A Barratclough, RC Genoves, L Schwacke, P Fruet, AC Tatsch, GK Himes Boor, ER Secchi, FM Gomez, CR Smith · Endangered Species Research · 2025

Application of epigenetics to understand the demography of the Lahille’s bottlenose dolphin Tursiops truncatus gephyreus

Resumo em português

A estimativa de idade em cetáceos selvagens é fundamental para uma conservação eficaz, possibilitando o entendimento da demografia populacional e da viabilidade a longo prazo. O manejo de cetáceos pode ser desafiador; portanto, o desenvolvimento de métodos de amostragem remota para avaliação da idade é crítico. A epigenética, especificamente a metilação do DNA, oferece uma oportunidade para desenvolver uma ferramenta diagnóstica de envelhecimento por amostragem remota usando DNA extraído de amostras de biópsia de pele. A metilação do DNA consiste na adição de grupos metil a sítios citosina-fosfato-guanina (CpG), e o grau de metilação em um subconjunto desses sítios tem se mostrado correlacionado com o envelhecimento (entre outros processos biológicos). O grau de metilação pode ser usado para estimar a idade cronológica por meio de modelos chamados de relógios epigenéticos. Aplicamos um relógio epigenético previamente treinado com 358 amostras de pele de golfinhos-nariz-de-garrafa (Tursiops spp.) do sudeste dos EUA ao golfinho-nariz-de-garrafa-de-Lahille (Tursiops truncatus gephyreus), um cetáceo sul-americano vulnerável. Com menos de 600 indivíduos remanescentes e cerca de 360 fêmeas capazes de reprodução, as populações locais são vulneráveis à extinção. Amostras remotas de biópsia de pele foram coletadas de 51 golfinhos-nariz-de-garrafa-de-Lahille do Estuário da Lagoa dos Patos e águas costeiras adjacentes no sul do Brasil para extração de DNA, estimativa de idade e determinação sexual. O modelo de relógio epigenético Tursiops epigenetic aplicado previu idades entre 1 e 45 anos. A análise da metilação do DNA também permitiu a identificação do sexo, confirmando 22 fêmeas e 29 machos. O conhecimento da estrutura etária e sexual de uma população pode informar a previsão de sobrevivência, a capacidade reprodutiva e, subsequentemente, a recuperação populacional, o que é particularmente importante na conservação e manejo de populações pequenas, isoladas e ameaçadas.

Resumo original em inglês

Estimation of age in wild cetaceans is pivotal for effective conservation, enabling insight into population demographics and long-term viability. Handling cetaceans can be challenging; therefore, developing remote sampling tools to assess age is critical. Epigenetics, specifically DNA methylation, provides an opportunity to develop a remote sampling diagnostic aging tool using DNA extracted from skin biopsy samples. DNA methylation is the addition of methyl groups to cytosine-phosphate-guanine (CpG) sites, and the degree of methylation at a subset of sites has been shown to be correlated with aging (among other biological processes). The degree of methylation can be used to provide chronological age estimates using models called epigenetic clocks. We applied an epigenetic clock previously trained on 358 skin samples from bottlenose dolphins Tursiops spp. from southeastern USA to Lahille’s bottlenose dolphin Tursiops truncatus gephyreus (Ttg), a vulnerable South American cetacean. With less than 600 individuals remaining and ~360 females capable of reproducing, local populations are vulnerable to extinction. Remote biopsy skin samples were collected from 51 Ttg from the Patos Lagoon Estuary and adjacent coastal waters in Southern Brazil to enable DNA extraction, age estimation, and sex determination. The applied Tursiops epigenetic clock model predicted ages ranging from 1 to 45 yr. DNA methylation analysis also facilitated sex identification, confirming 22 females and 29 males. Knowledge of a population’s age and sex structure can inform survival prediction, reproductive capacity, and, subsequently, population recovery, which is of particular importance in the conservation and management of small, isolated, and endangered populations.

Espécies citadas

• Tursiops truncatus · golfinho-nariz-de-garrafa
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  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Tursiops truncatus.