COPYRIGHT AND CITATION CONSIDERATIONS FOR THIS THESIS/ DISSERTATION

Transcription

1 COPYRGHT AND CTATON CONSDERATONS FOR THS THESS/ DSSERTATON o Attribution You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use. o NonCommercial You may not use the material for commercial purposes. o ShareAlike f you remix, transform, or build upon the material, you must distribute your contributions under the same license as the original. How to cite this thesis Surname, nitial(s). (2012) Title of the thesis or dissertation. PhD. (Chemistry)/ M.Sc. (Physics)/ M.A. (Philosophy)/M.Com. (Finance) etc. [Unpublished]: University of Johannesburg. Retrieved from: (Accessed: Date).

2 c> \_... ~ \~; ",-/ 'n Ondersoek na die genetiese verskille en die populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. deur Nicolaas Gerhardus van Vuuren Proefskrif'voorgele ter gedeeltelike vervulling van die vereistes vir die graad Doktor in die Natuunvetenskappe in Dierkunde in die Fakulteit Natuunvetenskappe aan die Randse Afrikaanse Universiteit Promotor: Prof. J.T. Ferreira Januarie 1989 " ~/RAU BB

3 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

4 An nvestigation into the Genetic Differences and the Population Genetics ofnine Labeo Species in South Africa. by Nicolaas Gerhardus van Vuuren Thesis presented in partial fulfilment of the requirements for the degree of Philosophiae Doctor in Zoology in the Faculty of Science at the Rand Afrikaans University Supervisor: Prof. J.T. Ferreira January 1989

5 'n Ondersoekna die genetiese verskille en populasiegenetlka van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

6 -i- "'.. Abstract THE CONSTRUCTON OF dams, along with farming activities and in some instances the introduction of alien fish species, poses a serious threat to the existing natural fish stocks. By preserving the genetic variability of fish species the impoverishment of their genome is prevented and the species is able to adapt and consequently also to survive under altering environmental conditions. *" The morphometric and meristic analyses for the nine Labeo species of South Africa proved that these characteristics differentiate the species. t is therefore an easy and reasonably accurate method for identifying the various species. However, there were some instances where these characteristics were not able to differentiate unambiguously between closely related sympatric species. These morphometric and meristic analyses have also proved that the external characteristics do not give enough information towards the prediction of a specific population's genetic diversity. Neither are these morphological characteristics effective in dearing the controversies pertaining to the possible zoogeographic history of a species or genus. Thus it is clear that a method should be used as an alternative means for separating closely related species and to determine the genetic variability of a population or species.!:the electrophoretic analyses of these nine. South African Labeo species produced the gene products of twenty nine protein-coding loci, with polymorphism observed at eighteen of these. With this data it was \ possible to identify morphologically cryptic species and to infer the genetic variability of these nine } species, as reflected by their allele variants. From the results of this study it is apparent that alterations / to the natural environment have resulted in a loss of genetic diversity in some of these species. Considering the fact that the ability of populations to adapt to certain environmental changes, is correlated to the degree of genetic variation present, it is therefore of utmost importance that such situations be avoided. With the resulting Mendelian data from the electrophoretic analyses, it was also possible to infer the phylogenetic relationships among the nine congeneric species. Two methods, phenetics and cladistics, were used to make these phylogenetic inferences. t became apparent that the five "northern" Labeo species of South Africa, are probably derived from central tropical Africa and migrate to South Africa via the East Coast Route. The four "southern" species have probably been derived from a single ancestor, occupying the Orange-Vaal system. This ancestor also showed phylogenetic similarities with some of the species which have been derived from central tropical Africa. This ancestor probably also used the East Coast Route to invade the Limpopo River, from which it invaded the Vaal River. According to geomorphological evidence this must have been brought about by river captures between these two rivers. The results of this study have therefore proved unequivocally that molecular techniques have to form an integral part of forthcoming genetic studies, conservation programmes and biogeographical research programmes. 'n Ondersoek TUl die genetieseverskille en populaslegenetika van nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

7 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populaslegenetika "an nege Labeo-spesies in Slid-Afrika

8 -ii- "', Dankbetuigings NA AFHAl'mEUl\"G VA'\[ hierdie studie wil ek graag my opregte dank en waardering uitspreek teenoor die persone en instansies wat dit moontlik gemaak het om hierdie studie te voltooi: o o My Skepper vir die voorreg om die wondere van die natuur te bestudeer asook die onverdiende krag en genade tydens die duur van hierdie studie. Prof. J.T. Ferreira vir sy professionele leiding, entoesiasme en onbaatsugtige hulp tydens my studies. odie Direktorate Natuurbewaring: Transvaal, Kaapprovinsie en Natal, asook die S.A. Parkeraad vir die toestemming om in die onderskeie gebiede vis te kon versamel. 'n Spesiale woord van dank aan More. D. Curle, A. Malan en Dr. N. van Loggerenberg (Transvaal); Dr. K Hamman en Mnr, S. Thome (Kaapprovinsie) en Mnr, T. Pike (Natal) vir hulle hulp tydens die versameling van die navorsingsmateriaal, o My vriend Piet Mulder vir sy hulp en belangstelling. odie personeel en nagraadse studente van die Departement Dierkunde van die RAU vir hulle hulp. n die besonder Dr. F.H. van der Bank, Lew Taylor, Wynand Vlok, Mieke Hustebaut en Alfri Geldenhuys. odie WNNR en RAU vir finansiele steun. o o o o My vrou, Marche, vir haar morele ondersteuning, voortdurende aanmoediging en die tik van hierdie proefskrif. My ouers vir hulle besondere belangstelling en aanmoediging deur die jare. Chris en Marizaan van der Merwe vir hulle hulp en die gebruik van hulle rekenaar. Rachel Topping en Nadine Dove vir die finale versorging van die proefskrif. 'n Ondersoek 1U1 die genetiese verskille en populaslegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

