Genetic diversity of invasive and native Cichla (Pisces: Perciformes) populations in Brazil with evidence of interspecific hybridization

Abstract

Invasive and native populations of the Amazonian fishes 'peacock bass' Cichla monoculus and of a not yet described species 'blue tucunare´' here referred as Cichla sp. 'Azul' were analysed for genetic diversity using the hypervariable domain of the mitochondrial DNA (mtDNA) control region plus steady diagnostic random amplified polymorphic DNA loci. There is no detailed historical record of the introduction of Cichla species into the Upper Parana´River basin, where they became invasive and a potential threat to local ichthyofauna. Genetic diversity among invasive populations confirmed the hypothesis of multiple introductions in this hydrographic basin. Moreover, a large and previously unknown population of natural fertile hybrids between C. cf. monoculus and Cichla sp. 'Azul' was identified in the Itaipu hydroelectric reservoir and in the floodplain of the Upper Parana´River. Crossbred morphotypes were similar to C. cf. monoculus, but their morphological identification was not unequivocal. This hybrid population was characterized by high genetic diversity and it was composed of hybrids possessing concurrently nuclear DNA fragments specific for C. cf. monoculus as well as fragments specific for Cichla sp. 'Azul'. The nuclear DNA markers indicated that reproductive isolation between C. cf. monoculus and Cichla sp. 'Azul' has broken down in the new environment, and mtDNA sequences revealed that both species can be the female donor in the interspecific crosses. The data presented herein are potentially useful for future taxonomic, genetic and evolutionary studies in the complex Cichla group, for monitoring of invasive populations, and for further development of ecological guidelines.

Genetic Diversity in <i>Cichla monoculus</i> (Spix and Agassiz, 1931) Populations: Implications for Management and Conservation

“…The low variability presented by tucunaré populations are surprisingly similar to the results obtained by Oliveira et al (2006) in other Cichla species from Parana River. Indeed, it should be expected low genetic variability in populations living in hydrographic basins other than the Amazon, since this genus is endemic to this basin.…”

A INTRODUÇÃO DO GÊNERO Cichla [BLOCK E SCHNEIDER, 1801] NA PLANÍCIE DE INUNDAÇÃO DO ALTO RIO PARANÁ

“…Análises genéticas de populações de Tucunaré nas áreas invadidas na planície de inundação do alto rio Paraná, entretanto, confirmaram a hipótese de múltiplas introduções de espécimes das diferentes regiões em diferentes pontos da bacia (BRIÑEZ et al, 2013;OLIVEIRA et al, 2006).…”

“…É esperada também a possível hibridação entre outras espécies de Cichla com C. monoculus, que no entanto não foram encontradas (TEIXEIRA; OLIVEIRA, 2005). Na bacia do rio Paraná, Oliveira et al (2006) investigaram a diversidade genética de populações de C. monoculus e Cichla sp., depois confirmadas como C. kelberi e C. piquiti respectivamente por Kullander e Ferreira (2006), e demonstraram um padrão de diferenciação genética com indivíduos geneticamente intermediários entre as duas espé-cies indicando uma forte evidência da quebra do isolamento reprodutivo destas duas espécies, e deste modo resultando no híbrido. Embora na sub-bacia do Tocantins Araguaia as duas espécies estudadas sejam nativas e coexistam, não existem relatos deste fenômeno.…”

“…Neste sentido, estudos de ecologia e biologia das espécies de Cichla da planície de inundação do alto rio Paraná são necessários para elucidar os impactos das populações exóticas na região e suas relações com outras populações nativas. Oliveira et al (2006) sugerem que as duas espécies não encontraram maiores restrições no novo habitat uma vez que nos ambientes lênticos distribuíram-se rapidamente e o novo meio "contribuiu" para a hibridação entre as espécies.…”

“…Análises moleculares das espécies da planície de inundação do alto rio Paraná e inferências Oliveira et al (2006) realizaram análise de polimorfismo através de RAPD com os primers OPW-04, OPW-09, e sequenciamento da região controle (CR) do DNA mitocondrial. O padrão encontrado de diferenciação genética indicou a quebra do isolamento reprodutivo entre as duas espécies resultando na hibridação.…”