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Type: Tese
Title: Hibridação natural entre duas espécies de lambaris na cabeceira do Rio Grande e suas consequências na gametogênese e morfologia gonadal dos híbridos
Authors: Ana Paula Barbosa Pinheiro
First Advisor: Elizete Rizzo Bazzoli
First Co-advisor: Rafael Magno Costa Melo
First Referee: Ralph Gruppi Thomé
Second Referee: Júnio Damasceno de Souza
Third Referee: Guilherme Mattos Jardim Costa
metadata.dc.contributor.referee4: Samyra Maria dos Santos Nassif Lacerda
Abstract: A hibridação é um processo relevante para ecologia, conservação e evolução das espécies, mas sua ocorrência natural e as consequências na biologia dos híbridos ainda são pouco estudadas. Além disso, embora seja um evento que frequentemente leva a alterações gonadais nos híbridos, a morfologia das gônadas desses animais e as vias celulares envolvidas nessas alterações tem sido pouco investigadas. Neste sentido, o primeiro objetivo deste trabalho foi testar a hipótese que as duas espécies de lambaris A. fasciatus e A. paranae, vivendo em simpatria na cabeceira do Rio Grande, são capazes de intercruzar no ambiente natural e gerar híbridos. Para isso, utilizamos uma abordagem multidisciplinar que envolveu métodos de análises morfométrica e merística dos peixes, estudo da biologia reprodutiva e morfologia gonadal, além de sequenciamento de fragmentos dos genes mitocondrial (COI) e nuclear (S7). A análise anatômica mostrou características intermediárias nos potenciais híbridos, enquanto as espécies parentais apresentaram caracteres exclusivos. O estudo da biologia reprodutiva e gametogênese mostrou que A. fasciatus e A. paranae apresentam sobreposição de período reprodutivo, similaridade na morfologia de gônadas e gametas, bem como nas estratégias reprodutivas. As análises genéticas suportaram a hipótese de hibridação, uma vez que mostraram a existência de duas espécies distintas e um grupo intermediário, com DNA mitocondrial das duas espécies, apesar de apresentarem um único morfótipo e DNA nuclear apresentando picos duplos (coincidentes com os das espécies A. fasciatus e A. paranae) no cromatograma do sequenciamento, indicando heterozigose. Em seguida, o objetivo foi explorar a morfologia gonadal dos híbridos e esta análise mostrou diversas alterações como ausência de espermátides e espermatozoides em machos e de ovócitos pré-vitelogênicos e vitelogênicos em fêmeas, vacuolização e degeneração de células germinativas, aumento de tecido intersticial e infiltrado inflamatório, perda da organização de células germinativas em cistos ou ninhos, dados que indicaram a infertilidade dos híbridos. Por fim, o último objetivo deste estudo foi testar a hipótese que autofagia, apoptose e proteínas de matriz extracelular estão envolvidas no processo de degeneração das células germinativas e remodelamento tecidual nas gônadas dos híbridos. Para isso, imunolocalizamos as proteínas Beclin1, CatepsinaD, Caspase3, Fibronectina e Colágeno tipo I. A quantificação de todas as proteínas analisadas mostrou que os híbridos exibem maior área gonadal marcada para estas moléculas em relação às espécies parentais. Esses resultados indicam que as alterações morfológicas nas gônadas dos híbridos culminam em autofagia e degradação lisossomal dependente de CatepsinaD, seguidas de apoptose e remodelamento tecidual com fibrose.
Abstract: Hybridization is a relevant process for ecology, conservation and evolution of species, but its occurrence and consequences on the biology of hybrids are still poorly studied. In addition, although it is an event that frequently leads to gonadal changes in the hybrids, the morphology of their gonads and the cellular pathways involved in these changes have been poorly investigated. In this sense, the first aim of this study was to test the hypothesis that the two lambaris species A. fasciatus and A. paranae, living in sympatry at the headwaters of Grande river, are able to interbreed in the natural environment and generate hybrids. For this, we used a multidisciplinary approach that involved methods of morphometric and meristic analysis of fish, study of the reproductive biology and gonadal morphology, as well as sequencing of fragments of mitochondrial (COI) and nuclear (S7) genes. The anatomical analysis showed intermediate characteristics in the putative hybrids, while the parental species showed exclusive characters. The study of reproductive biology and gametogenesis showed that A. fasciatus and A. paranae present overlap of reproductive period, similarity in the morphology of gonads and gametes, as well as reproductive strategies. Genetic analyzes supported the hybridization hypothesis, since they showed the existence of two distinct species and an intermediate group, with mitochondrial DNA from both species, despite having a single morphotype and nuclear DNA with double peaks (coinciding with those of species A. fasciatus and A. paranae) in the sequence chromatogram, indicating heterozygosity. Then, the aim was to explore the gonadal morphology of the hybrids and this analysis showed several changes such as absence of spermatids and spermatozoa in males and previtellogenic and vitellogenic oocytes in females, vacuolization and degeneration of germ cells, increased interstitial tissue and inflammatory infiltrate, loss of the organization of germ cells in cysts or nests; all these data indicated the infertility of the hybrids. Finally, the last aim was to test the hypothesis that autophagy, apoptosis and extracellular matrix proteins are involved in the germ cell degeneration process and tissue remodeling in the gonads of hybrids. For this, we immunolocalized the proteins Beclin1, CathepsinD, Caspase3, Fibronectin and Collagen type I. The quantification of all analyzed proteins showed that gonads of hybrids exhibit a larger marked area for these molecules compared to the parental species. These results indicate that the morphological changes in the gonads of the infertile hybrids culminate in autophagy and catpsinD-mediated lisossomal degradation, followed by apoptosis and tissue remodeling with fibrosis.
Subject: Biologia Celular
Hibridização Genética
Infertilidade
Apoptose
Autofagia
Fibrose
Astyanax fasciatus – Reprodução
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/36711
Issue Date: 29-Jan-2021
metadata.dc.description.embargo: 29-Jan-2022
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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