9 " 'n Ondersoek no die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

10 -iii nhondsopgawe Bladsy nleiding Oorsig oor die Suid-Afrikaanse Labeo-spesies nleiding Limpoporiviersisteem Oranje-Vaalriviersisteem Olifantsriviersisteem Tugelariviersisteem Samevatting Morfometriese en meriestiese vergelyking van die nege Labeo-spesies nleiding Metodes en tegnieke Resultate en bespreking Samevatting Elektroforese nleiding Elektroforese as biochemiese metode vir die verkryging van molukulere inligting Faktore wat gelelektroforese kan beinvloed Die beginsels van ensiemkleuring Genetiese interpretering van bandpatrone Toepassing van elektroforese Biochemiese merkers 'n Ondersoek na (lie genetiese verskille en populasiegenetika van ncge Labeo-spesies in Suid-Afrika

11 'n Ondersoekna die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

12 -iv- 4.8 Metodes en Tegnieke Resultate en bespreking Samevatting Morfologiese en molekulere vergelyking van die nege spesies nleiding K1adisties Feneties Metodes en tegnieke Resultate en bespreking Soilgeografie ~7 Samevatting Gevolgtrekking Aanbevelings Literatuurvenvysings 8-1 'n Ondersoek no diegenetiese verskille en populasiegenetika vannege Labeo-spesles in Suld-Afrika

13 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populasiegenetikavan negelabeo-spesies in Stlid-A/rika

14 1. nleiding

15 'n Ondersoek lu die geneliese verskllle en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

16 Hoofstuk1 1-1 DE GENUS LABED is 'n opvallende groot genus van karpagtige icyprinus) visse met suieragtige lippe. Hierdie genus het 'n algemene en wye verspreiding, veral in Afrika. Volgens Reid (1985) is die vermindering in die getal vis, wat waargeneem is oor die afgelope paar jaar die gevolg van kommersiele ontginning van natuurlike bronne en dus 'n definitiewe aansporing tot verdere navorsing op hierdie belangrike genus. Die bou van damme, boerdery-aktiwiteite en soms ook die vrylating van uitheemse spesies, het reeds aansienlike skade aan van die visspesies wat in Suid-Afrika voorkom, aangerig (Skelton, 1987). Deur die genetiese variasie van visspesies te bewaar, word die verarming van hulle natuurlike genetiese poele verhoed en is die spesies dus instaat om aan te pas en gevolglik ook te ooreef by veranderende omstandighede (EFAC/FAG, 1986). Hierdie noodsaaklikheid om die genetika van visbevolkings te bestudeer en om die natuurlike genetiese variasie van die verskillende spesies te bepaal en te bewaar, is al vir 'n geruime tyd deur wetenskaplikes en visboere geidentifiseer. Volgens 'n verslag van die FAG (1981) is een van die belangrikste tekortkominge egter 'n gebrek aan voldoende kennis. Daarom is 'n aanbeveling gemaak, dat wetenskaplike korrekte metodes vir die bepaling van veranderinge in die genetiese diversiteit van visbevolkings, ontwikkel moet word. Daar is ook aanbeveel dat genetiese navorsing op vis bevorder moet word, om sodoende die kennis ten opsigte van die genetiese diversiteit van bevolkings te verbreed. Met behulp van hierdie inligting kan dus vasgestel word of genetiese verarming plaasgevind het al dan me. Gesien in die lig van die bogenoemde feite en ook vanwee die verskeie verwysings na hibriede tussen van die Labeo-spesies (Gaigher en Bloemhof, 1975; Hamman, 1980; Van Vuuren, 1986) en ook die feit dat een van die nege spesies reeds op die nuutste Rooi Data Lys vir Visspesies verskyn (Skelton, 1987), is besluit om hierdie nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies biochemies te analiseer. Terselftertyd sal die waarde van die uitwendige kenmerke in die vooruitskatting van 'n spesie of bevolking se genetiese diversiteit, gemeet word aan die biochemies-genetiese inligting se data. Morfometriese en meristiese data sal die volgende behels: die metings van standaardlengtes, koplengtes, kopwydtes en oogdeursnee. Dorsaalvinstekels en -strale, anaalvinstekels en -strale, sylynskubbe en die aantal skubbe om die koudale pedunkel sal getel wor~. Elektroforetiese analisering salop poliakrielamied sowel as stysel uitgevoer word en sal in totaal nege-en-twintig proteienkoderende lokusse insluit, wat altesaam in tien verskillende weefsels geidentifiseer sal word. Laastens sal die gevolglike Mendeleense data, nie net vir die konstruering van genetiese bloudrukke van die onderskeie spesies se genetiese variasie gebruik word nie, maar ook om die moontlike filogenetiese verwantskappe tussen die nege spesies te probeer al1ei van hierdie gemeenskaplike molekulere inligting. Sodoende sal gepoog word om.meer duidelikheid oar die spesies se soogeografie en oak moontlike gemeenskaplike voorouers te bekom en dus ook meer duidelikheid oar onderlinge verwantskappe wat tussen hulle heers. 'n Ondersoek na die geneliese verskllle en pop"lasiegenelilm "an nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

17 'n Ondersoek ludie genetlese verskille en populasiegenetika l'an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

18 2 Oorsig oor die Suid-Afrikaanse Labeo-spesies.

