Depressão por Endogamia:

Somente uma Terminologia Genética ou um Fato na Aqüicultura?

Por: Alexandre Hilsdorf – Deptº de Ciências – Universidade de Taubaté – [email protected]
Jorge A. Dergam – Deptº de Biologia Animal – Universidade Federal de Viçosa – [email protected]


Estamos próximos do final de um século importante para humanidade e, as gerações futuras possivelmente lembrarão do século 20 pelas duas grandes guerras, e outros acontecimentos trágicos, porém, indubitavelmente este século também será visto pelos grandes avanços nos diversos campos do conhecimento científico. Podemos dizer que entre esses campos, a genética tem tido um papel de destaque. Isto pode ser facilmente observado pela velocidade de informações geradas com o estudo da molécula que guarda nossas características hereditárias, o DNA. Questões como clonagem de seres vivos, plantas transgênicas, cura de doenças genéticas por terapia gênica, entre outras, já fazem parte do nosso cotidiano.

Na agropecuária, a genética tem desempenhado um papel fundamental no aumento da oferta de alimentos. Tanto para produção vegetal como animal, a aplicação dos conhecimentos da transmissão dos genes ligados a características produtivas tem permitido a geração de variedades de plantas e raças animais altamente produtivas.

O manejo de plantéis de organismos derivados de populações naturais apresenta uma série de problemas que podem ser evitados ou amenizados através do acompanhamento de alguns parâmetros na prática do manejo genético. Entre esses problemas, três merecem destaque: a depressão por endogamia, a depressão por exogamia e, a interação dos espécimes cultivados com as populações naturais. Neste artigo, falaremos apenas do primeiro problema.

Endogamia

A endogamia, isto é, o cruzamento de indivíduos aparentados, é um processo que está associado à redução na viabilidade de plantas e animais. Estes efeitos são conhecidos por produzir características genéticas anormais ou mesmo letais na descendência. Na agropecuária a endogamia pode afetar o rendimento em ganho de peso, a reprodução, resistência a doenças entre outras características ligadas a produção. Tal fenômeno é conhecido como depressão por endogamia.

A endogamia é uma velha conhecida dos melhoristas de plantas e animais. Porém, os problemas associados à depressão por endogamia não têm recebido muita atenção por parte dos produtores de peixes e vários têm sido os estudos que identificaram a diminuição da performance produtiva em razão do aumento de acasalamentos entre indivíduos de mesma descendência, tanto em desovas naturais como induzidas em cativeiro.

As características reprodutivas dos peixes e as práticas de reprodução artificial utilizadas pelos piscicultores, de certa forma facilitam o aumento dos índices de endogamia dos alevinos produzidos. Dessa forma, a alta fecundidade, principalmente das espécies de desova total faz com que o produtor deixe de se preocupar com o número de fêmeas mantidas para reprodução. Além disso, muitas vezes, por motivos de espaço e para se maximizar a produção de alevinos, mantém-se um número menor de machos que de fêmea, utilizando-se o sêmen de um mesmo macho para fertilizar ovos de várias fêmeas.          

Afinal, o que uma prática disseminada em grande parte das centrais de reprodução pode interferir na qualidade genética dos alevinos produzidos ? Para entendermos isto, precisamos entender que o índice de endogamia está diretamente relacionado com o número de reprodutores que se está trabalhando. Idealmente, a população mantida em cativeiro deveria representar a totalidade da variabilidade genética das populações naturais, porém, sabe-se que isto é impossível, e que em cativeiro o produtor trabalha com uma população bem menor do que aquela encontrada na natureza. Geneticamente esta população, tida como finita, é expressa pelo que chamamos de número efetivo de reprodutores (Ne). Assim, o número de reprodutores utilizados afeta diretamente à diversidade genética dos alevinos a serem produzidos.

Índice de Endogamia

O índice de endogamia está, desta forma, intimamente relacionado ao número total de reprodutores, razão sexual (relação machos :fêmeas) e sistema de acasalamento utilizado no momento da fertilização e; variabilidade da população de origem dos reprodutores.

