DNA barcoding reveals the diversity of sharks in Guyana coastal markets

A fundamental challenge for both sustainable fisheries and biodiversity protection in the Neotropics is the accurate determination of species identity. The biodiversity of the coastal sharks of Guyana is poorly understood, but these species are subject to both artisanal fishing as well as harvesting by industrialized offshore fleets. To determine what species of sharks are frequently caught and consumed along the coastline of Guyana, we used DNA barcoding to identify market specimens. We sequenced the mitochondrial co1 gene for 132 samples collected from six markets, and compared our sequences to those available in the Barcode of Life Database (BOLD) and GenBank. Nearly 30% of the total sample diversity was represented by two species of Hammerhead Sharks (Sphyrna mokarran and S. lewini), both listed as Endangered by the International Union for Conservation of Nature (IUCN). Other significant portions of the samples included Sharpnose Sharks (23% - Rhizoprionodon spp.), considered Vulnerable in Brazilian waters due to unregulated gillnet fisheries, and the Smalltail Shark (17% - Carcharhinus porosus). We found that barcoding provides efficient and accurate identification of market specimens in Guyana, making this study the first in over thirty years to address Guyana's coastal shark biodiversity.(AU)

Um desafio fundamental para a pesca sustentável e a proteção da biodiversidade nos neotrópicos é a identificação precisa das espécies. A biodiversidade dos tubarões costeiros da Guiana é pouco compreendida, porém essas espécies estão sujeitas tanto à pesca artesanal quanto à pesca industrializada não costeira. Para determinar quais espécies de tubarões são frequentemente capturadas e consumidas ao longo do litoral da Guiana, utilizamos DNA barcoding para identificar espécimes comumente encontrados e adquiridos em mercados. Nós sequenciamos o gene mitocondrial coI para 132 espécimes adquiridos de seis mercados e comparamos estas sequências com as disponíveis no Barcode of Life Database (BOLD) e GenBank. Quase 30% da diversidade total amostrada foi constituída por duas espécies de tubarões martelo (Sphyrna mokarran e S. lewini), ambas listadas como espécies ameaçadas pela UICN. Outras porções significativas da amostragem incluem Cações-Frango (23% - Rhizoprionodon spp.), considerados vulneráveis em águas brasileiras, devido a pesca de arrasto não regulamentada, e o Cação-azeiteiro (17% - Carcharhinus porosus). Descobrimos que o barcoding é uma forma identificação eficiente e precisa para espécimes de mercado na Guiana, tornando este estudo o pioneiro na documentação da biodiversidade dos tubarões costeiros da Guiana.(AU)

Relações filogenéticas dos tubarões-martelo (Elasmobranchii: Sphyrnidae) com ênfase em morfologia / Phylogenetic relationships of hammerhead sharks (Elasmobranchii: Sphyrnidae) with emphasis on morphology

A cabeça lateralmente expandida é a principal sinapomorfia da família Sphyrnidae, a qual compreende todos os tubarões-martelo. Apesar de haver trabalhos abordando esta família, sua anatomia interna tem sido negligenciada como fonte de caracteres para serem utilizados na taxonomia e filogenia dos Sphyrnidae, em especial acerca de seu cefalofólio. Além disso, outros caracteres permanecem pouco estudados na família, tais como os referentes à anatomia dentária, dentículos dérmicos e sistema de poros sensoriais do cefalofólio. As relações filogenéticas entre os Sphyrnidae, e desta família entre os demais Carcharhiniformes, ainda é controversa como sua taxonomia. As poucas hipóteses filogenéticas conhecidas, baseadas em morfologia, não foram testadas sob critérios sistemáticos. Já as poucas hipóteses moleculares existentes foram testadas mas são ainda mais controversas. O presente estudo apresenta uma revisão anatômica e taxonômica dos Sphyrnidae, construindo uma matriz de caracteres mais robusta para testar as relações filogenéticas entre os Sphyrnidae, contando com 3 gêneros relacionados no grupo externo: Carcharhinus, Rhizoprionodon e Negaprion. Os resultados posicionam S. tiburo na base da família, e E. blochii e S. tudes compondo um dos clados mais derivados. Espécies de maior porte e cefalofólio mais expandido compõem um clado formado por S. mokarran + (S. lewini + S. zygaena), ao paso que as de menor porte e com cefalofolio mais arredondado formam um grupo polifilético. Rhizoprionodon acutus aparece como monofilético à família Sphyrnidae quando incluído fora do grupo externo. As árvores de consenso (Strictus, Semistrictus, Majority-rule e Adams) apresentam os mesmos resultados. Os caracteres cranianos, sensoriais e de dentículo dérmico são os que mais suportaram os diversos clados. Após a revisão taxonômica da família, a filogenia com base em morfologia apresentou-se mais consistente e clara, embora controversa aos dados moleculares.

