Salema, Sarpa salsa (Linnaeus 1758) : stock structure in the eastern atlantic and biological characterizatin off the portuguese coast

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia Marinha e Aquacultura), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

This thesis comprises the first multidisciplinary study of Sarpa salpa in the southern Northeast Atlantic Ocean because it analyzes its stock structure and characterizes the biological parameters of the specimens off the Portuguese coast. To achieve those goals, specimens from three areas of mainland Portugal and Madeira were collected and supplementary samples from Mediterranean Sea were obtained for genetic analysis. Considering the analysis of the stock structure, the body geometric morphometric techniques and the elliptical Fourier analysis indicated some overlap in the mainland specimens, especially between the central and south areas, and a clear separation of Madeira individuals. Both techniques indicated that at least two stocks may occur, one in Madeira and the other in mainland waters but were not clear regarding to the existence of an additional stock in mainland waters, separating the northern region from the central and south areas. Evidence of stocks through morphometric analysis indicated that individuals have been underlying some genetic divergence or adaptation to local conditions, being the latter the most applicable to the present case. Regarding genetics, the analysis of mitochondrial and nuclear data of S. salpa support the hypothesis that: a) there is no evidence of stock structure between Atlantic and Mediterranean samples; b) exists a reduction of the current gene flow among sampling sites; c) there is a clear expansion signal from the possible refuges in the coast of Africa with accumulation of mutation in situ; d) the mitochondrial and nuclear DNA introgression detected seems to be ancient, probably existing before the expansion took place. For the analysis of age, growth and reproduction new information was given for the Portuguese continental coast, where no information was available. This new information is particularly valuable because life history parameters of S. salpa were estimated and that can be used to provide baseline data to be applied in ecological modelling, to inform, improve and assess the fisheries towards a sustainable management. The information determined on S. salpa life history parameters, captured in the Portuguese waters, included: the duration of the spawning season (from September to November); the determination of growth pattern (medium-slow); the estimation of L50 for males (25 cm); the clarification of the fecundity type (determinate) and its estimation. Cystic structures have been documented in S. salpa ovaries and the results indicated that the cysts may be part of the species reproductive strategy.

Esta tese contempla o primeiro estudo multidisciplinar de salema, Sarpa salpa, no sul do Nordeste Atlântico porque analisa a estrutura do seu manancial e carateriza alguns dos parâmetros biológicos da espécie. Para analisar a estrutura do manancial, estudaram-se indivíduos de três regiões de Portugal continental e do Arquipélago da Madeira, complementados com informações de indivíduos do Mar Mediterrâneo para a análise genética, enquanto a análise biológica da espécie foi baseada em exemplares capturados na região centro do País. Considerando a análise da estrutura do manancial, técnicas morfo-geométricas aplicadas à forma do corpo e a análise elíptica de Fourier aplicada à forma do otólito indicaram alguma sobreposição dos indivíduos de Portugal continental, especialmente entre o centro e o sul, e uma forte separação dos indivíduos do Arquipélago da Madeira. Ambas as técnicas indicaram que devem existir pelo menos dois mananciais, um na Madeira e outro em Portugal continental. No entanto, os resultados não foram claros quanto à existência de mais um manancial no norte do país deixando em aberto a questão se realmente existe um manancial no norte e outro que contempla o centro e sul de Portugal. A existência de mananciais, colocada em evidência pelas análises morfológicas, indica que os indivíduos foram sujeitos à acção de divergência genética ou à adaptação em locais com condições ambientais particulares, sendo este último o mais plausível no presente caso. Em relação à genética, a análise dos dados mitocondriais e nucleares suportam as seguintes hipóteses: a) não há evidência de estruturação do manancial entre as amostras obtidas no Oceano Atlântico e no Mar Mediterrâneo; b) existe uma redução actual no fluxo de genes entre os locais de amostragem; c) há um claro sinal de expansão dos possíveis locais de refúgio na costa de Africa, com uma acumulação de mutações in situ; d) a introgressão de ADN, encontrada nos dados mitocondriais e nucleares, parece ser antiga, existente muito provavelmente antes da expansão. Relativamente ao estudo da biologia da espécie em Portugal continental, foram obtidas novas informações no âmbito das análises da idade, crescimento e reprodução, onde não existiam dados prévios. Foram estimados os parâmetros de história de vida que são particularmente importantes pois podem ser usados em modelos ecológicos, para informar, avaliar e melhorar a gestão dos mananciais pesqueiros. Os parâmetros de história de vida estimados incluem a duração da época de reprodução (Setembro a Novembro), o padrão de crescimento (médio-baixo), o comprimento de primeira maturação dos machos (25 cm), a determinação do tipo de fecundidade (determinado) e o seu cálculo. Foram encontradas estruturas císticas nos ovários e os resultados obtidos indicaram que estas estruturas podem fazer parte da estratégia reproductiva de S. salpa.