Morphogeometric and genetic variations among North African populations of the Mediterranean killifish Aphanius fasciatus (Valenciennes, 1821) from different habitats

Labbaci A., Chaoui L., Bahri-Sfar L., Hammami I., Kara M.H.

Date de parution: octobre 2021
Volume: 45
Number: 3
Pagination: 225-238
Editeur: Société Française d’Ichtyologie
doi: https://doi.org/10.26028/cybium/2021-453-007
Notes:

Corresponding author: M. Hichem Kara, kara_hichem@yahoo.com

Résumé

Aphanius fasciatus (Valenciennes, 1821) is a small cyprinodontid fish with external sexual dimorphism. Endemic to the Mediterranean. It is strongly eurythermic and euryhaline. This study concerns morphological differences and genetic structure of this species in North Africa, the most westerly area of its distribution range. A total of 141 individuals were collected using a beach seine from three locations in Algeria: Mellah lagoon (N = 41) and its neighbour Marsh (N = 30), Ayata Lake (N = 29) and one in Tunisia: Bizerte lagoon (N = 41). For morphometric analysis, 13 landmarks were positioned on lateral photographs taken of the fish. Shape information was extracted from the data with a procrustes superimposition and grouped by gender and location. Proteins extracts were obtained from liver and muscle and used for allozymic analysis to determine genetic variations across locations. Seven isoenzymatic systems: MDH (malate dehydrogenase), GOT (Glutamate oxaloacetate transaminase), PGI (phosphoglucose isomerase), PGM (phosphoglucomutase), EST (esterase), IDH (isocitrate dehydrogenase), LDH (lactate dehydrogenase) were revealed using enzyme-specific stains. Canonical variate analysis and discriminant function among procruste covariation matrix shows that the shape of the specimen of Ayata Lake is different from those of the three other localities. Ayata Lake fishes have heads shorter than the other populations; their anal fin is smaller and its distance from pelvic fin is more important than observed in other populations. Genetically, Ayata Lake population is distinguished from other localities by the highest values of Fst (fixation index), Ap (private alleles), Ar (Allelic richness). The Jackknife test shows that the PGM system is responsible of this variation. Evolution and adaptation mechanisms of this species according to different habitats are discussed.

Mots-clés: Allozymes - Aphanius fasciatus - Genetics - Killifish - Mediterranean - Morphogeometrics
Résumé en français

Variations morphométriques et génétiques dans des populations nord-africaines du killifish méditerranéen Aphanius fasciatus (Valenciennes, 1821) provenant de différents habitats

Aphanius fasciatus (Valenciennes, 1821) est un petit cyprinodontide avec un dimorphisme sexuel externe. Endémique de la Méditerranée. Il est fortement eurytherme et euryhalin. Cette étude concerne les différences morphologiques et la structure génétique de cette espèce en Afrique du Nord, la zone la plus à l’ouest de son aire de répartition. Au total, 141 individus ont été collectés à l’aide d’une senne de plage dans trois sites en Algérie, la lagune Mellah (N = 41), son marécage voisin (N = 30) et le lac Ayata (N = 29), et un en Tunisie : la lagune de Bizerte (N = 41). Pour l’analyse morphométrique, 13 repères ont été positionnés sur des photographies prises des spécimens. Les informations de forme ont été extraites des données avec une superposition procruste et regroupées par sexe et emplacement. Des extraits de protéines ont été obtenus à partir du foie et des muscles et utilisés pour l’analyse allozymique afin de déterminer les variations génétiques entre les sites. Sept systèmes isoenzymatiques : MDH (malate dehydrogenase), GOT (Glutamate oxaloacetate transaminase), PGI (phosphoglucose isomerase), PGM (phosphoglucomutase), EST (esterase), IDH (isocitrate dehydrogenase), LDH (lactate dehydrogenase) ont été révélés en utilisant des colorations spécifiques aux enzymes. L’analyse des variables canoniques et la fonction discriminante parmi la matrice de covariance procruste montre que la forme des spécimens du lac Ayata est différente de celles des trois autres localités. Les poissons du lac Ayata ont la tête plus courte que les autres populations ; leur nageoire anale est plus petite et la distance par rapport à la nageoire pelvienne est plus importante que celles observées dans d’autres populations. Génétiquement, la population du lac Ayata se distingue aussi de celles des autres localités par les valeurs les plus élevées de Fst (indice de fixation), Ap (allèles privés), Ar (richesse allélique). Le test Jackknife montre que le système PGM est responsable de cette variation. Les mécanismes d’évolution et d’adaptation de cette espèce en fonction des différents habitats sont discutés.

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