Chloe Victoria Robinson, Emma June Laqua, Adam Warner, Gary J. Sutton, Michael W. D. Judson, Karina Dracott · Environmental DNA · 2025

Sexing From Seawater: Application of Environmental DNA Beyond Species Detection for Cetaceans

Resumo em português

RESUMO As pressões antropogênicas sobre os ecossistemas marinhos estão se intensificando, evidenciando a necessidade de preencher lacunas de conhecimento para espécies em risco. Deficiências de dados, especialmente para espécies em recuperação de declínios históricos, como a megafauna marinha, incluindo as baleias, dificultam o manejo eficaz. Compreender a viabilidade populacional a longo prazo e identificar ameaças com viés sexual é importante para a conservação dos cetáceos. Orcas (Orcinus orca) e baleias-jubarte (Megaptera novaeangliae) são bem estudadas no Pacífico Nordeste, tornando-as ideais para otimizar técnicas não invasivas de DNA ambiental (eDNA) para determinação sexual. Coletamos amostras de eDNA em impressões de nadadeiras caudais de orcas (n = 67) e baleias-jubarte (n = 18), analisando a amplificação dos genes ZFX/ZFY por PCR convencional para comparar os resultados com os sexos conhecidos. As amostras de orcas apresentaram maior sucesso na amplificação por PCR de ZFX/ZFY (53%) em comparação com as baleias-jubarte (44%). Contudo, a estrutura social próxima dessa espécie provavelmente contribuiu para que apenas 54% das amostras correspondessem ao sexo conhecido dos indivíduos amostrados. Por outro lado, as amostras de baleia-jubarte corresponderam com precisão aos sexos conhecidos dos indivíduos (100%). Esses achados demonstram o potencial do eDNA para substituir biópsias mais invasivas na determinação sexual, mas ressaltam a necessidade de maior otimização dos protocolos de amostragem e das abordagens específicas de amplificação de ZFX/ZFY para cada espécie. Além disso, a amostragem de impressões de nadadeiras caudais por eDNA mostra-se promissora para outros cetáceos solitários, como grandes rorcuales (Balaenoptera spp.), que continuam entre as espécies com maior deficiência de dados.

Resumo original em inglês

ABSTRACT Anthropogenic pressures on marine ecosystems are intensifying, highlighting the need to bridge knowledge gaps for species at risk. Data deficiencies, particularly for species recovering from historic declines, such as marine megafauna like whales, hinder effective management. Understanding long‐term population viability and identifying any sex‐biased threats is important for cetacean conservation. Killer whales (Orcinus orca) and humpback whales (Megaptera novaeangliae) are well‐studied in the Northeast Pacific, making them ideal for optimizing noninvasive environmental DNA (eDNA) techniques for sex determination. We collected eDNA flukeprint samples from killer whales (n = 67) and humpback whales (n = 18), analyzing ZFX/ZFY gene amplification using conventional PCR to compare results against known sexes. Samples from killer whales exhibited higher ZFX/ZFY PCR amplification success (53%) compared with humpback whales (44%). However, the close social structure of this species likely contributed to only 54% of samples matching the known sex of whales sampled. Conversely, humpback whale samples accurately matched the known sexes of individuals (100%). These findings demonstrate eDNA's potential to replace more invasive biopsies for sex determination but highlight the need for further optimization regarding sampling protocols and species‐specific ZFX/ZFY amplification approaches. Additionally, eDNA flukeprint sampling also shows promise for other solitary cetaceans such as large rorquals (Balaenoptera spp.), which remain among the most data‐deficient species.

Espécies citadas

• Megaptera novaeangliae · baleia-jubarte
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Megaptera novaeangliae.
• Orcinus orca · orca
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Orcinus orca.