Published September 30, 2021 | Version v1
Publication Open

Genetic analysis of red lionfish Pterois volitans from Florida, USA, leads to alternative North Atlantic introduction scenarios

  • 1. United States Geological Survey
  • 2. University of Washington
  • 3. Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences
  • 4. InterAmerican University of Puerto Rico
  • 5. Ross University School of Veterinary Medicine
  • 6. Marine Conservation Institute
  • 7. Duke University
  • 8. Bay Institute
  • 9. City of Knowledge

Description

The red lionfish Pterois volitans is a successful invasive predator across the western North Atlantic, Caribbean, and Gulf of Mexico. The southeast coast of Florida (USA) has been identified as the original introduction location, but genetic analyses including Florida lionfish have yet to investigate introduction scenarios. Here, we assessed the potential lionfish invasion pathways using 1795 sequences from previously published mitochondrial D-loop sequences (n = 1558) and new samples (n = 237) from 6 locations: The Bahamas, Florida Keys, northwest Florida, North Carolina, Panamá, and southeast Florida. None of the assessed Florida lionfish (n = 394) contained the H05-H09 D-loop haplotypes found in The Bahamas, North Carolina, and Bermuda (the Northern Region), indicating that Florida was not the source for these haplotypes. Assessing the mitochondrial population structure, the Florida east coast lionfish grouped with the Caribbean/Gulf of Mexico, as opposed to the Northern Region. To further explore connectivity and invasion pathways, 14 nuclear microsatellite loci were multiplexed on lionfish collected from 15 locations (n = 394). As found in other nuclear lionfish studies, the analyses identified a lack of population structure likely due to founding effects and/or inbreeding in aquaculture brood stocks. Together, the significant haplotype differences and H01-H04 haplotypes refute Florida as the sole source of red lionfish introduction. The results of this study support alternative invasion scenarios, in which Florida was colonized as a secondary introduction site or by individuals from the Northern Region. Understanding invasive species' population boundaries and dispersal patterns informs local control efforts and management planning for future invasive species introductions.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

سمكة الأسد الحمراء Pterois volitans هي حيوان مفترس غازي ناجح عبر غرب شمال المحيط الأطلسي ومنطقة البحر الكاريبي وخليج المكسيك. تم تحديد الساحل الجنوبي الشرقي لفلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية) كموقع الإدخال الأصلي، لكن التحليلات الجينية بما في ذلك أسماك الأسد في فلوريدا لم تحقق بعد في سيناريوهات الإدخال. هنا، قمنا بتقييم مسارات غزو أسماك الأسد المحتملة باستخدام تسلسلات 1795 من تسلسلات حلقة D للميتوكوندريا المنشورة سابقًا (n = 1558) وعينات جديدة (n = 237) من 6 مواقع: جزر البهاما، فلوريدا كيز، شمال غرب فلوريدا، نورث كارولينا، بنما، وجنوب شرق فلوريدا. لم يحتوي أي من أسماك الأسد في فلوريدا التي تم تقييمها (العدد = 394) على الأنماط الفردية H05 - H09 D - loop الموجودة في جزر البهاما وكارولينا الشمالية وبرمودا (المنطقة الشمالية)، مما يشير إلى أن فلوريدا لم تكن مصدر هذه الأنماط الفردية. عند تقييم البنية السكانية للميتوكوندريا، تم تجميع أسماك الأسد في الساحل الشرقي لفلوريدا مع منطقة البحر الكاريبي/خليج المكسيك، على عكس المنطقة الشمالية. لمزيد من استكشاف مسارات الاتصال والغزو، تم مضاعفة 14 موقعًا للأقمار الصناعية الدقيقة النووية على أسماك الأسد التي تم جمعها من 15 موقعًا (العدد = 394). كما هو موجود في دراسات أسماك الأسد النووية الأخرى، حددت التحليلات نقصًا في البنية السكانية على الأرجح بسبب التأثيرات التأسيسية و/أو التزاوج الداخلي في أرصدة تربية الأحياء المائية. معًا، تدحض الاختلافات الكبيرة في النمط الفرداني والأنماط الفردانية H01 - H04 فلوريدا كمصدر وحيد لإدخال أسماك الأسد الحمراء. تدعم نتائج هذه الدراسة سيناريوهات الغزو البديلة، حيث تم استعمار فلوريدا كموقع إدخال ثانوي أو من قبل أفراد من المنطقة الشمالية. إن فهم الحدود السكانية للأنواع الغازية وأنماط التشتت يوجه جهود التحكم المحلية وتخطيط الإدارة لإدخال الأنواع الغازية في المستقبل.