19 'n Ondersoek 1U1 die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

20 nhoudsopgawe bladsy 2. Oorsig oor die Suid-Afrikaanse Labeo-spesies 2.1 nleiding Limpoporiviersisteem Labeorosae 2-2 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 22.2 Labeo ruddi 2-2 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 2.23 Labeo congoro 2-3. Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie Labeo molybdinus 2-4 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Aigemene biologie Labeo cylindricus 2' -:l- Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 2.3 Oranje-Vaalriviersisteem Labeo umbratus 2-7 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 'n Ondersoek. no die genetiese,'erskiue en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Slid-Afrilia

21 'n Ondersoek na die genetiese..erskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

22 23.2 Labeo capensis -,2-8 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 2.4 Olifantsriviersisteem Labeo seeberi 2-9 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat Algemene biologie 2.5 1rugelariviersisteem Labeo rubromaculatus 2-10 Algemene morfologie Kleur Verspreiding en habitat. Algemene biologie 2.6 Samevatting 2-11 'n Ondersoek na diegenetiese rerskilje enpop"lasiegmetika ran nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

23 On Ondersoek no die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

24 Hoofstuk nleiding DE GEl'.'US LABEO, is aanvanklik as 'n subgenus van Cyprinus beskryf (Cuvier, 1817). Ruppel (1835) en Valenciennes (1842) wys egter daarop dat individue van hierdie "subgenus" sodanig van Cyprinus verskil, dat dit eerder as 'n afsonderlike genus beskou moet word. 'n Groot getal van die spesies, wat sedert die ontstaan van die genus beskryf is, het daartoe bygedra dat hierdie genus as 'n ekonomies belangrike genus beskou word. Sommige spesies word dan ook kommersieel ontgin (en in 'n mindere. mate mee geboer) regdeur Asie en Afrika (Reid, 1985). n Afrika maak hierdie kommersiele ontginning van Labeo-spesies, hoofsaaklik deel uit van die ontginning van hier die spesies vanuit natuurlike mere, bv. L victorianus in die Victoriameer en L. mesops in die Malawimeer (McCanell, 1952; Garrod, 1%1; Cadwalladr, 1963, 1964). Hulle maak ook 'n groot deel uit van die vangste in mensgemaakte mere wat onlangs ontwikkel is, bv. L niloticus en L horie in die Nassermeer en L. a/tive/is in die Kaborra Bassameer (Kramer 1973; Abdel- Latif, 1974; Jackson en Rogers, 1976). Ook in Suid-Afrika is so pas begin met die kommersiele ontginning van L. capensis en L umbratus vanuit natuurlike bronne (Schrader,1986; Fouche, pers. med.). Visse wat aan hierdie genus behoort, staan oor die algemeen bekend as moddervisse as gevolg van die baie kenmerkende inferior gelee, suieragtige bek wat tiperend van hulle bentiese voedingswyse is. (Jubb, 1967). Hierdie outeur wys ook op die aansienlike verskil war by die verskillende spesies se lippe kan voorkom, as gevolg van die variasie in die papillae wat op die lippe aan- of afwesig kan wees. Op grond van hierdie variasie, word die Suid-Afrikaanse Labeo- spesies in drie groepe verdeel (Jubb, 1967): Die met rye klein papillae aan die binnekant van die boonste sowel as die onderste lippe, wat oorsprong aan transverse groewe of te we plikaegee (L. congoro; L. cylindricus, L molybdinus, L seeberi). Die met transverse plikae slegs aan die binnekant van die boonste lip, maar daar kom wei 'n aantal groter papillae op die onderste lip voor (L. capensis, Li rubromaculatusi, Die sonder enige plikae op enigevan die twee lippe (L. rosae, Liruddi; L. umbratus). Hierdie nege spesies word verder ook in twee groepe gedeel Ol grond van die aan- of afwesigheid van die mondvoelers: Aan die eenkant is daar slegs drie spesies wat duidelik, twee pare mondvoelers toon, n1.l. capensis, L. rubromaculatus en L. umbratus, / Die oorblywende ses spesies besit of glad nie mondvoelers nie, of slegs rudimentere mondvoelers wat in die lipvoue weggesteekis. Dit is vanselfsprekend dat die bogenoemde verskille nie instaat is om aileen tussen die nege spesies te onderskei nie en isdit daarom nodig geag om 'n kort weergawe van die inligting wat in die literatuur oor elke spesie beskikbaar is, weer te gee. Hiermee word gepoog om die kenmerkende eienskappe volgens die literatuur, uit te lig en ook om meer oor die algemene biologie van elke spesie te wete te kom. Terselftertyd sal daar ook gepoog word om 'n beter begrip van die onderlinge verwantskappe tussen die spesies en ook hulle huidige bewaringstatus te verkry,hierdie vergelyking van die spesies salop grond van hulle verspreiding geskied, om so die moontlike ooreenstemming of verskille wat tussen die simpatriese spesies kan voorkom, makliker uit te lig. 'n Ondersoek no die genetlese renj;i/le en poj1l1!asiegenelikil,'an neg«labeo-spesies in Slid.A/rikil

