Gayana 66(2): 237-242, 2002

Proceeding of the IV Symposium-Workshop of Chilean Association of Ichthyology

ANALISIS ISOENZIMÁTICO EN BRAMA AUSTRALIS VALENCIENNES
1837 (PISCES, PERCIFORMES, BRAMIDAE) EN LA ZONA CENTRO-SUR DE CHILE

ISOENZYME ANALYSIS IN BRAMA AUSTRALIS VALENCIENNES 1837
(PISCES, PERCIFORMES, BRAMIDAE) IN THE SOUTH CENTER ZONE OF CHILE

Pablo Espinoza¹, Ricardo Galleguillos¹ & Sofia Astete²

RESUMEN

La reineta, Brama australis, es un pez de hábitos epipelágicos y mesopelágicos cuya distribución va desde Coquimbo por el norte hasta el extremo sur austral. Las principales áreas pesqueras son la V y VIII regiónes. Se presenta un estudio sobre la variabilidad genética en esta especie mediante la técnica de electroforesis de proteínas en gel de almidón. Las muestras provienen de la zona pesquera de Valparaíso (33°05`S; 71°40´W) y Lebu (37°37`S; 73°40"´W).

Los resultados muestran un valor de heterocigosidad de 11% si se considera los 12 loci presuntivos analizados. El polimorfismo es de 25%, semejante al reportado en distintas especies de peces marinos. Por otro lado el análisis estadístico de las pruebas F_st y X² sugieren que las poblaciones de Valparaíso y Lebu se ajustan al equilibrio de Hardy-Weinberg. Los valores de Identidad genética (I = 0,996) y Distancia genética de Nei (D = 0,004), demuestran diferencias no significativas.

PALABRAS CLAVES: Brama australis, electroforesis, variabilidad, genética poblacional, estructura genética, heterocigosidad.

ABSTRACT

The pacific pomfret, Brama australis, is an epipelagic and mesopelagic fish and the distribution is from Coquimbo in the north to the Austral zone in the south. The main fisheries area are the V and VIII Región. We study the genetic variability in this species using starch gel electrophoresis of proteins. The samples com from Valparaíso (33º05'S; 71º40'W) and from Lebu (37º37'S; 73º40'W). The results show that the heterozygosity is 11% when 12 presuntive loci are analized. The polymorphism is 25 %, similar to those reported in different species of marine fish. On the other hand, the statistical analysis of F_st and X² test suggest that populations of Valparaíso and Lebu fit to Hardy-Weinberg equilibrium. The values of genetic identity (I = 0.996) and Nei genetic distance (D = 0,004) demonstrate not significative differences.

KEYWORDS: Brama australis, electrophoresis, variability, population genetics, genetics structure, heterozygosity.

INTRODUCCION

La "reineta" o "palometa del sur", Brama australis Valenciennes 1837, es un pez de hábitos epipelágico y mesopelágicos que se distribuye en el Pacífico Suroriental aparentemente dentro de los límites de circulación de las masas de aguas subtropicales (Pavlov 1991). En Chile se distribuye desde Coquimbo (29°S) por el norte hasta el extremo sur austral (Oyarzún 2001). Sin embargo, Pavez et al. (1998) argumentan que esta especie debería distribuirse entre los 20° de latitud sur (Iquique) y los 40° de latitud sur (Valdivia), en el Océano Pacífico Suroriental, si es que fuese válido aplicar un efecto de espejo con la distribución conocida de B. japonica en el Océano Pacífico Nororiental, la cual se distribuye de California meridional al golfo de Alaska, islas de Aleutian, y a la costa pacífica de Japón, donde el límite meridional de su distribución parece estar sobre 20ºN. Presenta una talla máxima de 60 cm y un rango de distribución batimétrica de 15 -500 m de profundidad. Según Oyarzún (2001) esta especie se encontraría a profundidades promedio de 150 m.

