Utilização de marcadores moleculares como ferramenta na separação dos tubarões-martelo Sphyrna lewini e Sphyrna gilberti (Carcharhiniformes: Sphyrnidae)

Abstract

Os elasmobrânquios são um grupo de animais majoritariamente marinhos que inclui tubarões e arraias, os peixes cartilaginosos. O declínio de muitas espécies, principalmente de grandes vertebrados marinhos, é causado pelas práticas de pesca, colocando um quarto de todas as espécies de elasmobrânquios na Lista Vermelha da IUCN como espécie ameaçada. Sphyrnidae apresenta animais com a característica peculiar de terem a cabeça comprimida dorso-ventralmente e expandida lateralmente, a cabeça-de-martelo. O gênero Sphyrna Rafinesque, 1810 conta com oito espécies atualmente válidas. Desde 2006, estudos demonstram com evidências genéticas haver uma espécie críptica dentro do gênero, relacionada com S. lewini. Em 2013, combinando caracteres merísticos de vértebras pré-caudais e tamanho corporal dos indivíduos com caracteres genéticos (região controle de mtDNA e gene LDHA6), foi descrita a espécie críptica S. gilberti. Técnicas de sequenciamento a partir de um fragmento de DNA, como a utilização do “código de barras do DNA” (DNA barcode), o COI, permitem a identificação e a discriminação de espécies. O objetivo deste estudo é avaliar a possível presença de sequências no Genbank de indivíduos de S. gilberti erroneamente identificados como S. lewini, com a comparação da topologia de árvores de gene obtidas para diferentes marcadores moleculares (COI, D-loop e ITS2). As estratégias de Inferência Bayesiana e máxima verossimilhança (ML) foram usadas para reconstruções filogenéticas e as topologias foram comparadas. Todas as análises contendo S. lewini e S. gilberti mostram uma relação próxima entre elas, que aparecem sempre como grupos irmãos bem suportados. Em todas as árvores do COI, um grupo de cinco indivíduos identificados como S. lewini foi formado com alto suporte. Esses indivíduos foram coletados no Oceano Atlântico Ocidental, mais especificamente na Flórida e em Cuba, locais em que ocorre S. gilberti. Devido à semelhança topológica entre as árvores de diferentes marcadores, juntamente com o padrão geográfico semelhante para procedência das sequências, é possível inferir que esses cinco indivíduos podem ser S. gilberti. Os resultados deste estudo evidenciam a viabilidade da utilização do DNA barcode como ferramenta para separação de S. lewini e S. gilberti a partir de sequências obtidas de bancos de dados. É esperado que os resultados contribuam com a avaliação de status de ameaça de S. gilberti, que carece dessa informação desde sua descrição.

Elasmobranchs are a group of mostly marine animals that includes sharks and stingrays, the called cartilaginous fish. The decline of many species, especially large marine vertebrates, is caused by fishing practices, placing a quarter of all species of elasmobranch on the IUCN Red List as endangered species. Sphyrnidae presents animals with the peculiar characteristic of having the head compressed dorso-ventrally and laterally expanded, the hammerhead. The genus Sphyrna Rafinesque, 1810 has eight species currently valid. Since 2006, studies with genetic evidence have shown a cryptic species within the genus, related to S. lewini. In 2013, combining meristic characters of pre-caudal vertebrae and body size of individuals with genetic traits (control region of mtDNA and LDHA6 gene), a cryptic species was described as S. gilberti. Techniques for sequencing from a DNA fragment, such as the use of the DNA barcode, the COI, allow the identification and the discrimination of species. The objective of this study is to evaluate the possible presence of sequences in Genbank of S. gilberti individuals erroneously identified as S. lewini, comparing the topology of gene trees obtained for different molecular markers (COI, D-loop and ITS2). The strategies of Bayesian Inference and maximum likelihood (ML) were used for phylogenetic reconstructions and the topologies were compared. All analyzes containing S. lewini and S. gilberti show a close relationship between them, which always appear as well-supported sibling groups. In all COI trees, a group of five individuals identified as S. lewini was formed with high support. These individuals were collected in the Western Atlantic Ocean, more specifically in Florida and Cuba, where S. gilberti occurs. Due to the topological similarity between the trees of different markers along with the similar geographical pattern for sequence origin, it is possible to infer that these five individuals may be S. gilberti. The results of this study show the viability of using DNA barcode as a tool for separating S. lewini and S. gilberti from sequences obtained from databases. Results are expected to contribute with the threat status assessment of S. gilberti, which lacks this information since its description.