Translated Description (French)

Le poisson-lion rouge Pterois volitans est un prédateur envahissant qui réussit dans l'ouest de l'Atlantique Nord, dans les Caraïbes et dans le golfe du Mexique. La côte sud-est de la Floride (États-Unis) a été identifiée comme le site d'introduction d'origine, mais les analyses génétiques, y compris le poisson-lion de Floride, n'ont pas encore étudié les scénarios d'introduction. Ici, nous avons évalué les voies d'invasion potentielles du poisson-lion en utilisant 1795 séquences de séquences en boucle D mitochondriales précédemment publiées (n = 1558) et de nouveaux échantillons (n = 237) provenant de 6 endroits : les Bahamas, les Florida Keys, le nord-ouest de la Floride, la Caroline du Nord, le Panama et le sud-est de la Floride. Aucun des poissons-lions de Floride évalués (n = 394) ne contenait les haplotypes H05-H09 à boucle D trouvés aux Bahamas, en Caroline du Nord et aux Bermudes (région du Nord), ce qui indique que la Floride n'était pas la source de ces haplotypes. En évaluant la structure de la population mitochondriale, le poisson-lion de la côte est de la Floride s'est regroupé avec les Caraïbes/le golfe du Mexique, par opposition à la région du Nord. Pour explorer davantage les voies de connectivité et d'invasion, 14 loci microsatellites nucléaires ont été multiplexés sur des poissons-lions collectés à 15 endroits (n = 394). Comme on l'a constaté dans d'autres études nucléaires sur le poisson-lion, les analyses ont identifié un manque de structure de la population probablement dû aux effets fondateurs et/ou à la consanguinité dans les stocks de géniteurs d'aquaculture. Ensemble, les différences significatives entre les haplotypes et les haplotypes H01-H04 réfutent le fait que la Floride soit la seule source d'introduction du poisson-lion rouge. Les résultats de cette étude appuient d'autres scénarios d'invasion, dans lesquels la Floride a été colonisée comme site d'introduction secondaire ou par des individus de la région du Nord. La compréhension des limites des populations d'espèces envahissantes et des schémas de dispersion informe les efforts de contrôle locaux et la planification de la gestion pour les futures introductions d'espèces envahissantes.

Translated Description (Spanish)

El pez león rojo Pterois volitans es un depredador invasor exitoso en el oeste del Atlántico Norte, el Caribe y el Golfo de México. La costa sureste de Florida (EE. UU.) ha sido identificada como el lugar de introducción original, pero los análisis genéticos, incluido el pez león de Florida, aún no han investigado los escenarios de introducción. Aquí, evaluamos las posibles vías de invasión del pez león utilizando 1795 secuencias de secuencias de bucle D mitocondriales publicadas anteriormente (n = 1558) y nuevas muestras (n = 237) de 6 ubicaciones: las Bahamas, los Cayos de Florida, el noroeste de Florida, Carolina del Norte, Panamá y el sureste de Florida. Ninguno de los peces león de Florida evaluados (n = 394) contenía los haplotipos H05-H09 D-loop encontrados en las Bahamas, Carolina del Norte y Bermudas (la región norte), lo que indica que Florida no era la fuente de estos haplotipos. Al evaluar la estructura de la población mitocondrial, el pez león de la costa este de Florida se agrupó con el Caribe/Golfo de México, a diferencia de la región norte. Para explorar más a fondo las vías de conectividad e invasión, se multiplexaron 14 loci de microsatélites nucleares en peces león recolectados de 15 ubicaciones (n = 394). Como se encontró en otros estudios de peces león nucleares, los análisis identificaron una falta de estructura de la población probablemente debido a los efectos fundadores y/o la endogamia en las poblaciones de crías de acuicultura. En conjunto, las diferencias significativas de haplotipos y los haplotipos H01-H04 refutan a Florida como la única fuente de introducción del pez león rojo. Los resultados de este estudio respaldan escenarios de invasión alternativos, en los que Florida fue colonizada como sitio de introducción secundario o por individuos de la Región Norte. La comprensión de los límites de la población y los patrones de dispersión de las especies invasoras informa los esfuerzos de control local y la planificación de la gestión para futuras introducciones de especies invasoras.