La reineta ha llegado a constituirse en un importante recurso pesquero para la zona centro-sur de Chile, especialmente para la flota artesanal y semiindustrial de las regiones V y VIII. Debido a la creciente importancia extractiva que adquiere esta especie en el transcurso de los años y a la poca información existente sobre ella, surge la necesidad de desarrollar estudios biológico-pesqueros fundamentales para establecer medidas regulatorias sobre la pesca de esta especie y así obtener un desarrollo sustentable de ésta. Un requisito primario en el ordenamiento pesquero es la identificación de unidades de stock, es decir la fracción explotable de una población que corresponde a un conjunto de individuos regidos por los mismos parámetros biológicos y demográficos, sobre los que ejerce su acción la pesquería. Sin embargo, existe más de una acepción del término stock. Una primera, de stock puro, basada en la idea de poblaciones que evolucionan independientemente y que, por lo tanto, puede acumular diferencias genéticas. La otra acepción es dinámica, o de stock ecológico, que implica persistencia de patrones espaciales de distribución y abundancia en una escala temporal ecológica, sin que necesariamente haya diferenciación genética de las unidades poblacionales (Spanakis et al. 1989).

Históricamente se reconocen varios métodos en la identificación de stocks, como el de marcaje-recaptura, el de la morfometría, parasitofauna y el genético. Dentro de este último, el grado de variación y diferenciación genética que presenta una especie permite determinar la estructura poblacional de ésta a lo largo de su distribución. Estudios desarrollados en peces pelágicos y demersales sugieren que, en general, las especies demersales tienden a estar genéticamente subdivididas, presentando subpo-blaciones o demos; por el contrario, las especies pe-lágicas muestran poca diferenciación genética, presentándose como una gran población panmíctica (Smith et al. 1989). Se plantea como hipótesis de trabajo que Brama australis presenta una sola unidad poblacional panmíctica en la zona centro-sur de Chile, es decir una estructura poblacional donde existiría un libre intercambio genético entre todos los integrantes de la población. Se evaluará esta hipótesis mediante la técnica de electroforesis de proteínas en gel de almidón, que permite conocer indirectamente la variabilidad genética y cómo ésta se distribuye en el ámbito geográfico de la especie.

MATERIALES Y METODOS

El muestreo se realizó en los meses de septiembre y octubre del 2001, dentro del cual se obtuvo un total de 102 ejemplares de Brama australis, 51 provenientes de la zona pesquera de Valparaíso (33°05`S; 71°40`W) e igual número de ejemplares provenientes de la zona pesquera de Lebu (37°37`S; 73°40`W), V y VIII regiones respectivamente, principales zonas pesqueras de la especie en el país en términos de tonelajes. Estas muestras fueron congeladas y trasladadas al laboratorio de genética de organismos marinos del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción. Se extrajo tejido muscular de cada ejemplar para el análisis de los sistemas enzimáticos (Tabla I) el cual fue sometido posteriormente a electroforesis en gel de almidón para la caracterización de isoenzimas. La nomenclatura de los alelos para cada locus, es la establecida por Aebersold et al. (1987). Para el análisis de datos se utilizó el programa computacional GENEPOP versión 3.2a (Raymond & Rousset 2000), que permitió calcular las frecuencias de cada alelo en cada población, evaluar el ajuste al equilibrio de Hardy-Weinberg en cada localidad muestreada, obtener los déficit de heterocigotos por locus y localidad, así como el cálculo de los estadísticos F de Wright. La homogeneidad genética de las muestras fue analizada mediante el Indice F_st Wright (Hartl 1980), prueba que mide las diferencias entre las heterocigosidades esperadas de las subpoblaciones con respecto a la población total, entregando por lo tanto la proporción de la variación genética que es producto de diferencias entre poblaciones. Complementario a esto se aplicó el test G para establecer diferencias entre las frecuencias alélicas de los loci polimórficos en ambas localidades.