25 2-2 Hoofstuk2 2.2 Limpoporiviersisteem Labeo rosae (Steindachner, 1894) L rosae (Plaat 1) is reeds vir die eerste keer in 1894 deur Steindachner vanuit die Limpoporivier beskryf, waarna in 1911 (Methuen) en 1917 (Gillchrist en Thompson) twee sinonieme beskryf is, onderskeidelik as L. transvaalensis (Krokodilrivier; Limpoposisteem) en L hamiltoni (Sabierivier; nkomatiesisteem). Algemene morfologie L rosae is nou verwant aan L a/tive/is van Zimbabwe en tropiese Oos-Afrika (Pienaar, 1978). Hierdie spesie se konkawe dorsaalvin wat egter baie laer as die van L. a/tivelis is, word as onderskeidend vir hierdie twee spesies beskou (Jubb, 1967). Die skubtellings wissel tussen op die laterale lyn en om die koudale pedunkel, terwyl die aantal stekels en strale tussen iii en iii 5 wissel, onderskeidelik vir die dorsaal- en anaalvin (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968). Die bek is klein en duidelik inferior gelee en die neus is oortrek met tuberkels wat, veral in die broei-seisoen, 'n kenmerkende rooi kleur vertoon. Hierdie spesie se kenmerkende bree koudale pedunkel (wat normaalweg breer is as wat dit lank is, ofnet so breed as wat dit lank is) is tipies van die spesie se kort, stewige liggaamsbou (Pienaar, 1978). Die bree liggaamsbou word nog verder beklemtoon deurdat die spesie se gemiddelde liggaamsdiepte slegs 2,9 keer die standaardlengte is (Reid, 1985). Kleur Volwasse individue besit 'n kenmerkende rooi neus as gevolg van die rooi kleur van die vratte wat op die neus teenwoordig is. Net soos die vratte op die neus, is die gedeelte van die oog bokant die iris ook rooi (Pienaar, 1978). Daarenteen is die sy- en maaggedeeltes 'n silwer-witkleur, terwyl die rug en dorsale gedeelte van die kop, olyf- tot bronsgroen is. Die vinne is 'n ligte vlesige kleur met 'n tikkie swart tussen die strale (Jubb, 1%7; Le Roux en Steyn, 1968). Verspreiding en habitat L rosae is algemeen in die warmer gedeeltes van die Limpopo-, nkomatie-, Usutu- en Pongolariviersisteme (Du Plessis, 1963). n Zimbabwe is hierdie spesie algemeen in die Nuanetsierivier (Jubb, 1%7). Hierdie spesie is nie net beperk tot rotsagtige habitatte nie, maar dit word ook dikwels in groot getalle in geisoleerde poele met sandbodems asook sanderige gedeeltes van die rivier self gevind (Pienaar, 1978). Hierdie outeur wys ook daarop dat L rosae nie net tot die hoofstroom van standhoudende riviere beperk is nie, maar dat hulle ook in die dieper poele van nie-standhoudende riviere voorkom. Algemene biologie Die voedsel van L rosae bestaan hoofsaaklik uit alge, organiese detritus, diatome en klein akwatiese larwes wat vanaf rotse, die rivierbodem en tussen die plantegroei verkry word (Pienaar, 1978). Crass (1964) en Pienaar (1978) bevestig albei dat waargeneem is hoedatl rosae stroomop migreer het (nadat die reen begin het) tydens die broei-seisoen Labeo ruddi (Boulenger, 1907) Sedert die beskrywing van hierdie spesie in 1907 deur Boulenger, vanuit die Klein Letabarivier (Limpoposisteem) in Transvaal, is daar nog geen sinonieme aangetekenvir L. ruddi nie. 'n Ondersoek no die genetiese..erskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

26 Hoorstuk2 2-3 A1gemene morfologie Die liggaamsvorm van L. ruddi (Plaat 2) is meer silindries as die van L. rosae. Hierdie spesie onderskei dit nog verder van L. rosae deurdat die skubbe kleiner is en ook meer gerond is. Die bek is klein, subinferior gelee en besit dun, nie vlesige lippe (Jubb, 1967). Tuberkels is normaalweg afwesig op die snoet, maar indien dit wel voorkom, is dit baie swak ontwikkel (Reid, 1985). Die kleiner skubbe van L. ruddi het dan ook tot gevolg dat die skubtellings hoer is, as die van die Labeo-spesies waarmee dit soms simpatries kan voorkom. Die aantal skubbe op die laterale lyn wissel tussen 40 en 43 en die om die koudale pedunkel tussen 19 en 22 (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968). Die aantal strale in die. dorsaalvin kan wissel tussen 9 en 10, terwyl die stekels in hierdie vin asook die in die anaalvin vasgestel is op iii en die strale van die laasgenoemde vin op 5. Kenmerkend van hierdie spesie is die afwaartse buiging van die laterale lyn net na die pektorale vinne en die gevolglike opwaartse buiging bokant die anale Yin (Le Roux en Steyn, 1968). Die skraler, meer silindriese liggaamsvorm word beklemtoon deur die gemiddelde liggaamsdiepte wat 3,5 keer die standaardlengte is (Reid, 1985). K1eur L. ruddi toon 'n helder silwer kleur op die sy- en maaggedeeltes, terwyl die ruggedeelte 'n meer donkerder olytbruin kleur vertoon. Kenmerkend van hier die spesie is die donker band wat net agter die operkulum voorkom. Daar is geen rooi op die snoet teenwoordig Die, maar daar is wel 'n bietjie teenwoordig in die oog net bokant die iris. Die gepaarde vinne is vleeskleurig met 'n tikkie swart in. Die randte van die dorsale en koudale vinne het 'n klein tikkie rooi in, wat die beste sigbaar is in die koudale vin (Du Plessis, 1963; Pienaar, 1978). 'n Donker kol op die laterale gedeeltes van die koudale pedunkel is baie prominent by gepreserveerde individue (Pienaar, 1978). Verspreiding en habitat Hierdie spesie is' beperk tot die suidelike sytakke van Limpopo- en die nkomatieriviersisteme (Du Plessis, 1963; Jubb, 1967). nteenstelling met die ander Labeo's verkies hierdie spesie groot, stil poele in standhoudende riviere met sanderige of modderige bodems (Bruton et al., 1982). A1gemene biologie L. ruddi voed hoofsaaklik op detritus en organiese sedimente wat geakumuleer het op die bodems van die stil poee waarin hulle voorkom (Pienaar, 1978; Bruton et al.; 1982). Daar is min bekend oor hierdie spesie se broeigewoontes, maar dit is amper ongetwyfeld dat hierdie spesie nie stroom op migreer nie. Veral as die groot hoeveelhede kleintjies wat tydens die somermaande in die Nasionale Krugerwildtuin genet word, in aanmerking geneem word (Pienaar, 1978) Labeo congoro (Peters, 1852) L. congoro (Plaat 3) is deur Peters (1852) vanuit die Zambesierivier beskryf, waarna in 1913 (Gilchrist en Thompson) 'n sinoniem (L. rubropunctatus) vanuit die nkomatiesisteem beskryf is. Drie jaar later' (Steindachner, 1916) is 'n tweede sinoniem (L. ulangensisi, vanuit die Rufijirivier in Tanzanie, vir hierdie spesie beskryf. A1gemene morfologie L. congoro is 'n groot, sterk Labeo waarvan die dorsale vin vanaf 'n relatiewe hoe vin met 'n kenmerkende konkawe posterior gedeelte, tot 'n laer vin met 'n duidelike reguit posterior gedeelte kan varieer (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn 1968; Bruton et al., 1982). Dit is dan ook hierdie variasie in die dorsale vin wat die beskrywing van die bogenoemde twee sinonieme tot gevolg gehad het. Reid (1985) wys egter daarop dat hierdie variasie heel waarskynlik aan die omgewingstoestande gekoppel kan word, en dus nie genoegsame gewig kan dra om tussen twee spesies te onderskei nie. Ook hierdie 'n Ondersoek na die genetiese.'erskil1een populasiegenetikd "an neg«labeo-spesies in Suid-Afrika