Files

m675p133.pdf.pdf

Files (1.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1521a7c7d7a0141a725f12524e8fd36e
1.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحليل الجيني لسمكة الأسد الحمراء Pterois volitans من فلوريدا، الولايات المتحدة الأمريكية، يؤدي إلى سيناريوهات بديلة لإدخال شمال الأطلسي
Translated title (French)
L'analyse génétique du poisson-lion rouge Pterois volitans de Floride, aux États-Unis, conduit à d'autres scénarios d'introduction dans l'Atlantique Nord
Translated title (Spanish)
El análisis genético del pez león rojo Pterois volitans de Florida, EE. UU., conduce a escenarios alternativos de introducción en el Atlántico Norte

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3193195725
DOI
10.3354/meps13841

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Panama

References

  • https://openalex.org/W1525734744
  • https://openalex.org/W1598972774
  • https://openalex.org/W1946252112
  • https://openalex.org/W1968826338
  • https://openalex.org/W1972799091
  • https://openalex.org/W1973214225
  • https://openalex.org/W1977601452
  • https://openalex.org/W1988512054
  • https://openalex.org/W1990074132
  • https://openalex.org/W2004444667
  • https://openalex.org/W2007102162
  • https://openalex.org/W2013135963
  • https://openalex.org/W2027156233
  • https://openalex.org/W2029338614
  • https://openalex.org/W2035368828
  • https://openalex.org/W2044491518
  • https://openalex.org/W2044926935
  • https://openalex.org/W2051713858
  • https://openalex.org/W2055318437
  • https://openalex.org/W2055346568
  • https://openalex.org/W2059147403
  • https://openalex.org/W2074108501
  • https://openalex.org/W2077053002
  • https://openalex.org/W2078992396
  • https://openalex.org/W2079685783
  • https://openalex.org/W2086224466
  • https://openalex.org/W2088226343
  • https://openalex.org/W2092300157
  • https://openalex.org/W2092613863
  • https://openalex.org/W2097930757
  • https://openalex.org/W2098126593
  • https://openalex.org/W2099759126
  • https://openalex.org/W2103652807
  • https://openalex.org/W2104529829
  • https://openalex.org/W2106403979
  • https://openalex.org/W2109577057
  • https://openalex.org/W2118966450
  • https://openalex.org/W2119923823
  • https://openalex.org/W2123127540
  • https://openalex.org/W2123263820
  • https://openalex.org/W2127396309
  • https://openalex.org/W2128419267
  • https://openalex.org/W2132247035
  • https://openalex.org/W2136249423
  • https://openalex.org/W2136401004
  • https://openalex.org/W2137054813
  • https://openalex.org/W2141920239
  • https://openalex.org/W2144679943
  • https://openalex.org/W2146341019
  • https://openalex.org/W2147261895
  • https://openalex.org/W2150884512
  • https://openalex.org/W2152301771
  • https://openalex.org/W2156901172
  • https://openalex.org/W2161339576
  • https://openalex.org/W2164189669
  • https://openalex.org/W2166180582
  • https://openalex.org/W2253414912
  • https://openalex.org/W2322710223
  • https://openalex.org/W2331375795
  • https://openalex.org/W2461136149
  • https://openalex.org/W2467843840
  • https://openalex.org/W2522853145
  • https://openalex.org/W2623842885
  • https://openalex.org/W2625751152
  • https://openalex.org/W2755257103
  • https://openalex.org/W2766624014
  • https://openalex.org/W2776766803
  • https://openalex.org/W2776837521
  • https://openalex.org/W2794042006
  • https://openalex.org/W2796615182
  • https://openalex.org/W2802293923
  • https://openalex.org/W2892840041
  • https://openalex.org/W2923452369
  • https://openalex.org/W2942998682
  • https://openalex.org/W2952289742
  • https://openalex.org/W2967692320
  • https://openalex.org/W2970510981
  • https://openalex.org/W2978874186
  • https://openalex.org/W3007399827
  • https://openalex.org/W3019206354
  • https://openalex.org/W3038412545
  • https://openalex.org/W3040431564
  • https://openalex.org/W4242289937