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Título: Assessing potential impacts of deep-sea mining on dispersal and population connectivity of the vent mussel Bathymodiolus azoricus
Autor: Silva, Mónica Alexandra Andrade
Orientador: Ribeiro, Pedro Miguel de Azevedo
Palavras-chave: Bathymodiolus azoricus
Biologia Marinha
Ecossistema Marinho
Fontes Hidrotermais Marinhas
Genética Populacional
Mexilhão
Ecosystem Conservation
Hydrothermal Vents
Population Genetics
RAD Sequencing
Data de Defesa: 19-Out-2016
Citação: Silva, Mónica Alexandra Andrade. "Assessing potential impacts of deep-sea mining on dispersal and population connectivity of the vent mussel Bathymodiolus azoricus". 2016. 66 p.. (Dissertação de Mestrado em Estudos Integrados dos Oceanos). Horta: Universidade dos Açores, 2016. [Consult. Dia Mês Ano]. Disponível em www:<http://hdl.handle.net/10400.3/3938>.
Resumo: Os campos hidrotermais são caracterizados por serem ambientes únicos, por terem características físico-químicas extremas, assim como composições únicas de espécies biológicas. Bathymodiolus azoricus é um bivalve de mar profundo predominante dos campos hidrotermais ao longo da Crista Médio-Atlântica (CMA). Ainda muito pouco é conhecido sobre a estrutura genética tanto como a existência de conectividade desta espécie. Desse modo, o objetivo deste estudo foi identificar escalas e padrões espaciais sobre conectividade entre populações, a fim de prever a suscetibilidade de esta e de outras espécies, uma vez que a área em estudo poderá ser afetada pela mineração. Uma análise à genómica populacional das amostras, que foram recolhidas em três diferentes locais (Menez Gwen, Lucky Strike, Rainbow) e foram sujeitas a genotipagem “RAD sequencing” e Polimorfismo de um Único Nucleotídeo (SNPs), destacaram dois aspetos importantes: (1) Quando todos os SNPs foram analisados, nenhuma estrutura genética foi revelada, sugerindo assim que a maioria dos marcadores não contribuem para qualquer estrutura entre amostras populacionais ou simplesmente não são significativas; (2) Quando analisados apenas os conjuntos discriminantes dos marcadores de SNPs, um padrão de estrutura genética foi claramente revelado, correspondendo assim às expectativas de distribuição espacial das amostras. Este estudo proporciona uma contribuição inovadora para a compreensão da estrutura genética nas populações hidrotermais do CMA, fornecendo assim, pela primeira vez, evidências de uma estrutura genética relativa à fauna existente nos campos hidrotermais na zona norte da CMA. Estas observações não são incompatíveis com a conectividade genética pronunciada, e alguns cuidados devem ser tomados em conta quando se sugerem conclusões. Uma possível explicação para este padrão inclui troca larvar insuficiente entre campos hidrotermais, mas também uma adaptação local. Ambos os casos irão, sem dúvida, afetar a conectividade, e assim, ter consequências na recolonização após a mineração. A recolonização em locais de possível impacto por dispersão larval a partir de fontes remotas pode ser possível. A maioria dessas larvas seriam, no entanto, localmente não adaptáveis, o que pode restringir a resposta à seleção, expansão populacional e taxas de recolonização. Mais estudos com um maior número de taxas representativas são necessários, de modo a obter uma perspetiva mais clara da conectividade populacional nos campos hidrotermais. Além disso, existe uma lacuna considerável de conhecimento sobre os mecanismos que influenciam os padrões de conectividade, dificultando o estabelecimento de conclusões. Finalmente, estudos de genética populacional deverão ser acoplados a modelos de dispersão larval, a fim de identificar possíveis barreiras à dispersão.
ABSTRACT: Hydrothermal vents are unique environments of extreme physical–chemical characteristics and biological species composition. Bathymodiolus azoricus is a deep-sea Mytilid bivalve that dominates hydrothermal vent sites along the Mid-Atlantic Ridge (MAR). Very little is known about the genetic structure and connectivity of this species. Thus, the aim of this study was to identify the spatial scales and patterns over which populations are connected, in order to predict how this and other vent species are likely to be affected by SMS mining in the area. A population genomics analysis of samples collected from three MAR vent sites (Menez Gwen, Lucky Strike, Rainbow) using RAD sequencing and Single Nucleotide Polymorphism (SNP)genotyping highlighted two important aspects: (1) When all SNPs were used no genetic structure was revealed, suggesting that most of the markers do not contribute to any structure among population samples or are simply not informative; (2) when analyzing only the most discriminant sets of SNP markers, a clear pattern of genetic structure was uncovered, corresponding to expectations of the spatial distribution of samples. This study makes a novel contribution to the understanding of genetic structure at hydrothermal vent populations on the MAR, providing, for the first time, evidence of subtle genetic structure of hydrothermal vent fauna along the northern MAR. This observation is not incompatible with pronounced genetic connectivity, and some care must be taken when drawing conclusions. Possible explanations for this pattern include limited larval exchange between vent fields, but also local adaptation. Both scenarios will impact connectivity and thus have consequences for post-mining recolonization. Recolonization of impacted sites by larvae dispersing from remote sources may be possible. Most of these larvae would, however, not be locally adapted, which might constrain the response to selection, population expansion, and ultimately recolonization rates. More studies are needed with as many representative taxa as possible in order to obtain a wider perspective of population connectivity on hydrothermal vents. Moreover, there is a considerable gap in our knowledge of the mechanisms influencing connectivity patterns, which makes it difficult to draw conclusions. Finally, population genetic studies should be coupled with models of larval dispersal in order to identify potential barriers to dispersal.
Descrição: Dissertação de Mestrado, Estudos Integrados dos Oceanos, 19 de Outubro de 2016, Universidade dos Açores.
URI: http://hdl.handle.net/10400.3/3938
Designação: Mestrado em Estudos Integrados dos Oceanos
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