Em termos genéticos o índice de endogamia é inversamente proporcional ao número efetivo de reprodutores, isto é, ao se reduzir o número de reprodutores totais em uso em uma piscicultura, aumenta-se o grau de endogamia por geração. Matematicamente, esta idéia é representada pela expressão:

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Assim, um número pequeno de reprodutores mantidos para reprodução pode elevar a endogamia, o que ocasiona uma redução da variabilidade genética, com conseqüente perda de adaptabilidade à mudanças ambientais ou mesmo de genes relacionados à características zootécnicas. Na truta arco-íris, por exemplo, os efeitos da perda de 25% da diversidade genética foram associados a um aumento de 38% de malformações, 19% da redução da sobrevivência de alevinos, e diminuição de 23% do peso dos peixes com 364 dias (Toledo-Filho, 1992)

A FAO em publicação de 1981 sobre conservação genéticas de peixes (FAO Fisheries Technical Paper 217) recomenda um número efetivo de 500 reprodutores para programas de reprodução a longo prazo e 50 para programas a curto prazo. Para se ter uma idéia, a utilização de 25 fêmeas e 25 machos como reprodutores para produção comercial de alevinos produzirá um índice de endogamia de 1% por geração, que atingirá um nível crítico após 5 a 10 gerações. É claro que a manutenção de um número ideal de 500 reprodutores, que gera um índice não significativo de endogamia de 0,1% por geração é, em termos práticos, impossível, devido ao tamanho e aos custos de construção e manutenção de uma central de reprodução.

Soluções Práticas

A pergunta que fica no ar é: como podemos diminuir o índice de endogamia sem aumentarmos demasiadamente o número efetivo de reprodutores? Isto pode ser conseguido com o manejo de duas outras variáveis, a saber: sistema de acasalamentos e razão sexual.

A formação do estoque reprodutor em uma piscicultura passa pela captura de uma amostra de animais no meio ambiente, geralmente sem o conhecimento prévio da estrutura genético populacional da espécie. Deste estoque chamado estoque fundador, uma amostra de machos e fêmeas é tomada para formação do estoque reprodutor. Soma-se a isto a utilização de razões sexuais com menor quantidade de machos. Todo este processo acarreta um efeito estrangulador que reduz etapa por etapa a representatividade da constituição genética da espécie.

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Assim, algumas recomendações são importantes para se minimizar os efeitos deste estrangulamento na formação do estoque reprodutor e os efeitos deletérios da endogamia sobre as descendências de alevinos.

Como primeiro passo para formação do estoque fundador em uma piscicultura é importante saber que a variabilidade genética de uma espécie pode estar concentrada dentro das populações e/ou entre populações distribuídas em uma região qualquer. Por exemplo se considerarmos a ampla distribuição geográfica em suas respectivas bacias hidrográficas de peixes de interesse comercial, tais como, Pacu, Tambaqui, Curimbatá Matrinxã, etc., pode-se supor que cada uma destas espécies pode estar estruturada em diferentes populações, e apresentar diferenças genéticas que devem ser mantidas em seu máximo na captura dos reprodutores. Isto por que uma redução da variabilidade genética, com uma captura pouco representativa, no momento da formação do estoque fundador tende a reduzir a adaptabilidade do estoque à mudanças ambientais, e, também, diminui a eficiência de programas de seleção.

Atualmente, as modernas metodologias de análise do DNA permitem uma avaliação mais precisa da diversidade genética dentro e entre populações. A aplicação de tais técnicas para se proceder avaliações genéticas de estoques em cativeiro, bem como estimar a estrutura genética em populações selvagens torna-se cada dia mais factível.

