Pirarucu – Identificados genes relacionados ao crescimento e a determinação do sexo do juvenil

Pesquisadores brasileiros e alemães identificaram genes associados à diferenciação de sexo no piracuru (Arapaima gigas), um dos peixes que mais crescem no mundo e um ícone da aquicultura amazônica. Essas descobertas podem facilitar a sexagem precoce da espécie e sua reprodução em cativeiro, além de ajudar nos trabalhos para o melhoramento genético.

Os resultados da pesquisa foram publicados na Scientific Reports sob o título “O genoma do pirarucu (Arapaima gigas) fornece informações sobre gigantismo, crescimento rápido e sistema de determinação cromossômica do sexo”.

O pirarucu atinge a maturidade sexual aos 4 anos e meio, e acredita-se que viva até 100 anos. O dimorfismo sexual aparece na fase reprodutiva, quando a cor das escamas se torna mais vermelha nos machos para se diferenciar das fêmeas. A determinação precoce do sexo antes dos juvenis atingirem a maturidade, momento em que  machos e as fêmeas apresentam diferenças morfológicas e fenotípicas, é um passo fundamental no estudo reprodutivo das espécies.

Segundo um dos principais pesquisadores que atuaram neste trabalho, Rafael Henrique Nóbrega, do Centro de Aquicultura da UNESP, em Botucatu, SP, a determinação do sexo na fase juvenil não é possível por meio das diferenças fenotípicas secundárias, razão pela qual o único caminho é através da identificação de genes e na compreensão dos mecanismos de diferenciação sexual.

Um outro sequenciamento do genoma do pirarucu havia sido publicado em setembro de 2018 por pesquisadores da Universidade Federal do Pará, do Rio Grande do Norte, entre outras instituições. No entanto, a sequência realizada mais recentemente por Nóbrega, Oliveira e colaboradores leva a importantes descobertas genéticas relacionadas a características como o gigantismo e o crescimento rápido. Ele também mostrou que a determinação e diferenciação do sexo na espécie são compatíveis com um sistema de determinação do sexo do cromossomo XY. “Embora o pirarucu não tenha cromossomos sexuais heteromórficos que possam ser detectados através da análise de células de tecidos, identificamos exclusivamente marcadores masculinos que dão respaldo a existência de um sistema de determinação sexual pelo cromossomo XY”, disse Nóbrega.

Os primeiros estudos foram iniciados em 2015, quando pesquisadores fizeram coletas na fazenda Peixes da Amazônia, em Senador Guiomard, AC, de pedaços de nadadeiras para posterior análise em laboratórios alemães e franceses especializados em genética, onde o DNA foi sequenciado. Genomas de diferentes tamanhos foram obtidos para machos e fêmeas. O genoma masculino tem 666 milhões de pares de bases, enquanto o genoma feminino tem 664 milhões de pares. Ambos são muito pequenos como genomas de peixes, e apenas um quinto do tamanho do genoma humano, que tem 3 bilhões de pares de bases.

Esse genoma foi comparado com o de uma espécie asiática de aruanã (Scleropages formosus), única espécie da ordem dos osteoglossiformes, como pirarucu, com genoma sequenciado. E também foi comparado com os genomas de dez outras espécies pertencentes a várias ordens, como a enguia europeia (Anguilla anguilla), o bacalhau do Atlântico (Gadus morhua), a tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), o peixe-zebra (Danio rerio) e os celacantos primitivos (Latimeria spp.), que evoluíram 400 milhões de anos atrás e desde então mudaram pouco, ou nada.

Foi construída uma árvore filogenética que indica os prováveis períodos de divergência para os ancestrais das espécies estudadas. Quanto mais próximos eles são geneticamente, menor é o tempo entre os eventos da divisão de linhagem. A ordem Osteoglossiformes, à qual pertencem os pirarucus e outras espécies similares, evoluiu há 138,4 milhões de anos, ou seja, ao mesmo tempo na América do Sul e na África, quando os continentes africano e sul-americano começaram a se separar. O parente mais próximo entre as dez espécies analisadas foi a enguia A. anguilla, que há 200 milhões de anos tinha um ancestral comum com o pirarucu.

Os pesquisadores também se dedicaram a identificar genes selecionados positivamente no genoma do pirarucu, isto é, genes resultantes da evolução adaptativa de uma linhagem e frequentemente associados a funções recentemente melhoradas ou selecionadas da espécie.

Diante da ausência de cromossomos sexuais, os pesquisadores procuraram marcadores RAD capazes de mostrar se um juvenil seria masculino e descobriram que existe uma região específica do genoma nos machos que não é encontrada nas fêmeas, o que pode ser considerado compatível com um sistema de determinação do sexo do cromossomo XY.

Referência:

Kang Du, Sven Wuertz, Mateus Adolfi, Susanne Kneitz, Matthias Stöck, Marcos Oliveira, Rafael Nóbrega, Jenny Ormanns, Werner Kloas, Romain Feron, Christophe Klopp, Hugues Parrinello, Laurent Journot, Shunping Ele, John Postlethwait, Axel Meyer, Yann Guiguen & Manfred Schartl. O genoma do pirarucu (Arapaima gigas) fornece informações sobre o gigantismo, crescimento rápido e sistema de determinação cromossômica do sexo. https://www.nature.com/articles/s41598-019-41457-x

 Fonte: misPeces