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Despite their cosmopolitan occurrence and massive plankton sampling during expeditions, the genetic diversity within Pteropoda Cuvier, 1804 is still largely unexplored. In this study we present a next-generation environmental barcoding approach to zooplankton bulk samples, which were collected during the circumglobal 2010 Malaspina expedition to evaluate pteropod diversity. We introduce a technique that avoids destructive procedures and leaves material intact for further morphological investigations. We extracted DNA out of the dregs (organic material such as mucus or body parts) of 27 sample containers for molecular barcoding (average 100-260 bp of COI). We were able to identify 7128 operational taxonomic units corresponding to the species composition contained in the examined samples. Among them were three species of thecosome pteropods,Creseis acicula,Creseis virgulaandCavolinia inflexa, which are discussed with respect to their taxonomy and their geographic distribution. Unidentified gymnosomes were also present in our samples from warmer regions in oceanic waters of the southern Indian Ocean. To facilitate identification of species, it is beneficial to create a better database of pteropod COI barcodes. Furthermore, gathering environmental barcoding data on a broad global scale will help to better understand species abundance and distribution of pteropods in the world’s oceans, and potentially those of other planktonic organisms., A pesar de su presencia cosmopolita y las actividades de muestreo masivo de plancton durante las expediciones, la diversidad genética dentro de los Pteropoda Cuvier, 1804 está todavía inexplorada en gran medida. En este estudio se presenta una aproximación desde el barcoding ambiental aplicada a muestras generales de zooplancton recogidas durante la expedición circumglobal “Malaspina 2010”, con el fin de evaluar la diversidad de pterópodos. Se introduce una técnica que evita procedimientos destructivos de tal modo que el material permanece intacto para futuras investigaciones morfológicas. Extrajimos ADN de los posos (material orgánico como moco o partes del cuerpo) de 27 recipientes de muestras para el barcoding (promedio de 100- 260 bp de COI). Se pudieron identificar 7128 “OTUs” correspondientes a la composición de las especies contenidas en las muestras examinadas. Entre ellas se encontraron tres especies de pterópodos tecosomados,Creseis acicula,Creseis virgulayCavolinia inflexa, cuya taxonomía y distribución geográfica son discutidas. Gimnosomados no identificados procedentes de regiones más templadas de aguas oceánicas del sur del Océnao Indico también estaban presentes. Para facilitar la identificación de especies, es beneficioso crear una base de datos ampliada de códigos de barras COI de pterópodos. Además, la recopilación de datos de barcoding ambiental a una escala mundial amplia ayudará a comprender mejor la abundancia y distribución de especies de pterópodos en los océanos del mundo y de otros posibles organismos planctónicos.

[Resumen] En los últimos años, el ADN ambiental (eDNA) ha demostrado ser un método prometedor y eficiente para el monitoreo de la biodiversidad, por ejemplo, los peces en los ecosistemas acuáticos. La fauna de peces del Canal de Panamá ha cambiado dramáticamente en los últimos años con la introducción de especies marinas no autóctonas (Castellanos-Galindo y col., 2020) lo que merece estudios más profundos para evaluar los futuros riesgos ambientales. Los avances recientes permiten amplios estudios de los sistemas acuáticos utilizando técnicas de código de barras de ADN (metabarcoding) de ADN ambiental. Sin embargo, el éxito de estos estudios depende en gran medida de la disponibilidad de bases de datos de ADN de referencia de relevancia local y de la elección de los cebadores utilizados para la amplificación por PCR. La mayoría de los estudios basados en el ADN de la diversidad de los vertebrados apuntan al uso del locus mitocondrial COI, pero para los peces están mejor resueltos a especies que utilizan otros loci (Zhang y col., 2020). Con el presente estudio se evalúa el uso de tres loci mitocondriales: ARNr 12S, ARNr 16S y COI, para proporcionar opciones multilocus para identificaciones a nivel de especie que tendrán una amplia aplicación en la identificación de especies de peces y estudios en donde se utilice ADN ambiental. [Abstract] In recent years, environmental DNA (eDNA) has proven to be a promising and efficient method for monitoring biodiversity, for example, fish in aquatic ecosystems. The fish fauna of the Panama Canal has changed dramatically in recent years with the introduction of non-native marine species (Castellanos-Galindo et al., 2020), which requires further studies to assess future environmental risks. Recent advances allow extensive studies of aquatic systems using DNA barcoding (metabarcoding) techniques of environmental DNA. However, the success of these studies is highly dependent on the availability of locally relevant reference DNA databases and the choice of primers used for PCR amplification. Most DNA-based studies of vertebrate diversity use the mitochondrial COI locus for species identification, but fish may be better resolved to species using other loci (Zhang et al., 2020). In this study, I evaluated the use of three mitochondrial loci: the 12S rRNA, 16S rRNA and COI, to provide multilocus options for species-level identifications that will have broad application for identification of fish species and studies using environmental DNA. Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Bioloxía molecular, celular e xenética. Curso 2021/2022