The laterally expanded head is the main synapomorphy of the family Sphyrnidae, which comprises all the hammerhead sharks. In spite of the existence of some works on this family, the internal anatomy have been neglected as a soured of characters to be used in the taxonomy and phylogeny of this family, especially about the cephalofoil. Additionally, other characters remains poorly studied in Sphyrnidae, such as the complete teeth anatomy, dermal denticles and sensorial system of pores in the cephalofoil. It is advocated here that the study of such sources of features would give new characters to construct a more robust matrix to be used in the phylogeny of this family. The interrelationships within the Sphyrnidae, as well as of this family among the other Carcharhiniformes is still controversial as their taxonomy. The few phylogenetical hypothesis based on morphology were never tested before, besides acceptted by many authors. In the other hand, the few hypothesis based on molecular data were tested but are even more controversial. The present study presents a anatomic and taxonomic review of the family Sphyrnidae, constructing a more robust matrix that were tested to verify the interrelationships within the family Sphyrnidae, using, for the first time, 3 related genera: Carcharhinus, Rhizoprionodon and Negaprion. The results show that S. tiburo is the most basal living sphyrnid, and E. blochii and S. tudes comprise one of the most derived clade. The large species with the most expanded cephalofoil comprise a monophyletic clade S. mokarran + (S. lewini + S. zygaena), while the small sized species with a more rounded cephalofoil are a polifiletic group. Rhizoprionodon acutus appeared as monophyletic to Sphyrnidae when included ouside the outgroup. The consensus trees (Strictus, Semi-strictus, Majority-rule and Adams showed the same relashionships. The cranial characters supported many clades, followed by sensorial and dermal denticle features...

Populations analysis of the Brazilian Sharpnose Shark Rhizoprionodon lalandii (Chondrichthyes: Carcharhinidae) on the São Paulo coast, Southern Brazil: inferences from mt DNA sequences

Sharks of the genus Rhizoprionodon can be considered some of the most important predators along the trophic coastal marine ecosystems and represent an important economic resource for the small-scale fisheries, especially on the Brazilian coastline. In order to analyze the population structure of the shark Rhizoprionodon lalandii of São Paulo, Southeastern coast of Brazil, levels of genetic diversity were identified by nucleotide sequence analyses of the mitochondrial DNA control region. The results obtained from this study present moderate values of haplotype diversity and low nucleotide diversity. Although the AMOVA tests (ΦST = 0.08394, P < 0.01) had shown slightly differences among the studied samples, evidence for the occurrence of population structuring was not found, which may be a general feature of sharks living in coastal areas.

Tubarões do gênero Rhizoprionodon são considerados predadores de grande importância ao longo da cadeia trófica nos ecossistemas costeiros e marinhos, também representando um importante recurso econômico para a pesca, especialmente no litoral brasileiro. A fim de analisar a estrutura populacional do tubarão Rhizoprionodon lalandii no litoral de São Paulo, sudeste do Brasil, foram identificados os níveis de diversidade genética a partir da análise de sequências nucleotídicas da região controladora do DNA mitocondrial. Os dados obtidos neste estudo apresentam valores moderados de diversidade haplotípica e baixos índices de diversidade nucleotídica. Embora os testes de AMOVA (ΦST = 0,08394, P < 0,01) tenham revelado uma pequena diferença entre as amostras estudadas, evidências sobre a ocorrência de estruturação populacional não foram encontradas o que pode representar uma característica geral para tubarões vivendo em áreas costeiras.

Discrimination of Shark species by simple PCR of 5S rDNA repeats

Sharks are suffering from intensive exploitation by worldwide fisheries leading to a severe decline in several populations in the last decades. The lack of biological data on a species-specific basis, associated with a k-strategist life history make it difficult to correctly manage and conserve these animals. The aim of the present study was to develop a DNA-based procedure to discriminate shark species by means of a rapid, low cost and easily applicable PCR analysis based on 5S rDNA repeat units amplification, in order to contribute conservation management of these animals. The generated agarose electrophoresis band patterns allowed to unequivocally distinguish eight shark species. The data showed for the first time that a simple PCR is able to discriminate elasmobranch species. The described 5S rDNA PCR approach generated species-specific genetic markers that should find broad application in fishery management and trade of sharks and their subproducts.