Genetic diversity of the species Leporinus elongatus (Teleostei: Characiformes) in the Canoas Complex - Paranapanema River

Dams constructed along waterways interrupt the dispersion and migration of aquatic organisms, affecting mainly the abundance of migratory fish species. Translocation mechanisms have been constructed at dams aiming to minimize their impact on fish species migration behavior. There is little information available about the effect of the construction of dams on the genetic structure of the Neotropical migratory fish fauna. Therefore, RAPD molecular markers and microsatellites were utilized to evaluate the diversity and genetic structure of the migratory species Leporinus elongatus (piapara) in the Canoas Complex - Paranapanema River - Brazil. Ten groups were sampled in the fish ladders of the hydroelectric dam Canoas I and Canoas II during the reproductive period in three consecutive years. Both markers showed a high level of genetic diversity within these groups. The microsatellite markers demonstrated a loss of heterozygosity and a considerable level of inbreeding in the species. The genetic differentiation found among the groups with both markers utilized is within a range from low to moderate. The data obtained with the parameter of genetic diversity among the groups led to the conclusion that the groups of L. elongatus of the Canoas Complex are structured as a single population composed of sub-populations with low genetic diversity among them. The data on genetic diversity and population structure of L. elongatus are of great importance for the development of the species management and conservation programs in the Canoas Complex, which can also be utilized in aquaculture programs.

As barragens construídas ao longo de sistemas hídricos interrompem a dispersão e a migração dos organismos aquáticos, afetando principalmente a abundância das espécies de peixes migradores. Mecanismos para transposição foram construídos em barragens visando minimizar esses impactos. Poucas são as informações disponíveis sobre o efeito da construção de barragens na estrutura genética populacional da fauna neotropical de peixes migradores. Nesse contexto, marcadores moleculares RAPD e microssatélites foram utilizados para avaliar a diversidade e a estrutura genética da espécie migradora Leporinus elongatus (piapara) no Complexo Canoas - rio Paranapanema - Brasil. Dez grupos foram amostrados nas escadas para transposição de peixes das UHEs Canoas I e Canoas II durante o período reprodutivo em três anos consecutivos. Ambos os marcadores evidenciaram uma alta diversidade genética para esses grupos. Os marcadores microssatélites mostraram uma perda de heterozigosidade e uma considerável taxa de endocruzamento para a espécie. A diferenciação genética encontrada entre os grupos, com ambos os marcadores utilizados, pode ser considerada de moderada a baixa. Os dados obtidos com os parâmetros de diversidade genética entre os grupos permitiram concluir que os grupos de L. elongatus do Complexo Canoas estão estruturados como uma única população composta por sub-populações com baixa diversidade genética entre elas. Os dados obtidos sobre a diversidade genética e estrutura populacional de L. elongatus são de grande importância para o desenvolvimento de programas de manejo e conservação da espécie no Complexo Canoas, podendo também ser utilizados em programas de aqüicultura.

Fish passage ladders from Canoas Complex - Paranapanema River: evaluation of genetic structure maintenance of Salminus brasiliensis (Teleostei: Characiformes)

The aim of this study, utilizing RAPD techniques, was to determine the genetic variability of Salminus brasiliensis groups collected at passage ladders of the hydroelectric plants (HEP) Canoas I and Canoas II - Paranapanema River (Brazil), as well as to estimate the population structure through different parameters of genetic diversity. The data obtained allowed us to conclude that S. brasiliensis of the Canoas Complex has a moderate index of genetic variability (P > 42.00 percent) when compared to that of other migratory fish species. All genetic diversity analyses (distance = 0.015 and genetic identity = 0.985, F ST =0.018, AMOVA) were signs of low genetic differentiation, and they led to the clustering of S. brasiliensis from Canoas I and Canoas II. This suggests that the species is genetically structured as a single population. Some findings indicate that this population of S. brasiliensis comes from the Capivara Reservoir (Canoas I downstream), probably fed by the Tibagi and Cinzas Rivers. Literature data denote that after fish transposition by passage ladders of the Canoas Complex, the migratory species are not concluding the reproductive cycle. This mechanism, therefore, could be one more impact factor causing the depletion in downstream recruitment, which could in medium and long term be compromising the natural S. brasiliensis population in the middle Paranapanema River

