Population genetics and infection dynamics of Phocanema krabbei and P. decipiens (Nematoda: Anisakidae) in commercially exploited fish from the Northeast Atlantic

Resumo Técnico: Genética Populacional e Dinâmica de Infecção de Phocanema krabbei e P. decipiens no Atlântico Nordeste

Problema

As espécies de Phocanema (Nematoda: Anisakidae) são parasitas zoonóticos que representam riscos significativos para a saúde pública dos consumidores de produtos do mar e causam perdas económicas substanciais para a indústria pesqueira devido à rejeição de peixes com estética comprometida. A investigação no Atlântico Nordeste tem focado historicamente no género Anisakis, sendo que os estudos sobre Phocanema permanecem limitados, particularmente no que diz respeito à sua distribuição meridional, gama de hospedeiros e estrutura genética populacional. Os dados existentes cobrem maioritariamente águas do norte e um conjunto restrito de espécies de hospedeiros. Além disso, embora se saiba que as espécies de Phocanema utilizam pinípedes como hospedeiros definitivos e vários peixes como hospedeiros intermédios ou paraténicos, a conectividade genética destas populações de parasitas através da rede trófica marinha — da Escócia a Portugal — permanece pouco compreendida. Esta falta de dados abrangentes dificulta a monitorização eficaz da segurança alimentar e a avaliação das dinâmicas de infeção em stocks de peixes comercialmente explorados.

Metodologia

Este estudo realizou uma avaliação epidemiológica e genética abrangente das infeções por Phocanema no Atlântico Nordeste (Área de Pesca Principal da FAO 27).

• Amostragem e Análise Parasitológica: Foram examinados um total de 16.156 espécimes de peixe de nove espécies comercialmente importantes (Lophius piscatorius, L. budegassa, Merluccius merluccius, Lepidorhombus spp., Micromesistius poutassou, Engraulis encrasicolus, Sardina pilchardus, Scomber scombrus e S. colias). As amostras foram obtidas de capturas comerciais em múltiplas divisões do ICES. Os peixes foram processados utilizando UV-Press e/ou digestão peptídica artificial para recuperar os nemátodos. Foram calculados os parâmetros de infeção (prevalência, intensidade média e abundância média), e os locais de infeção (vísceras, abas ventrais, lombos, cauda) foram registados.
• Identificação Molecular: Dos larvas recuperadas, 474 foram selecionadas para identificação molecular. O ADN genómico foi extraído e um fragmento de 469 pb do gene da citocromo oxidase 2 mitocondrial (cox2) foi amplificado e sequenciado. A identificação das espécies foi confirmada via análise BLAST contra sequências do GenBank.
• Análise da Genética Populacional: Um subconjunto de 457 sequências identificadas como P. krabbei foi analisado para avaliar a diversidade genética e a estrutura populacional. Três conjuntos de dados distintos foram construídos:
  1. Sequências agrupadas por espécie de peixe hospedeiro.
  2. Sequências agrupadas por divisões de pesca do ICES.
  3. Sequências agrupadas por local anatómico de infeção (vísceras, abas ventrais, lombos, cauda).
     As análises incluíram o cálculo da diversidade de haplótipos ($H_d$), diversidade de nucleótidos ($\pi$), testes de neutralidade (Tajima's $D$ e Fu's $F_s$), redes de haplótipos de junção mediana, Análise de Variância Molecular (AMOVA) e valores de $F_{st}$ pareados.

Resultados Principais

1. Dinâmica de Infeção e Gama de Hospedeiros

• Prevalência: Phocanema spp. foram detetados em peixes demersais, mas não em espécies pelágicas. A prevalência variou significativamente por espécie de hospedeiro e área geográfica. Lophius piscatorius (peixe-monstro) apresentou a maior prevalência (64,1%), seguido de L. budegassa (31,8%). Merluccius merluccius (pescada) apresentou uma prevalência mais baixa (2,5%), enquanto Micromesistius poutassou e Lepidorhombus spp. tiveram taxas de infeção muito baixas. Não foram encontradas infeções em espécies pelágicas.
• Gradiente Geográfico: A prevalência diminuiu geralmente em direção às latitudes meridionais, o que é consistente com a distribuição de focas cinzentas e comuns. L. budegassa mostrou um declínio acentuado de >80% em áreas do norte para 1,4% em áreas do sul (IXa).
• Tropismo Tecidual: As larvas demonstraram uma preferência significativa por tecidos musculares em detrimento das vísceras. As abas ventrais representaram 60,1% das larvas e os lombos 27,4%. Esta distribuição é crítica para a segurança alimentar, uma vez que estas são as principais partes comestíveis.

