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Novas Descobertas sobre a Reprodução do Peixe Ayu Através da Análise de eDNA

Estudo revela padrões importantes na reprodução do peixe Ayu usando DNA ambiental.

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Índice

A análise de DNA ambiental (EDNA) tá virando um jeito bem popular de estudar e gerenciar ecossistemas aquáticos. Essa técnica se baseia na detecção de pedacinhos minúsculos de DNA que os organismos deixam no ambiente, tipo pelo que eliminam, células da pele e materiais reprodutivos. Essas marcas de DNA podem ser encontradas em lugares como solo, água e ar. Descobertas recentes sugerem que a quantidade de eDNA e a proporção de diferentes tipos de DNA podem mudar em momentos específicos, como na época de reprodução dos peixes.

Entender o comportamento de reprodução das espécies é super importante para esforços de conservação e gerenciamento. A reprodução é uma fase crítica no ciclo de vida deles. Analisando o eDNA, os pesquisadores podem monitorar a atividade de reprodução de forma mais eficiente e com menos perturbação em comparação com métodos tradicionais de observação. Isso torna mais fácil detectar espécies que são difíceis de encontrar por causa das populações baixas.

Apesar do potencial, o eDNA vindo de materiais reprodutivos, como esperma, não é bem compreendido. Saber como essas marcas de DNA se comportam é vital para desenvolver estratégias de amostragem eficazes e interpretar os resultados corretamente. O tamanho e as características do DNA do esperma diferem de outras fontes de DNA, o que pode afetar como ele é detectado.

Objetivos do Estudo

Esse estudo tem como objetivo investigar mudanças na Distribuição de Tamanhos do eDNA e variações na Concentração de eDNA durante a época de reprodução do peixe Ayu. O Ayu é uma espécie importante nos rios do Japão e é conhecido por se reproduzir diariamente em horários específicos. Focando em amostras de água coletadas antes e depois da reprodução, os pesquisadores esperam entender melhor o comportamento do eDNA relacionado à reprodução.

Abordagem Experimental

O estudo rolou no rio Shiotu-o no Japão. Os pesquisadores coletaram amostras de água em duas ocasiões: no início da época de reprodução e durante o pico da atividade reprodutiva. Na primeira parte do experimento, eles pegaram amostras antes e depois do pôr do sol em ambas as datas para ver como a concentração de eDNA e a distribuição de tamanhos mudaram. O segundo experimento monitorou as concentrações de eDNA ao longo de um período de 27 horas, focando nas mudanças durante o dia e a noite.

Espécie do Estudo: Peixe Ayu

O peixe Ayu é valorizado por seu papel na pesca e pode ser encontrado nos sistemas fluviais japoneses. Seu ciclo de vida único envolve migrar para os rios a partir de áreas costeiras para crescer e se reproduzir. Durante a reprodução, os Ayus se reúnem em grandes grupos e botam ovos em áreas rasas e com cascalho do rio ao redor do pôr do sol.

Experimento 1: Mudanças na Concentração de eDNA e Distribuição de Tamanhos

As amostras de água foram coletadas em duas datas específicas: o início e o pico da época de reproduzindo. Os pesquisadores filtraram essas amostras por filtros de tamanhos variados para capturar diferentes tamanhos de eDNA. Os resultados mostraram um aumento na concentração de eDNA após o pôr do sol, indicando que a atividade reprodutiva estava contribuindo para níveis mais altos de DNA reprodutivo na água.

Além de achar mais eDNA, as características do eDNA também mudaram. Uma parte mensurável do eDNA ficou maior após a reprodução, provavelmente devido à liberação de esperma na água. Essa mudança de tamanho e concentração foi especialmente evidente durante o pico da época de reprodução.

Experimento 2: Mudanças Diurnas na Concentração de eDNA

No segundo experimento, amostras foram coletadas em diferentes horários ao longo do dia e da noite. Essa abordagem de série temporal buscou capturar as flutuações naturais na concentração de eDNA durante a época de reprodução.

Os resultados mostraram que as concentrações de eDNA atingiram o pico durante as horas da noite, quando a reprodução estava rolando. Os níveis mais altos de eDNA foram detectados logo após o pôr do sol, quando os Ayus estavam ativamente se reproduzindo. Esses achados confirmam que o momento da amostragem de eDNA é crucial para avaliar com precisão os eventos de reprodução.

Implicações para Pesquisas Futuras

Os resultados desse estudo fornecem informações essenciais para melhorar o monitoramento de atividades reprodutivas baseado em eDNA. Focando em horários específicos e entendendo como o eDNA se comporta durante diferentes estágios do processo reprodutivo, os pesquisadores podem aumentar a sensibilidade e a precisão de suas descobertas.

O aumento na concentração de eDNA e a proporção de diferentes tipos de DNA indicam que essas medidas podem servir como indicadores confiáveis de eventos de reprodução. Isso significa que os pesquisadores podem usar a análise de eDNA para rastrear eficientemente as atividades reprodutivas de várias espécies de peixes, levando a melhores estratégias de conservação.

Recomendações para Estratégias de Amostragem

Para maximizar a eficácia das pesquisas de eDNA, é importante prestar atenção ao timing da amostragem. Para detectar eventos de reprodução, coletar amostras de água logo antes e depois da reprodução pode fornecer resultados mais confiáveis. Essa abordagem pode ajudar a identificar espécies que têm populações baixas, mas são importantes para o ecossistema.

Em conclusão, os insights obtidos desse estudo podem contribuir significativamente para o campo da ecologia aquática. Ao refinar as estratégias de amostragem de eDNA e focar em eventos específicos no tempo como a reprodução, os pesquisadores podem melhorar sua capacidade de monitorar e gerenciar as espécies aquáticas de forma eficaz. O uso da análise de eDNA representa um método não invasivo e eficiente para entender os comportamentos reprodutivos dos peixes e garantir sua sobrevivência nos ecossistemas aquáticos.

Fonte original

Título: Particle size distribution shift and diurnal concentration changes of environmental DNA caused by fish spawning behaviour

Resumo: Spawning is one of the most significant aspects of fish life history, so understanding spawning is critical for the conservation and management of species. Recently, an efficient and non-invasive spawning detection method for spawning behaviour has been proposed, utilising the increased environmental DNA (eDNA) concentration and nuclear/mitochondrial eDNA ratio associated with fish spawning. However, little is known about the characteristics and dynamics of sperm-derived eDNA, which is key to detection. This study focused on changes in eDNA particle size distribution (PSD) and concentrations pre-, post-, and during spawning of Ayu, Plecoglossus altivelis. Firstly, PSD changes between pre- and post-spawning were investigated by comparing concentrations and proportions of eDNA obtained from filters with different pore sizes. Secondly, the diurnal changes in eDNA concentration were monitored at the peak of the spawning season by collecting river water every one or three hours. Results showed that eDNA related to sperm-head size increased at post-spawning, and eDNA concentrations had significant diurnal changes with a peak during the spawning time window. These findings suggest that semi-selective recovery of sperm-derived eDNA based on particle size and/or sampling during the spawning time window with increased concentrations can improve the detection sensitivity of eDNA-based spawning surveys. This study provides essential basic information for advancing eDNA-based spawning surveys and contributes to their further development.

Autores: Satsuki Tsuji, N. Shibata

Última atualização: 2024-02-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.19.545639

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.19.545639.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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