sphoeroides testudineus
Diodontidae
Cyclichthys antillarum Cyclichthys spinosus Chilomycterus antennatus Diodon holacanthus Diodon hystrix Fonte: Garcia (2006)
Conhecidos como cangulos, pufas ou peixes-porcos, os membros da família Balistidae são marinhos, distribuindo-se pelos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico. Sua principal característica é a presença de três espinhos dorsais, onde o primeiro é mais desenvolvido que os demais. As espécies desta família possuem geralmente cores vivas, são diurnas e habitantes comuns de áreas recifais (Santos, 1992; Chen et al ., 2001). A espécie Melicthys niger (Bloch, 1786) (Figura 2a) é popularmente denominada cangulo-preto, devido à coloração negra do corpo, com linhas azuis ao longo da nadadeira dorsal e caudal. Distribuem-se pelos oceanos Atlântico, Índico e Pacífico, formam grandes cardumes que habitam preferencialmente as ilhas oceânicas, recifes e parcéis em águas claras e afastadas da costa (Szpilman, 2000). Os membros da família Monacanthidae apresentam características morfológicas semelhantes aos representantes da família Balistidae, distinguindo-se principalmente por apresentarem apenas dois espinhos dorsais, sendo o primeiro mais desenvolvido do que o segundo. Os peixes da família Monacanthidae ocorrem mais comumente em fundos rochosos e de recifes de coral (Matsura in Carpenter, 2002). Vulgarmente denominado porquinho-pintado, a espécie Cantherhines macrocerus (Hollard, 1853) distribui-se desde o Caribe até a costa Brasileira (Figura 2b) e caracteriza-se por possuir corpo marrom com uma grande mancha alaranjada e numerosas pintas brancas distribuídas pelo corpo, ocorrendo geralmente aos pares (macho e fêmea). Os machos adultos possuem de dois a quatro pares de espinhos bem desenvolvidos no pedúnculo caudal (Robins e Ray,1986). Fazendo parte desta mesma família, a espécie Cantherhines pullus (Ranzai, 1842) possui coloração geralmente marrom onde destacam-se faixas claras longitudinais na parte posterior do corpo com numerosas pintas alaranjadas (Figura 2c). Distribui-se desde a costa dos Estados Unidos até São Paulo (Carvalho-Filho, 1999). Os peixes da família Diodontidae são denominados vulgarmente de baiacus- espinho devido à característica de possuírem processos dermais em formato de espinhos recobrindo todo o corpo e, quando ameaçados, podem inflar totalmente o corpo, causando o enrijecimento dos mesmos (Leis in Carpenter, 2002). Pertencente a esta família, a espécie Chilomycterus antennatus (Cuvier, 1816) caracteriza-se por possuir dois grandes ocelos no dorso e espinhos amarelados na região ventral. Apresentam um tentáculo, semelhante a uma antena, acima de cada olho, com cerca do mesmo tamanho do diâmetro do olho (Figura 2d). Distribui-se da Flórida à Bahia, habitando fundos rochosos e de corais; são solitários (Carvalho-Filho, 1999).
Figura 2. Exemplares das espécies em estudo. a. Melichthys niger (Balistidae), b. Cantherhines macrocerus (Monacanthidae), c. Cantherhines pullus (Monacanthidae), d. Sphoeroides testudineus (Tetraodontidae), e. Chilomycterus antennatus (Diodontidae)
Os Tetraodontiformes representam uma linhagem pós-Perciformes e constituem o último ramo da difusão dos Teleósteos (Elmerot et al. , 2002), ocupando uma posição filogenética de destaque. Em 1968, Hinegard quantificou (em picogramas) o tamanho do genoma de vários teleósteos, detectando que os peixes da família Tetraodontidae possuíam as menores quantidades de DNA. Desde então, vários estudos comparativos têm sido conduzidos utilizando-se espécies de Tetraodontidae como modelo animal. A maior parte destes trabalhos abrange pesquisas citogenéticas, identificação de elementos de transposição, seqüenciamento do genoma completo e do genoma mitocondrial dos peixes desta família (Crollius e Weissenbach, 2005). O primeiro genoma vertebrado a ser seqüenciado depois do genoma humano foi o da espécie Fugu rubripes (Tetraodontidae), com um tamanho estimado em 400 Mbp (oito vezes menor que o genoma humano) (Aparício et al ., 2002). Posteriormente ocorreu o seqüenciamento do genoma de Tetraodon nigroviridis (Tetraodontidae), cujo tamanho é estimado em 350 Mbp (Jailon et al ., 2005). Ambos possuem muitas características interessantes. Estas espécies têm genomas reconhecidos como sendo os menores existentes entre os vertebrados, sendo por isso frequentemente chamados de “compactos” ou “reduzidos”, e que tal redução está diretamente relacionada com perda de DNA não-codificante. Foi demonstrado que tanto Fugu quanto Tetraodon possuem arcabouço gênico similares entre si e com o genoma humano, exibindo a organização de exons e íntrons conservadas, possuindo essencialmente os mesmos genes e seqüências regulatórias (Venkatesh et al., 2000; Jailon et al ., 2005). Ambos possuem cerca de 70 diferentes famílias de elementos de transposição (em poucas cópias), enquanto que humanos e camundongos possuem cerca de 20 (com um número maior de cópias) (Fischer et al ., 2004; Yamanoue et al ., 2006). As seqüências genômica de Fugu e Tetraodon , bem como de outros modelos biológicos como Zebrafish e Medaka fazem surgir novas oportunidades de estudar a evolução genômica dos vertebrados, como por exemplo, através do estudo de domínios conservados de proteínas, verificar com que freqüência ocorre substituição
