Shamblin BM, Sanchez CL, Perry SM, Ceriani SA. · Ecology and evolution · 2026

Perivitelline Membrane-Bound Sperm as a Source of Paternal Genomic DNA to Inform Breeding Male Marine Turtle Genetics and Demographics.

Resumo em português

O sexo em tartarugas marinhas é determinado pelas condições de incubação, o que levanta preocupações sobre a feminização populacional e a perda de diversidade genética devido ao aumento das temperaturas. Dados demográficos sobre machos reprodutores são limitados devido à sua relativa inacessibilidade. A amostragem de filhotes pode informar sobre paternidade múltipla (PM) e razões sexuais de reprodução (RSR), mas é logisticamente intensiva, limitando o número de ninhos e populações analisados. Aqui, apresentamos uma abordagem inovadora para caracterizar machos reprodutores bem-sucedidos por meio da genotipagem do sêmen preso à membrana perivitelina (MPV) que envolve a gema de um único ovo por ninhada. Comparamos os genótipos maternos obtidos da casca do ovo com os genótipos extraídos da MPV de 27 ovos de tartaruga-cabeçuda (Caretta caretta) e 13 ovos de tartaruga-verde (Chelonia mydas) de Melbourne Beach, Flórida, EUA, em 16 e 13 locos microssatélites, respectivamente. Genótipos dos filhotes amostrados (620 tartarugas-cabeçudas e 1117 tartarugas-verdes) foram usados para validar a detecção de alelos do sêmen na MPV. As análises de paternidade identificaram 38 machos de tartaruga-cabeçuda e 29 de tartaruga-verde, todos exceto dois corretamente inferidos por meio dos alelos da MPV. Todos os alelos paternos representando ninhos de paternidade simples e os principais contribuintes de ninhos com paternidade múltipla foram detectados nos genótipos da MPV, exceto em um caso de excesso de DNA materno na MPV. Sete de oito machos que contribuíram com ≤ 11% dos filhotes foram detectados por genotipagem da MPV, resultado comparável às inferências baseadas na amostragem de 20 filhotes por ninho. Os genótipos paternos inferidos pela MPV em ninhos de paternidade simples foram concordantes em mais de 99% com os genótipos reconstruídos dos machos em ambas as espécies. Embora destrutivo a um único ovo por ninhada, este método é não invasivo para as fêmeas nidificantes e os filhotes. Sua escalabilidade espacial e temporal permite o monitoramento a longo prazo da PM e RSR, métricas demográficas fundamentais para avaliar a viabilidade da população frente às mudanças climáticas. Genótipos masculinos gerados a partir da MPV em ninhos de paternidade simples também podem informar a atribuição populacional, avaliações de conectividade genética e análises de parentesco.

Resumo original em inglês

Sex in marine turtles is determined by incubation conditions, raising concerns of population feminization and loss of genetic diversity due to warming temperatures. Demographic data on breeding males are limited due to their relative inaccessibility. Hatchling sampling can inform multiple paternity (MP) and breeding sex ratios (BSR) but is logistically intensive, limiting the number of nests and populations analyzed. Here, we present a novel approach to characterize successfully breeding males by genotyping sperm trapped in the perivitelline membrane (PVM) surrounding the yolk of a single egg per clutch. We compared maternal genotypes via eggshells with PVM extract genotypes from 27 loggerhead turtle ( Caretta caretta ) eggs and 13 green turtle ( Chelonia mydas ) eggs from Melbourne Beach, Florida, USA, at 16 and 13 microsatellite loci, respectively. Sampled offspring genotypes (620 loggerhead and 1117 green turtle) provided ground-truthing of PVM sperm allele detections. Paternity analyses resolved 38 loggerhead and 29 green turtle sires, all but two of which were correctly inferred via PVM allele calls. All paternal alleles representing single paternity clutches and primary contributors of multiply sired clutches were detected in the PVM genotypes except in one case of maternal DNA swamping of the PVM. Seven of eight sires that contributed ≤ 11% of offspring were detected via PVM genotyping, comparable to inferences based on sampling 20 hatchlings per nest. PVM-inferred paternal genotypes from single-paternity clutches were > 99% concordant with reconstructed sire genotypes in both species. Although destructive to a single egg per clutch, this method is non-invasive to nesting females and hatchlings. Its scalability across space and time enables long-term monitoring of MP and BSR, key demographic metrics for assessing population viability under climate change. Male genotypes generated from the PVM in single paternity nests may also inform population assignment, assessments of genetic connectivity, and relatedness analyses.

Espécies citadas

• Caretta caretta · tartaruga-cabeçuda
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Caretta caretta.
• Chelonia mydas · tartaruga-verde
  ?

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