27 2-4 Hoofstuk2 Labeo-spesiese bek is kenmerkend inferior gelee en die vlesige snoet is oortrek met tuberkels. Slegs een paar mondvoelers kom voor. Die aantal skubbe op die laterale lyn kan wissel tussen 38 en 41 volgens Kenmuir (1983), terwyl dit volgens Jubb (1967) wissel tussen 36 en 39. Die aantal skubbe om die koudale pedunkel wissel tussen 18 en 20 (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968). Ook by hierdie spesie is daar nie variasie in die aantal stekels (iii) in die dorsaal- en anaalvin gevind nie, terwyl die aantal strale (5) in die anaalvin ook konstant was. Dit is net die aantal strale in die dorsaalvin wat wissel tussen 10 en 11 (Jubb, 1967). Net soos by L. rosae toon hierdie spesie ook 'n baie sterk ontwikkelde koudale pedunkel. Die diep liggaamsvorm word weerspieel deur die verhouding van standaardlengte/liggaamsdiepte, waar die liggaamsdiepte slegs 'n gemiddeld van 2,9 keer die standaardlengte is. Net so beklemtoon die feit dat die koudale pedunkel slegs 1,6 keer so lank is, as wat dit breed is, die sterk ontwikkelde koudale pedunkel (Reid, 1985). K1eur Die basiese kleur van hierdie spesie is normaalweg 'n donker sjokolade-bruin of sepia, terwyl die dorsale gedeelte van die vis 'n oorheersende brons-groen kleur toon. n die middel van elke skub, op die laterale gedeelte van die vis, kom 'n kenmerkende pienk-pers tot bronskleurige vlek voor. Die maaggedeelte is normaalweg 'n vaalwit kleur, terwyl die vinne grys is, met soms 'n titseltjie pienk (Pienaar, 1978; Bruton et al., 1982). Verspreiding en habitat Hierdie spesie kom vanaf die laeveldse gedeeltes van die Middel-Zambesie-, Pungwe-, Buzie-, en Sabie-Lundieriviere tot so ver suidwaarts as die Limpopo- en Pongolariviere, voor (Reid, 1985). Alhoewel hierdie spesie soms in die groter poele van nie-standhoudende sytakke gevindword, kom hulle hoofsaaklik in standhoudende strome voor, waar hulle voorkeur gee aan rotsagtige habitatte. L. congoro is besonder lief vir die helder poele war normaalweg net na 'n stroomversnelling voorkom. Hier kan hulle dikwels op 'n helder sonskyndag gesien word waar hulle amper bewegingloos in die vlakker water e, met hulle koppe direk teen die stroom gedraai (Pienaar, 1978). Agemene biologie Net soos die ander Labeo's is ook hierdie spesie herbivories en voed dit hoofsaaklik op akwatiese alge. Die wurmvormige voedingspatrone, wat deur hierdie spesie veroorsaak word as hulle die alge van die rotse afsuig, vertoon karakteristieke patrone wanneer die rotse gedurende die droer maande sigbaar raak. Hulle word ook dikwels in assosiasie met seekoeie aangetref, waar hulle op die slymerige alge (wat aan hierdie akwatiese soogdiere se vel kleef) voed (Pienaar, 1978). Volgens Kenmuir (1983) migreer ook hierdie spesie rivier op tydens die broei-seisoenen dra die wyfies honderde-duisende eiers Labeo molybdinus (Du Plessis, 1963) L. motybdinus (Plaat 4) is 'n relatiewe "nuwe" spesie, aangesien dit eers in 1963 deur Du Plessis vanuit die Donkerpoortdam naby Nylstroom (Limpoposisteem) beskryf is. Alhoewel daar nog geen sinonieme in die literatuur vir hier die spesie beskryf is nie, voel Reid (1985) dat die status van L. baldasseroni 'n defnitiewe ondersoek genoodsaak, aangesien dit volgens hom 'n moontlike sinoniem van L. molybdinus kan wees. Die holotipe van L. baldasseroni is in 1947 deur Caporiacco vanuit die Pungwesisteem in Mosambiek beskryf. Die bogenoemde outeur wys egter daarop dat die holotipe nog Die opgespoor kon word nie en ook dat die oorspronklike beskrywing heeltemal onvoldoende is vir hedendaagse taksonomie. Die feit dat hierdie holotipe ook nog in die natuurike verspreidingsgebied van L. molybdinus versamel is, dra nog net verder. by tot die onsekerheid van hierdie spesie se status (Reid, 1985). 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetika vannege_labeo-spesies in Suld-Afrika