O objetivo desse estudo, utilizando a técnica de RAPD, foi estimar a variabilidade genética de grupos de Salminus brasiliensis coletados nas escadas de transposição das hidroelétricas de Canoas I e Canoas II - rio Paranapanema (Brasil), bem como estimar a estrutura populacional através de diferentes parâmetros de diversidade genética. Os dados obtidos permitiram concluir que S. brasiliensis do Complexo Canoas tem um índice moderado de variabilidade genética (P > 42.00 por cento) quando comparado com valores de outras espécies de peixes migradoras. Todas as análises de diversidade genética (distância = 0,015 e identidade genética = 0,985, F ST =0,018, AMOVA) foram indicativas de baixa diferenciação genética, e conduziram ao agrupamento de S. brasiliensis proveniente das escadas de transposição de Canoas I e Canoas II, sugerindo que essa espécie está geneticamente estruturada como uma única população. Alguns dados indicam que essa população de S. brasiliensis é proveniente do Reservatório de Capivara (jusante de Canoas I), provavelmente mantida pelos rios Tibagi e das Cinzas. Dados da literatura indicam que após a transposição das escadas para peixes do Complexo Canoas, as espécies migradoras não estão concluindo o ciclo reprodutivo, esse mecanismo, portanto, pode ser mais um fator de impacto causando a depleção no recrutamento a jusante o que pode a médio e longo prazo comprometer a diversidade genética da população de S. brasiliensis no médio rio Paranapanema

Analysis by RAPD of the genetic structure of Astyanax altiparanae (Pisces, Characiformes) in reservoirs on the Paranapanema River, Brazil

In this study, the RAPD technique was used to analyze the genetic structure of populations of the fish Astyanax altiparanae (Characidae, Tetragonopterinae) living in the lower, middle and upper Paranapanema River, Brazil. The aim was to assess this structure regarding fish handling and conservation programs. The genetic variability (P) was found to be 42.64 percent, 75 percent and 75 percent in the low, middle and upper reaches, respectively. The dendrogram of genetic similarity, obtained by comparative analysis of the sets of samples from the three sites, showed the formation of three clusters. All of the genetic parameters used indicate that the population in the lower Paranapanema is genetically different from those in the middle and upper sections. The theta P test shows that the low Paranapanema is highly differentiated from the middle (0.2813) and upper (0.2912) Paranapanema, while the differentiation between the last two is moderate (0.0895). The data obtained in the present work suggest that recolonization and conservation studies should not be focused on the species A. altiparanae as such, but on the conservation units, because they are the genetically differentiated populations.

Population structure analysis of Pimelodus maculatus (Pisces, Siluriformes) from the Tietê and Paranapanema Rivers (Brazil)

Pimelodus maculatus populations from the Tietê and Paranapanema rivers were sampled and had their genetic structure analyzed by using RAPD markers, with the aim of contributing to future conservation studies. The proportion of polymorphic loci was greater than 50 percent in the populations of both rivers. Genetic diversity data showed that, in spite of its nine hydroelectric plants, the Tietê river population was genetically homogeneous, whereas the Paranapanema river population was structured. This might be due to the presence of high waterfalls distributed all along its course. These data may serve as indicators for future conservation studies on the Tietê and Paranapanema rivers

Genetic variability in five species of anostomidae (ostariophysi - characiformes)

A variabilidade genética de 5 espécies da família Anostomidae pertencentes aos gêneros Schizodon (S. intermedius e S. nasutus) e Leporinus (L. friderici, L. elongatus e L. obtusidens) coletadas em uma localidade do rio Tibagi (Paraná, Brasil) foi analisada comparativamente utilizando dados protéicos de 7 sistemas que codificam 19 locos no fígado, músculo e coraçäo. Dos locos identificados, 9 säo polimórficos, com valores estimados de proporçäo de locos polimórficos (P) que variaram de 16.7 por cento em S. intermedius a 36.85 por cento em L. friderici, e a heterozigosidade média observada (Ho) foi de 0.0027 ñ 0.015 e 0.109 ñ 0.042, nessas mesmas espécies. O valor estimado de identidade genética (I) entre L. friderici e S. intermedius (0.749) e S. nasutus (0.787) sugere que estas säo espécies congenéricas. As características morfológicas determinam que estas espécies pertencem a gêneros distintos, no entanto os dados de identidade e distância genética obtidos demonstram que essas três espécies, no nível genético-bioquímico, têm uma maior similaridade.