ITEM METADATA RECORD
Title: Molecular genetic evidence for sympatric reproductive isolation of two large migratory catfishes in the Mekong river
Authors: So, Nam; M0131638
Issue Date: 17-Feb-2005
Abstract: Moleculair genetisch bewijs voor sympatrische reproductieve isolat ie in twee grote migrerende katvissoorten van de Mekong rivier De Zuidoost-Aziatische katvissen (meervallen) Pangasianodon hypophthalmu s (sutchi katvis) en Pangasius bocourti (Pangasiidae, Teleostei) z ijn dominante leden van de zoetwater visgemeenschappen van het stroombek ken van de Mekong. Deze rivier herbergt na het Amazone en Congo/Zaïre be kken één van de soortenrijkste zoetwatervisfauna’s ter wereld. Beide vis sen maken een opmerkelijke trek, spelen een prominente rol in het voedse lweb en regionale visserij, en hebben de status van vlaggenschipsoort. D esondanks is er weinig gekend omtrent hun biologische (waaronder genetis che) kenmerken. Dit doctoraat onderzoekt de ruimtelijke patronen van P. hypophthalmus en P. bocourti binnen en tussen jaren. Vissen werden gevangen op de paaigronden, foerageergebieden en kinderkamers van de Mekong, en het gen otype bepaald met behulp van twee types moleculaire merkers. De belangri jkste resultaten kunnen als volgt worden samengevat. Beide soorten trekken jaarlijks stroomopwaarts naar de paaigronden en fo erageren de andere helft van het jaar in het overstromingsgebied van de Mekong. In Hoofdstuk 2, werd een PCR restrictie fragment lengtepolyfo rmisme test uitgevoerd op de genetische structuur en evolutionaire gesch iedenis van de recent gevormde P. bocourti (n = 90) en de meer anc estrale P. hypophthalmus (n = 82). Beide reuzenmeervallen vertoond en een gebrek aan genetisch structuur, wat het resultaat kan zijn van ee n hoge mate van hedendaagse genmigratie. De genetische diversiteit was h oger voor P. bocourti dan voor P. hypophthalmus. Op basis van gene alogische en demografische analyses (“mismatch” analyse, Tajima’s D en F u’s Fs) werd voor beide soorten een verschillende evolutionaire geschied enis bepaald. Het genetisch profiel van de recent ontstane soort P. boco urti vertoont sporen van een historische populatie-expansie; P. hypop hthalmus daarentegen vertoont sporen van een historische flessenhals. De levensgeschiedenis van zoetwatervissen kan onderverdeeld worden in ee n foerageer periode met gemengde stocks en een paaiperiode met of zonder fylopatrie. Het bepalen en in stand houden van deze paai-eenheden is va n cruciaal belang in sterk migrerende soorten. In Hoofdstuk 3, stel i k de hypothese voor dat, gecorreleerd met de grootte van foerageer- en p aai gebied, de variabiliteit groot zal zijn in foeragerende populaties, maar spatio-temporeel gescheiden in paaipopulaties. Om dit te testen wer den van 567 individuen van P. hypophthalmus verzameld op 10 verschill ende plaatsen en gescheiden door afstanden tot 1230 km langs de Beneden Mekong de genotypes bepaald met zeven verschillende microsatellietloci. Het niveau van genetische diversiteit was veel hoger dan voor andere zoe twatervissen en bereikte waarden vergelijkbaar met mariene vissen (gemid delde He = 0.757). Stalen van de paaigronden weken af van het Hardy-Wein berg evenwicht, wat mogelijk wijst op een Wahlund effect. Individu gebas eerde groeperingmethodes onthulden een genetische heterogeniteit en liet en toe drie genetisch verschillende sympatrisch paaiende populaties te o nderscheiden. In tegenstelling tot mitochondriaal DNA vertoonde geen enk ele paaipopulatie een waarneembare recente afname in effectieve populati egrootte. In tegenstelling tot de grote oppervlakte van de voedingsgrond en, lijkt de beperkte beschikbaarheid van paaigronden bij P. hypophthalm us geleid te hebben tot een diachroon paaigedrag. Hierdoor speelt het in stand houden van de beperkt paaigronden en open migratieroutes tu ssen paai- en foerageergronden een sleutelrol in de duurzame exploitatie van deze natuurlijk voedingsbron. In Hoofdstuk 4 wordt de ruimtelijke en interanuele genetische populat iestructuur van P. hypophthalmus in de Beneden Mekong getest met behu lp van microsatelliet merkers. Eerst werden de spatio-temporele patronen van P. hypophthalmus op de paaigronden nagegaan om zo populaties af te bakenen. Dan werd de nulhypothese onderzocht dat noch foerageergebied noch jaartal een effect hebben op het relatieve aandeel van elke sympat rische populatie in elk staal. In totaal werden, in 2002 en 2003, 1083 v issen verzameld op tien plaatsen verspreid over een afstand van 1230 km en werd hun genotype bepaald op basis van zeven microsatelliet merkers. Vijf sympatrische populaties, die mogelijk temporeel gescheiden zijn, we rden ontdekt. Bovendien is er mogelijk bewijs voor