28 Hoofstuk2 2-5 A1gemene morfologie Die spesie toon 'n effens afgeplatte liggaamsvorm, waarvan die dorsale profiel 'n meer prominente skof toon as die van die naverwante L. cylindricus (Du Plessis, 1963). Die snoet is gerond en dit steek verby die bek, wat inferior in 'n holte van die kop gelee is. Horingagtige vratte is sede op die snoet teenwoordig, maar daar is we altyd krateragtige littekens waarneembaar by die meer volwasse individue (Jubb, 1%7). Ten spyte van die plikae wat teenwoordig is op beide lippe, kom daar ook 'n aantal koniese papillae allangs die anterior rand van die onderste lip voor. Beide die ippe besit 'n harde rif aan die binnekant, wat 'n snyfunksie verrig (Jubb, 1967). Die aantal skubbe op die sylyn (38-41) en ook om die koudale pedunkel (17-21) is van die belangrikste kenmerke om te onderskei tussen L. molybdinus en L. cylindricus (Du Plessis, 1%3; Le Roux en Steyn, 1968). Reid (1985) wys egter daarop dat hy wel 'n verskil in die aantal skubbe op die sylyn van die twee spesies se holotipes gevind het, maar dat daar geen verskil in die tellings om die koudale pedunkel gekry kon word nie. Volgens Batchelor (1974) is daar wei 'n verskil in die lengte-massa verhouding, waar L. cylindricus die swaarder massa in verhoudingtot lengte toon. Die aantal stekels en strale in die dorsaal- en anaalvin is presies dieselfde vir hierdie twee spesies, waar daar iii stekels en tussen 9 en 10 strale in die dorsaalvin is, en iii stekels met 5 strale in die anaalvin (Jubb, 1967;Le Roux en Steyn, 1968). n vergelyking met spesies soos L. rosae en L. congoro toon L. molybdinus 'n baie meer skraler en silindriese liggaamsvorm, waar dit duidelik uitgebeeld word deur die gemiddeld (3,5) van die verhouding standaardlengtelliggaamsdiepte (Reid, 1985). K1eur Jong individue is 'n olyfbruin met of sonder 'n donker laterale streep. Ouer visse toon egter 'n donker lei-agtige kleur aan die dorsale gedeelte, met 'n vuil-wit maaggedeelte (Pienaar, 1978). Volgens Du Plessis (1%3) is die De van L. molybdinus grys terwyl die van L. cylindricus kenmerkend rooi is. Hierdie kenmerkende eienskap moet egter met versigtigheid hanteer word, aangesien Reid (1985) daarop wys dat Pienaar (1978) se kleurfoto van L. molybdinus, 'n definitiewe igte oranje om die pupil getoon het. Verpreiding en habitat Hierdie spesie kom suidwaarts vanaf die suidelike sytakke van die Middel-Zambesierivier tot by die Limpopo-, nkomatie-, Pongola-, en Tugelariviersisteme voor (Du Plessis, 1%3; Jubb, 1%7). Volgens Gaigher (1973) kom hierdie spesie ook in die laeveldse panne van Mosambiek voor. L. molybdinus hou baie in die selfde habitatte as L. cylindricus en word hierdie twee spesies dus dikwels saam in rotsagtige strome aangetref (Pienaar, 1978). Hierdie outeur noem ook dat L. molybdinus meer dieper water as L. cylindricus verkies en daarom waag hierdie spesie dit meer dikwels stroom op waar hulle intrek neem in die groter permanente poele. A1gemene biologie Volgens Bell-Cross (1976) voed L. molybdinus hoofsaaklik op plant- en dierorganismes wat aan rotse sowel as plantegroei geheg is. Bogenoemde outeur wys verder daarop dat gonade ontwikkeling van hierdie spesie aandui dat L molybdinus (soos die meeste ander Labeo's) in die reenseisoen tussen Januarie en Maart, kuitskiet. Dit wil egter voorkom of daar geen migrasie stroom op tydens die kuitskietseisoen voorkom nie Labeo cylindricus (Peters, 1852) L. cylindricus (Plaat 5) is deur Peters in 1852 vanuit die Zambesierivier beskryf. Hierna is daar tussen 1903 en 1920 vier sinonieme uit verskillende lokaliteite vir hierdie spesie beskryf. Die eerste een, nl. L. kitkii is deur Boulenger (1903) vanuit die Rovumarivier in Oos-Afrika beskryf, terwyl Gilchrist en Thompson (1913) L. parvulus vanuit die Krokodilrivier in Transvaal beskryf het. Drie jaar later beskryf Steindachner (1916) vanuit die Mkondoarivier (Tanzanie) L. ki/ossae. Die laaste een van die vier 'n Ondersoekno die genetiese verskilleen populasiegenetika ran nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