Tabla I. Sistemas enzimáticos analizados en Brama australis, buffer y tejido utilizados. Se indica además los loci encontrados por cada sistema enzimático. * = polimórfico. E.C.N° = Number Code International Enzyme.

Table I. Enzimatic system analized in Brama australis, buffer and tissues. the number of loci are indicated for the enzymes. * polymorphic. E:C:Nº= Number code International.

RESULTADOS

El análisis genético abarcó el estudio de 8 sistemas enzimáticos que dieron cuenta de un total de 12 loci, que presentaron suficiente actividad y definición en el tejido muscular. Tres loci resultaron ser polimórficos: PGI, PGM y PGD (Tabla I). El valor medio de heterocigosidad considerando la totalidad de los loci fue de un 11%, mientras que el polimorfismo fue de un 25%, basado en que el alelo más común no es superior al 95%. Las frecuencias alélicas para los tres loci polimórficos en ambas localidades se resumen en la Tabla II.

Tabla II. Frecuencias alélicas, Heterocigosidad observada (Ho) y déficit de heterocigotos (DH) obtenidos para los tres loci polimórficos en ambas localidades. N corresponde al número de ejemplares utilizados y X² H-W al resultado del test chi-cuadrado para la desviación del equlibrio de Hardy-Weinberg. n.s. = no significativo.

Table II. Allele frecuencies, Observed heteroczgosity (Ho), deficit of heterozygosity (HD) in there of the polymorphic loci in both localities. N is the number of individuals. X²H-W, is the Chi square test for Hardy-Weinberg equilibrium. n.s.= not significance.

Tabla III. Resumen de los estadísticos F de Wright para los loci polimórficos analizados y estimación del flujo génico (Nm) (Wright 1931). n.s. = no significativo.

Table III. Summary of the statistic F of Wright for polymorphic locim and estimation of gene flow (Nm) (Wright, 1931). N.s. not significance.

Tabla IV. Tabla de Contingencia y análisis de frecuencias alélicas entre localidades para los loci polimórficos analizados. Estadísticos G y X²; grados de libertad (g.l.) = (n° de alelos -1)(n° de localidades-1); n.s = no significativo.

Table IV. Contingency analysis of allele frecuencies between localities for polymorphic loci. Statistics G and X²; degree of freedom (G.1)= (nº of alleles-1) (nº of localities -1); n.s= not significance.

DISCUSION

El análisis genético realizado sobre la base de los loci estudiados, indica que el valor medio de Heterocigosidad (11%), es algo mayor al valor medio reconocido por otros autores, Ayala & Kiger (1985) en trega un valor de un 8% para peces en general. El valor de polimorfismo (25%) es semejante al obtenido por otros autores en distintas especies. El índice de Fijación F_st indica que existe un flujo génico importante entre ambas localidades comparadas, esto de acuerdo al Test X² que arrojó valores no significativos y a lo planteado por Hartl (1980), donde indica que valores de F_st entre 0,05 y 0,15 indicarían una moderada diferenciación poblacional. De acuerdo a los resultados y al análisis estadístico obtenidos (X² H-W, test G), no existirían diferencias significativas en las frecuencias genotípicas ni en las frecuencias alélicas, por lo que ambas localidades se ajustan al modelo propuesto por Hardy-Weinberg, lo que sugiere la existencia de un solo grupo poblacional entre Valparaíso y Lebu. Las principales razones encontradas para definir grupos poblacionales no separados son la falta de una barrera física importante, la presencia de la Corriente de Humboldt en sentido sur-norte, las estrategias de desove y áreas de retención larval y las grandes migraciones que pueden realizar los cardúmenes adultos, lo que permitiría un flujo génico importante a lo largo del área de estudio (Galleguillos et al. 1997, Gómez 1995). Estos resultados y los anteriores son corroborados por la estimación del flujo génico (Nm) obtenido, siendo aproximadamente 53 los individuos que migran por generación. Es necesario buscar diferencias fenotípicas históricamente establecidas que puedan tener una base genética con el fin de identificar posibles distinciones adaptativas entre las localidades muestreadas que no puedan ser detectadas a nivel bioquímico. En este sentido, el trabajo realizado por Pavéz et al. (1998) sobre la pesquería del recurso reineta en la V Región indicaría que los parámetros biológico-pesqueros de la especie en estudio no varían significativamente con respecto a lo realizado por Leal (2002) sobre la estimación de parámetros biológico-pesqueros del recurso reineta en la zona de pesca de Lebu, por lo que estaríamos en presencia de un solo grupo poblacional (Tabla V).

