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Spatio-temporal genetic dynamics of European hake (Merluccius merluccius) populations from Atlantic fishing grounds

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Spatio-temporal genetic dynamics of European hake (Merluccius merluccius) populations from Atlantic fishing grounds

Pita Bugallo, Alfonso
 
DATE : 2013-06-07
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/91
UNESCO SUBJECT : 2401.08 Genética Animal ; 2409 Genética ; 2409.03 Genética de Poblaciones
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

[spa] La sobreexplotación pesquera es un gran problema actual, por lo que científicos y gestores tratan de evaluar los riesgos de colapso y proponer planes estratégicos para mejorar la sostenibilidad de las pesquerías. El análisis genético espacio-temporal de los recursos pesqueros describe el patrón conectivo existente entre poblaciones y su estabilidad temporal, por lo que la inclusión de datos genéticos en los planes estratégicos está cada vez más demandada. Los datos moleculares obtenidos con marcadores microsatélite y secuencias de ADN mitocondrial de merluza europea (Merluccius merluccius), muestreada en todo su rango de distribución durante la última década, han permitido establecer importantes propiedades genético-poblacionales de esta pesquería. El patrón de conectividad a gran escala, obtenido tras la aplicación de un reloj molecular mitocondrial, sitúa en el Pleistoceno tardío (ca. 150.000 años) el comienzo de la divergencia genética entre las poblaciones de las dos principales vertientes europeas. La merluza atlántica parece constituir una población panmíctica, que se ... [+]
[spa] La sobreexplotación pesquera es un gran problema actual, por lo que científicos y gestores tratan de evaluar los riesgos de colapso y proponer planes estratégicos para mejorar la sostenibilidad de las pesquerías. El análisis genético espacio-temporal de los recursos pesqueros describe el patrón conectivo existente entre poblaciones y su estabilidad temporal, por lo que la inclusión de datos genéticos en los planes estratégicos está cada vez más demandada. Los datos moleculares obtenidos con marcadores microsatélite y secuencias de ADN mitocondrial de merluza europea (Merluccius merluccius), muestreada en todo su rango de distribución durante la última década, han permitido establecer importantes propiedades genético-poblacionales de esta pesquería. El patrón de conectividad a gran escala, obtenido tras la aplicación de un reloj molecular mitocondrial, sitúa en el Pleistoceno tardío (ca. 150.000 años) el comienzo de la divergencia genética entre las poblaciones de las dos principales vertientes europeas. La merluza atlántica parece constituir una población panmíctica, que se extiende desde el norte de Irlanda hasta el Mar Canario, mostrando únicamente una reducción al flujo génico respecto a la población más extrema del Mar del Norte. La migración latitudinal hacia el sur, planteada en esta tesis, sugiere un desplazamiento significativo de biomasa desde las principales áreas de freza de esta especie, del oeste y sur de Irlanda (Porcupine Bank y Great Sole) hacia latitudes septentrionales del llamado Stock Sur (Mar Cantábrico). El escenario panmíctico descrito para la merluza europea se alterna con episodios de divergencia metapoblacional y por tanto su gestión genética debería evitar visiones estructuralistas infundadas. De hecho, el seguimiento interanual de la diversidad genética de esta especie, medida a través de su tamaño efectivo poblacional, parece ser un buen estimador de su status genético. Además, este indicador genético se correlaciona estrechamente con estimas de biomasa aportadas por otras disciplinas científicas. Los resultados presentados en esta tesis son relevantes para la gestión genética de largo plazo en esta especie, enfocada a su sostenibilidad ecológica y comercial. [-]
 
[eng] The overexploitation of fisheries is a major problem nowadays and therefore scientists and managers try to assess the risks of collapse and to propose strategic plans to improve the sustainability of fisheries. Spatio-temporal genetic analyses of marine resources help to describe the connectivity pattern existing across populations and its temporal stability, so the inclusion of this type of data into strategic plans is increasingly demanded. Present molecular data obtained from microsatellite markers and mitochondrial DNA sequences on European hake (Merluccius merluccius) samples collected from its whole distribution range during the last decade, have allowed to establishing important eco-biological properties of this fishery. The macroscale pattern of connectivity recovered upon a mitochondrial clock situates the initial divergence between populations of the two main European basins in the Late Pleistocene (ca. 150,000 yr bp). The Atlantic hake conforms a single panmictic population extending from Northern Ireland to the Canarian Sea and only the North Sea population ... [+]
[eng] The overexploitation of fisheries is a major problem nowadays and therefore scientists and managers try to assess the risks of collapse and to propose strategic plans to improve the sustainability of fisheries. Spatio-temporal genetic analyses of marine resources help to describe the connectivity pattern existing across populations and its temporal stability, so the inclusion of this type of data into strategic plans is increasingly demanded. Present molecular data obtained from microsatellite markers and mitochondrial DNA sequences on European hake (Merluccius merluccius) samples collected from its whole distribution range during the last decade, have allowed to establishing important eco-biological properties of this fishery. The macroscale pattern of connectivity recovered upon a mitochondrial clock situates the initial divergence between populations of the two main European basins in the Late Pleistocene (ca. 150,000 yr bp). The Atlantic hake conforms a single panmictic population extending from Northern Ireland to the Canarian Sea and only the North Sea population exhibits a limited gene flow with the rest of Atlantic grounds. A southwards latitudinal migration pattern put forward in this thesis, suggests that a significant biomass displacement occurs systematically from the main spawning grounds of the species in Southwestern Ireland (Great Sole and Porcupine Bank grounds) to northern latitudes of the Southern Stock (Cantabrian Sea). The panmictic scenario proposed for the European hake alternates episodes of metapopulation divergence and therefore its genetic management should ignore unfounded structural criteria. In fact, the interannual monitoring of the genetic diversity of this species, measured through its effective genetic population size, appears to be a good predictor of its genetic status and correlates tightly with biomass trends from interdisciplinary records. The results presented in this thesis are of upmost relevance for the long-term genetic management of this European species regarding its ecological and commercial sustainability. [-]

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