29 2-6 Hoofstuk2 sinonieme is deur Regan (1920) vanuit die Ruvurivier (Tanzanie) as L loveridgei beskryf. Volgens Reid (1985) is die paar verskille wat tussen L cylindricus en die drie holotipes van die sinonieme wat aan die Oos-Kus versamel is, slegs ~ gevolg van die verskil in omgewing en dus nie genoegsaam om tussen spesies te onderskei Die. Hierdie outeur stem ook saam met Du Plessis (1963) dat die holotipe van L parvulus(66mm) geen noemenswaardige verskille ten opsigte van meristieke en verhoudings met die van L. cylindricus toon nie, indien die grootte van die holotipe inag geneem word nie. A1gemene morfologie Hierdie klein Labeo met 'n maksimum lengte van ongeveer 22cm besit 'n kenmerkende silindriese liggaamsvorm en die mannetjies is gewoonlik kleiner as die wyfies (Jubb, 1967). Die geswolle neus is normaalweg met horingagtige tuberkels bedek en die bek is duidelik inferior gelee (Kenmuir, 1983). Jong individue van L. molybdinus kan maklik verwar word met L. cylindricus, maar die laer skubtelling van L. cylindricus kan gebruik word om tussen hierdie twee spesies te onderskei, nl, op die laterale lyn en om die koudale pedunkel (Jubb, 1%7; Le Roux en Steyn, 1968). Die aantal stekels en strale in die dorsaalvin wat onderskeidelik iii 9-10 en iii 5 is, besit daarenteen nie enige waarde as identiftserende kenmerk vir hierdie spesie nie (Jubb, 1%7). Die gemiddeld van die verhouding van standaardlengtelliggaamsdiepte (4,0) toon duidelik dat hierdie spesie 'n skraal en lang liggaarnsvorm het, in teenstelling met spesies soos L. rosae en L congoro. Alhoewel die spesie nie baie groot word nie en dit 'n skraalliggaarnsvorm toon, besit dit tog 'n redelike groot oog wat 'n gemiddeld van 6,4 keer die koplengte is (Reid, 1985). K1eur Jong individue is normaalweg olytbruin met of sonder 'n donker laterale streep (Pienaar, 1978). Die streep strek vanaf agter die oe tot by die koudale pedunkel en is normaalweg net in rotsagtige habitatte teenwoordig (Bruton et 01., 1982). Die kleur van L. cylindricus verdonker egter met ouderdom na 'n meer uniforme grys- tot olytbruin liggaamskleur en vlesig gekleurde vinne (Pienaar, 1978). Die oe het 'n kenmerkende rooi k1eur, wat hierdie spesie dan ook onderskei van naverwante Labeo's, by. L molybdinus; wat in dieselfde waters as hierdie spesie voorkom (Le Roux: en Steyn, 1968; Bruton et 01., 1982). Verspreiding en habitat Volgens Jubb (1%7) is hierdie spesie wydverspreid vanaf die Zambesie suidwaarts na die Limpopo-, nkomatie-, en Pongolariviersisteme. Reid (1985) wys egter daarop dat hierdie spesie ook in verskeie riviere van Afrika se ooskus voorkom. Die habitatsvoorkeur van hierdie klein interessante vissies, is vinnig lopende water met 'n klipperige bodem (Bruton, et 01., 1982). Volgens Pienaar (1978) word hierdie spesie dan ook dikwels by k1ipperige gedeeltes in riviere waar die water slegs 'n paar sentimeters diep is, gevind.. A1gemene biologie Hierdie spesie is ook 'n bodemvoeder waar dit hoofsaaklik op alge en detritus voed (Bruton et 01., 1982). Kenmuir (1983) wys daarop dat hierdie spesie hoofsaaklik op rotsgroeiende alge voed en sodoende duidelike sigsag-patrone op rotse in die rivier nalaat, as gevolg van hierdie kenmerkende voedingswyse. L cylindricus migreer tydens die somervloede stroom op in geweldige hoe getalle. Tydens hierdie broeimigrasie stroom op, oorbrug hulle hindemisse waaroor water vloei (soos by. dam- en keerwalle) deur daaroor te "klim"met behulp van hulle suieragtige bekke en gepaarde vinne. Hierdie klimbeweging word bewerkstellig deur altematiewelik aan die oppervlakte met die bek te suig en met die gepaarde vinne te druk en sodoende dit self op te wikkel teen die hindemis (Pienaar, 1978). L cylindricus is een van die min spesies wat in assosiasie met die tiervis (Hydrocynus forskali) kan oorleef. Daar is egter min twyfel dat hierdie spesie se kleiner liggaamsvorm en bodem leefwyse dit instaat stel om vinnig in rotsskeure weg te kruip wanneer hierdie predator sy verskyning maak (Bell-Cross, 1976). 'n Ondersoek 1Q diegenetiese verskllleen populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