El ADN ambiental (eDNA) es una técnica que analiza el material genético liberado por individuos que han transitado o habitan en el medio muestreado con el objetivo de identificar las especies a las que pertenece dicho material. El tipo de muestreo es no invasivo y permite analizar varios taxones simultáneamente partiendo de una misma muestra. Esta técnica, por lo general, identifica un mayor número de taxones y con menores tasas de error que las técnicas no moleculares. Desde la aparición de los secuenciadores masivos, el número de estudios relacionados con el eDNA ha aumentado exponencialmente debido a la relativa facilidad y abaratamiento de los costes asociados a la secuenciación. Las aplicaciones del eDNA siguen en aumento y se diversifican a través de diversas áreas de conocimiento asociadas a las Ciencias de la Vida, siendo hasta la fecha desconocido el impacto que ha tenido en cada una de ellas. Este trabajo cuantifica y describe la influencia que ha tenido el eDNA en las distintas competencias dentro del grado de Ciencias Ambientales. Las aplicaciones se han dividido en seis grupos principales (el estudio de ecosistemas antiguos, las interacciones planta-polinizador, el análisis de las dietas, la detección de especies invasoras, las respuestas a la contaminación o el análisis de la calidad del aire) que se describen y ejemplifican con trabajos publicados hasta 2019., 35 páginas

Tese de mestrado em Biologia da Conservação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021 Submitted by Cristina Manessiez (camanessiez@fc.ul.pt) on 2021-05-11T17:22:51Z No. of bitstreams: 1 ulfc126240_tm_Sara_Bento.pdf: 5089616 bytes, checksum: 7ff4992c9b2a3dcf06dfc30dbd308307 (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-11T17:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc126240_tm_Sara_Bento.pdf: 5089616 bytes, checksum: 7ff4992c9b2a3dcf06dfc30dbd308307 (MD5) Previous issue date: 2021

Monitoring communities of fish is important for the management and sustainability of fisheries and marine ecosystems. Baited remote underwater video systems (BRUVs) are among the most effective nondestructive techniques for sampling bony fishes and elasmobranchs (sharks, rays, and skates). However, BRUVs sample visually conspicuous biota; hence, some taxa are undersampled or not recorded at all. We compared the diversity of fishes characterized using BRUVs with diversity detected via environmental DNA (eDNA) metabarcoding. We sampled seawater and captured BRUVs imagery at 48 locales that included reef and seagrass beds inside and outside a marine reserve (Jurien Bay in Western Australia). Eighty‐two fish genera from 13 orders were detected, and the community of fishes described using eDNA and BRUVs combined yielded >30% more generic richness than when either method was used alone. Rather than detecting a homogenous genetic signature, the eDNA assemblages mirrored the BRUVs’ spatial explicitness; differentiation of taxa between seagrass and reef was clear despite the relatively small geographical scale of the study site (∼35 km2). Taxa that were not sampled by one approach, due to limitations and biases intrinsic to the method, were often detected with the other. Therefore, using BRUVs and eDNA in concert provides a more holistic view of vertebrate marine communities across habitats. Both methods are noninvasive, which enhances their potential for widespread implementation in the surveillance of marine ecosystems., Article impact statement: Use of video and environmental genomics in conservation will greatly improve capacity to effectively monitor fish biodiversity.

Los estuarios figuran entre los hábitats más productivos en la tierra, produciendo cada año más materia orgánica que áreas comparables en tamaño, de bosques, prados o tierras agrícolas. Además albergan una alta diversidad biológica. Pero, al mismo tiempo, los estuarios se encuentran entre los ecosistemas costeros más afectados por actividades del hombre. En este trabajo se analizó la situación de los dos estuarios de la costa asturiana más importantes en la producción de alimentos (Ría del Eo y Ría de Villaviciosa) en dos aspectos principales: en primer lugar, respecto a los efectos de la actividad antropogénica derivada de la obtención de alimentos en estuarios productores de moluscos sobre la diversidad biológica; y en segundo lugar, la posible existencia de especies invasoras asociadas a estas actividades y su detección temprana con el fin de ayudar a combatir el preocupante fenómeno de las invasiones biológicas. Para tal fin se utilizó la metodología de Metabarcoding basada en secuenciación masiva NGS (next generation sequencing) a partir del gen mitocondrial de la citocromo oxidasa C subunidad I (COI). Los resultados obtenidos con el uso de esta metodología demuestran que podría utilizarse como indicador de salud ambiental en estas rías. Se detectaron cambios significativos en la diversidad de moluscos y crustáceos en zonas muy influenciadas por la actividad humana, como cerca de fábricas, puertos o zonas de cultivo de ostras. Además se detectó la posible presencia de géneros de especies potencialmente invasoras (Crepidula, Lymnaea, Macrobrachium), que podrían parasitar las principales especies en cultivo en estos estuarios. Aunque las nuevas técnicas de Metabarcoding aún presentan aspectos sin resolver como la ausencia de iniciadores universales (Barcodes) o de secuencias de referencia para todas las especies conocidas en las bases de datos, representan ya una herramienta genética con un gran potencial para ayudar a garantizar un manejo sostenible a medio y largo plazo de los recursos disponibles y de ecosistemas con tanto valor productivo como los estuarios.