Tabla V. Parámetros biológico-pesqueros del recurso reineta en las zonas de pesca de Valparaíso (Pavéz et al., 1996) y Lebu (Leal, 2002).

Table V. Biological fishery parameters in the pacific pomfret in Valparaiso (Pávez et al. 1996) y Lebu (Leal 2002).

CONCLUSIONES

De acuerdo a los valores obtenidos mediante los cálculos del Indice de Fijación (F_st) y Número de migrantes por generación (Nm), existe un flujo génico abierto e importante entre las localidades en estudio, lo que sugiere la existencia de un solo grupo poblacional entre Valparaíso y Lebu. En conclusión Brama australis no presenta diferenciación poblacional en la zona centro-sur de Chile (Valparaíso, Lebu) presentando una sola unidad poblacional panmíctica, y un libre flujo genético en la población.

Sin embargo el bajo número de loci variables analizados no permite inferir conclusiones definitivas, por lo que es importante trabajar con una mayor cantidad de ellas. Es importante también y trascendental obtener ejemplares de los lugares extremos de distribución del recurso, para establecer diferencias genéticas confiables, como también trabajar con un tamaño muestreal mayor, donde todos los muestreos se realicen en un mismo período de tiempo dado al gran carácter migratorio de la especie, para evitar sesgos en los resultados.

BIBLIOGRAFIA

Aebersold, P.B., G.A. Winans, D.J. Teel, G.B. Milner. & F.M. Utter. 1987. Manual for starch gel electrophoreses: A method for the detection of genetic variation. U.S. Dep. Commer, NOAA Tech. Rep. NMFS 61,19 p.

Ayala, F. & J. Kiger. 1985. Genética Moderna. Ed. Omega, S.A. Barcelona, España. 836 pp.

Galleguillos, R., L. Troncoso, J. Monsalves. & C. Oyarzún. 1997. Diferenciación poblacional en la sardina chilena, Strangomera bentincki (Pises: Clupeidae) análisis genético de variabilidad proteínica. Revista Chilena de Historia Natural, 70: 351-361.

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Hartl, D.L. 1980. Principles of populations genetics. Sinauer Associates. Inc. Massachusetts. 488 pp.

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Pavéz, P., T. Melo, H. Ceriola, F. Hurtado & P. Rasmussen. 1998. Análisis y Evaluación de la Pesquería de la Reineta (Brama australis) en el Litoral de la V Región. Proyecto FIP 96-26. Informe Final.

Pavlov, Yu. P. 1991. Brama australis Valenciennes, A valid species of Sea Bream (Bramidae) from Southeastern Pacific Ocean. Journal of Ichthyology, 31 (5): 6-9.

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Spanakis, E., N. Tsimenides. & E. Zouros. 1989. Genetic differences between populations of sardine, Sardina pilchardus, and anchovy, Engraulis encrasicolus, in the Aegean and Ionian Seas. Journal of Fish Biology, 35: 417-437.

Wright, S. 1931. Evolution in Mendelian Population. Genetics, 16: 97-159.

Fecha de recepción: 10.04.02
Fecha de aceptación: 29.09.02 

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¹Departamento de Oceanografía, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Universidad de Concepción.

²Laboratorio de Genética, Departamento de Oceanografía, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Universidad de Concepción.