Os custos de tais análises podem ser facilmente amortizados por grupos produtores de alevinos que desejem avaliar seus plantéis junto a órgãos de pesquisa ou mesmo em empresas privadas. O produtor deve ter em mente que a diminuição dos índices de endogamia está intimamente relacionado com o aumento do número específico de reprodutores (Ne). Primeiramente, o sistema de cruzamento escolhido pelo produtor é uma variável importante para o incremento do Ne. Usualmente o produtor utiliza o chamado cruzamento ao acaso, em que as fêmeas e machos são escolhidos ao acaso. Este procedimento não assegura que a variabilidade genética do estoque fundador estará representada nas gerações subsequentes, ocasionando constantes efeitos de afunilamentos da população o que tende a acelerar a endogamia nos estoques reprodutores. Assim, o recomendado é a utilização do cruzamento por pedigree.

Neste tipo de cruzamento os reprodutores são marcados individualmente, o que assegura o aumento da variância genética, pois a constituição genética de cada reprodutor estará representada na descendência (Tave, 1993). A vantagem deste sistema é o aumento de Ne sem a necessidade de se aumentar em demasia o número de reprodutores. Por exemplo, se tivermos 4 fêmeas para 1 macho, no caso do sistema de cruzamentos ao acaso o valor de Ne será de 3,2, já para cruzamentos por pedigree o Ne será de 4,9.

Se lembrarmos que o valor de endogamia é inversamente proporcional ao Ne, os índices de endogamia para os dois sistemas serão de 0,15 e 0,10, respectivamente. Na medida em que um estoque reprodutor não pode ser substituído e nem identificado, a alternativa para o aumento do Ne está no ajuste da razão sexual de 1 macho para 1 fêmea. Na tabela acima podemos observar o impacto sobre os índice de endogamia quando da modificação do Ne e da razão sexual.

Como dito e verificado na tabela, o desequilíbrio da razão sexual em favor das fêmeas aumenta gradativamente a endogamia por geração, diminuindo a representatividade genética dos reprodutores, assim como a capacidade de utilização das gerações subsequentes para substituição dos reprodutores.

Apesar de não serem usadas com freqüência, práticas de manejo reprodutivo, como dividir a desova em porções e fertilizá-las com esperma de machos diferentes, aliadas aos sistemas de acasalamento descritos e ajuste do número de fêmeas e machos são extremamente importantes para o incremento do Ne, e conseqüente diminuição dos efeitos gerados pela depressão por endogamia. Isto permite uma melhoria genética dos estoques reprodutores e conseqüentemente da qualidade dos alevinos produzidos.

Duas publicações que cobrem bem o assunto descrito é a do Prof. Sílvio de Almeida Toledo Filho – Conservação genética de peixes em projetos de repovoamento de reservatórios – Cadernos de Ictiogenética -1, e o livro Genetics for fish hatchery managers de Douglas Tave.

Para finalizar, é importante que se trace um paralelo da avicultura com a piscicultura. A avicultura, que hoje no Brasil pode ser considerada um indústria geradora de divisas, tem seu sucesso explicado, entre outras coisas, pelo aprimoramento genético de raças altamente produtivas. Para se ter uma idéia em 1948 um frango chegava ao seu peso comercial de 1,3 kg em 86 dias; em 1981, 1,8 kg era atingido em 49 dias, e atualmente um frango está pronto para ser abatido com 2 kg em 42 dias. Isto com uma redução da conversão alimentar de 3,41: 1 para 1,87:1. Para se chegar a este desempenho, técnicas de seleção genética, aliadas à aplicação de cruzamentos entre linhagens endogâmicas, possibilitaram a produção de pintinhos de um dia altamente produtivos com intenso Vigor de Híbrido.

Muitas são as etapas que devem ser trabalhadas para que o Brasil passe de importador de pescado para exportador. Porém, sem dúvida nenhuma para o aumento da eficiência produtiva e diminuição dos custos de produção do peixe advindo de cultivo, as técnicas de melhoramento genético não podem e não devem estar fora das discussões técnico-científicas que definem os rumos da piscicultura nacional.