adaptieve divergentie voor een levensgeschiedenis kenmerk (totale lengte). Er was behoorlijk wat interanuele genetische variatie op de drie paaigronden. Temporeel ge netisch onevenwicht kan toegeschreven worden aan een combinatie van volg ende factoren: verschil in jaarlijks reproductief succes, filopatrie bij volwassen individuen, een “source-sink” metapopulatie structuur en binn enjaarlijkse variatie in het paaitijdstip tussen genetische verschillend e paaiaggregaties. Tot slot werd ruimtelijke en temporele heterogeniteit waargenomen op de foerageergronden. Ruimtelijke opsplitsing van niches tussen populaties is een mogelijke verklaring voor de niet willekeurige verspreiding. In Hoofstuk 5 werden larven van P. hypophthalmus verzameld geduren de het hoogtepunt van de stroomafwaartse drift; dit werd viermaal herhaa ld over een periode van acht weken gedurende het paaiseizoen van 2003. H et genotype van alle larven werd bepaald met behulp van zeven microsatel liet loci. De resultaten wijzen op heterogene groepen binnen en tussen d e temporeel gescheiden larvale pieken. Een sterk bewijs voor een signifi cant tekort aan heterozygoten werd waargenomen voor de gegroepeerde en d e afzonderlijke stalen, wat mogelijk wijst op vermening. Hoewel individu -gebaseerde toewijzingstesten aangaven dat elk larvaal piekstaal gemengd was, werd er een significante maar lage differentiatie waargenomen tuss en larvale stalen. Het gebrek aan significante verwantschap bevestigt de multi-familiale samenstelling van elke larvale groep, zonder de familie afwijking mee in rekening te brengen om de waargenomen genetische varia biliteit te bepalen. Deze bevindingen suggeren dat zowel de volledige la rvale piek als elke temporeel gescheiden piek afkomstig waren van paaigr oepen met een heterogene allelische samenstelling ten gevolge van versch illende paaimomenten. Deze resultaten kunnen op twee manieren verklaard worden. (1) Er is mogelijk een verband tussen de ecologische “match/mism atch” hypothese en de genetische “sweepstakes” selectie hypothese en (2) de larvale stalen komen overeen met de levensgeschiedenis kenmerken van dezelfde paaipopulaties. Tot slot bleek dat er een verschuiving was in de totale samenstelling van vijf opeenvolgende gelegenheden. Tot slot, in Hoofdstuk 6, gaven polymorfismen van zeven verschillende microsatelliet loci bij de katvis P. bocourti het bewijs voor rui mtelijke en temporele genetische heterogeniteit. Stalen werden verzameld langs 2812 km van het Mekong stroombekken tijdens 4 opeenvolgende jaren (2000 tot en met 2003). Temporeel genetische diversiteit (gemiddelde H< /&gt;e = 0.84, range = 0.81-0.86) was vrij constant en hoger in vergelijkin g met typische waarden voor mariene vissen. Er was significante ru imtelijke genetische differentiatie tussen de stalen mat een maximale pa arsgewijze FST gelijk aan 0.021. Twee stalen van de vermeende paaigronde n (Kratie and Stung Treng, Cambodia) en een staal van een ongeïdentifiee rd habitat (Bolikhamxai, Laos) schenen genetisch verschillend te zijn. S chattingen van de effectieve populatiegrootte waren hoog. De genetische populatiesamenstelling wisselde jaarlijks wat kan wijzen op (1) sterke m igratie gecombineerd met een wisselend overlevings- of voortplantingssuc ces tussen cohortes, en (2) populatieomzet (ttz metapopulatiestructuur) en/of intra-annuele variatie in paaitijdsstip tussen genetisch verschill ende stocks. Samengevat vertonen beide katvissen een genetische diversiteit die hoger ligt dan bij de meeste zoetwatervisssen en zelfs het gemiddelde van mar iene vissen benadert. De verschillende populaties (ook stocks genoemd) z ijn genetische verschillend. Er werden minstens vijf populaties waargeno men bij P. hypophthalmus en drie populaties bij P. bocourti. Ondan ks de verwachtingen blijken de Khone Watervallen (op de grens van Cambod ja en Laos) geen natuurlijke barrière te vormen voor vismigraties. Boven dien werd op de paaigronden het bewijs waargenomen voor genetische veran dering tussen jaren. Duidelijk afgelijnde groepen lijken te paaien naarm ate het paaiseizoen vordert. Dit komt naar voor in de samenstelling van de larven die stroomafwaarts naar de kinderkamers drijven. Tenslotte ver schillen de populaties van P. hypophthalmus van jaar tot jaar, wat ee n aanwijzing kan zijn dat niet elke vis dezelfde foerageergronden heeft. De resultaten van deze studie hebben rechtstreeks belang voor het natuur behoud en het beheer van de visbestanden in de Mekong. Het betreft een e erste bijdrage van dit type in Indochina.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Ecology, Evolution and Biodiversity Conservation Section

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.