2. Identificação Molecular

• Composição de Espécies: A análise molecular identificou duas espécies: Phocanema krabbei (96,4%) e Phocanema decipiens (3,6%).
• Expansão de Hospedeiros e Geográfica: O estudo expandiu a gama de hospedeiros conhecida para ambas as espécies, incluindo L. budegassa, L. piscatorius, M. poutassou e Lepidorhombus spp. P. krabbei foi a espécie dominante em todos os campos de pesca e espécies de hospedeiros amostrados. P. decipiens foi encontrada em proporções baixas em cinco divisões do ICES em L. piscatorius e em áreas específicas para L. budegassa e M. merluccius.
• Distribuição de Espécies: As proporções relativas das duas espécies não foram significativamente influenciadas pela identidade do hospedeiro ou origem geográfica, sugerindo um padrão biogeográfico consolidado no Atlântico Nordeste onde P. krabbei predomina.

3. Estrutura Genética Populacional de P. krabbei

• Índices de Diversidade: A análise de 450 sequências de P. krabbei revelou uma elevada diversidade de haplótipos ($H_d \approx 0,958$) e uma baixa diversidade de nucleótidos ($\pi \approx 0,0065$).
• Testes de Neutralidade: Os testes de Tajima's $D$ e Fu's $F_s$ produziram valores significativamente negativos para a maioria dos grupos, indicando um excesso de polimorfismos de baixa frequência, consistente com uma expansão demográfica recente e/ou seleção positiva.
• Estrutura Populacional:
  • Através de Hospedeiros: A AMOVA mostrou que 99,87% da variação genética ocorreu dentro das espécies de hospedeiros, com apenas 0,13% entre elas. Os valores de $F_{st}$ pareados não foram significativos, indicando ausência de estruturação genética baseada na espécie de hospedeiro.
  • Através da Geografia: Da mesma forma, 99,80% da variação foi encontrada dentro das divisões do ICES. Os valores de $F_{st}$ foram geralmente não significativos, apoiando a existência de uma única população panmítica que circula da Escócia a Portugal.
  • Através de Tecidos: A estrutura genética foi largamente ausente entre os locais de infeção (vísceras, abas ventrais, lombos, cauda), com 99,54% da variação dentro dos locais. Embora tenha sido detetado um $F_{st}$ ligeiro mas significativo entre as abas ventrais e outros locais, os haplótipos dominantes foram partilhados por todos os compartimentos.
• Rede de Haplótipos: Três haplótipos dominantes (H4, H14, H2) foram partilhados por todas as espécies de peixe, divisões geográficas e locais de infeção, juntamente com um grande número de haplótipos únicos de baixa frequência.

Significância e Alegações

Os autores afirmam que este estudo constitui a primeira avaliação abrangente da infeção por Phocanema nas águas meridionais da Área 27 da FAO, expandindo significativamente as conhecidas amplitudes geográfica e de hospedeiros de P. krabbei e P. decipiens.

• Insight Biológico: As descobertas apoiam a hipótese de que as espécies de Phocanema, particularmente P. krabbei, funcionam como uma população panmítica única e altamente conectada dentro da rede trófica marinha do Atlântico Nordeste. Esta conectividade é impulsionada pelo comportamento migratório e pelas interações tróficas dos peixes paraténicos, em vez da natureza sedentária dos hospedeiros definitivos (pinípedes).
• Implicações para a Segurança Alimentar: A elevada prevalência de larvas nos tecidos musculares comestíveis (abas ventrais e lombos), particularmente em Lophius spp., sublinha as limitações dos procedimentos padrão de evisceração para garantir a segurança alimentar. O estudo destaca a necessidade de uma vigilância expandida e de uma monitorização reforçada destas espécies comercialmente importantes.
• Contribuição Metodológica: A investigação demonstra a utilidade das larvas de Phocoma como etiquetas biológicas para stocks de peixe, dada a diferenciação genética dos stocks de pescada do sul em relação aos do norte, enquanto demonstra simultaneamente que a população de parasitas permanece geneticamente homogénea através destes distintos stocks de peixe.

O artigo conclui que, embora as infeções por Phocanema sejam generalizadas, a falta de estrutura genética significativa sugere que as medidas de controlo devem considerar a ampla conectividade do parasita através da teia alimentar da região.