30 Hoofstuk Oranje-Vaalriviersisteem Labeo umbratus (Smith, 1841) L. umbratus (Plaat 6) is deur Smith (1841) eers as Abrostomus umbratus beskryf. Hierdie holotipe is waarskynlik in die Oranjerivier versamel (Kirby, 1940), maar dit het ongelukkig verlore geraak. Boulenger (1909) het hierdie spesie vanuit die Vaalrivier, as L. umbratus herbeskryf, sonder enige verwysing na Smith se beskrywing. L. umbratus (Smith) sensu Boulenger word egter vandag algemeen aanvaar om verwarring met die nomenklatuur te voorkom (Reid, 1985). Castelnau (1861) het ook twee sinonieme vir hierdie spesie beskryf, nl. L. cafer en L. sicheli. Barnard (1943) verwerp die beskrywing van L. stenningi (Gilchrist en Thompson, 1913) vanuit die Mooirivier (Potchefstroom), en beskou dit as 'n sinoniem van L. umbratus op grond van die kopvorm, posisie van die mondvoelers asook die skubtellings. A1gemene morfologie Hierdie spesie is naverwant aan L. capensis op grond van die kleur en ook die goed ontwikkelde anterior mondvoelers (Reid, 1985). Die liggaamsvorm van L. umbratus is egter meer silindries en die kop is kenmerkend rond. Die bek is nie inferior gelee Die, maar we terminaal met matig ontwikkelde lippe (Jubb, 1967). Behalwe vir die feit dat die kop kenmerkend rond is, wys Bruton et at. (1982) daarop dat die ogies klein is en dat 'n vlesige snoet voorkom. Die heelwat kleiner skubbe van hierdie spesie het dan ook tot gevolg dat dit die tweede hoogste skubtelling van die nege Labeo-spesies in Suid- Afrika het, nl op die laterale lyn en om die koudale pedunkel (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968). nteenstelling met die eerste vyf spesies wat bespreek is, toon hierdie spesie iv stekels in die dorsaalvin, maar die aantal strale (8-10) verskil nie noemenswaardig nie. Daarenteen toon die analevin weereens presies dieselfde boeveelbeid stekels (iii) en strale (5). Die koudale vin is ook kenmerkend diep gevurk (Barnard, 1943; Jubb,1967). Die silindriese liggaamsvorm van hierdie spesie word beklemtoon deur die feit dat die liggaamsdiepte gemiddeld 4,2 keer die standaardlengte is. Net so beklemtoon die gemiddelde oogdeursnee, wat 16,5 keer die koplengte is, die klein ogies van hierdie spesie (Reid, 1985). Kleur Lewendige eksemplare wissel baie ten opsigte van bulle kleur. So byvoorbeeld toon die visse wat uit modderige water versamel is, '0 bleek kleur met perlemoenrooi vlekke. Jubb (1967) en Le Roux en Steyn (1968) wys daarop dat hierdie vlekke kenmerkend is van die spesie. Volgens Bruton et al. (1982) is die basiese kleur grys met 'n donkerder marmereffek en die pensgedeelte is liggrysof wit. Verspreiding en habitat L. umbratus is baie algemeen in die Oranje-Vaalriviersisteem, maar dit is ook wyd verspreid in die Gouritz-, Gamtoos-, Sondags-, Vis-, Keiskamma- en Buffelsriviere (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968). Volgens Du Plessis (1963) is L. umbratus ook in die Olifantsrivier (Limpoposisteem) geplaas deur hengelaars wat die vis verkeerdelik as Barbus aeneus in die Tweefonteindam, naby Witbank, losgelaat het. Tydens Mulder (1973) se ekologiese ondersoek van die Vaalrivier bet hy gevind dat L. umbratus hoergetalle getoon bet in gedeelteswaar staande of stadig vloeiende water voorgekom het. A1gemene biologie Afgesien van die feit dat L. umbratus se posisie van die bek van die van L. capensis verskil, bet Schoonbee (1969) gevind dat die twee spesies se voeding naastenby dieselfde in Baberspan (Wes-Transvaal) is. Alhoewel L. capensis as 'n meer aktiewer voeder as L. umbratus beskou word (Enslin, 1966), het Mulder (1972) gevind dat L. umbratus 'n veel vinniger groeier as L. capensis is. Op 'n Ondersoek no die gendiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Slid.A/rika

31 2-8 Hoofstuk2 grond van laasgenoemde feit beweer Kruger en Mulder (1973) dat die relatiewe korter spysverteringskanaal van L. umbratus op histologiese spesialisasie dui, aangesien die voedsel wat deur beide spesies ingeneem word dieselfde is. Jackson en Coetzee (1982) het waargeneem hoe L. umbratus tydens November (1978) kuitgeskiet het na swaar reens, Die visse het amper direk na die vloed stroom op begin migreer. Hierna het die visse uit die hoofstroom beweeg na die oorstroomde graslande. Hier het die visse hulle eiers tussen of op die tydelik oorstroomde plantegroei gele. Ova is in vloeiende sowel as stilstaande water deur die outeurs gevind. Die spesie is poliandries, dit wil se 'n enkele wyfie se eiers word deur 'n aantal mannetjies bevrug Labeo capensis (Smith, 1841) L. capensis (Plaat 7) deel saam met L. umbratus naastenby dieselfde verwarrende nomenklatuur geskiedenis. Ook hierdie spesie is in 1841 deur Andrew Smith as Abrostomus capensis beskryf en ongelukkig het hierdie holotipe ook iewers verlore gegaan. Die lokaliteit waar hierdie holotipe versamel is, is me baie duidelik nie, maar in 1902 versamel Boulenger 'n neotipe vanuit die Oranjerivier naby Vredefort, wat as L. capensis beskryf word. Daaropvolgende outeurs het dan me probleme gehad met die konsep van L. capensis (Smith, 1841) sensu Boulenger (1909) me (Gilchrist en Thoinpson, 1913; Barnard, 1943; Du Plessis, 1%3; Jubb, 1%7). Vir hierdie spesie is net 'n enkele sinoniem beskryf. Hierdie sinoniem is versamel deur Steindachner (1894) en beskryf as L. tenuirostris. Die lokaliteit van hierdie sinoniem word as die Limpoporivier aangegee (Steindachner, 1894), maar dit word as onmoontlik beskou aangesienl. capensissiog me buite die Oranje-Vaalsisteem versamel is me. Volgens Reid (1985) het Jubb hom persoonlik ingelig dat die wa waarmee Steindachner gereis het op 'n stadium omgeval het en dat die lokaliteitetikette moontlik tydens hierdie warboel deurmekaar geraak het. Algemene morfologie Volgens Jubb (1%7) is die vis 'n groot Labeo en het die volwasse visse 'n duidelike skof. Prominente sekelvormige vinne kom voor en die stert is groot, gevurk en baie sterk. Die mond is inferior gelee en dit besit baie goed ontwikkelde lippe wat die suieragtige voorkoms aan die bek gee. Die goed ontwikkelde mondvoelers, wat aan beide kante van die bek voorkom, is baie prominent. Alhoewel hierdie spesie naverwant is aan L. umbratus, is die skubtellings heelwat laer, nl. tussen 42 en 50 op laterale lyn en 20 en 22 om die koudale pedunkel (Jubb, 1%7; Le Roux en Steyn, 1%8). L. capensis verskil we van L. umbratus ten opsigte van die aantal stekels in die dorsaalvin, waar die eersgenoemde iii en laasgenoemde iv stekels besit. Die variasiereeks van die aantal strale in die dorsaalvin is presies dieselfde as die van L. congoro, nl Net soos by al die Labeo's wat reeds bespreek is, besit ook die spesie iii stekels en 5 strale in die anaalvin (Barnard, 1943; Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1%8). Die spesie se gemiddelde morfometriese verhouding van standaardlengtelliggaamsdiepte is presies dieselfde as die van L. ruddi (3,5). L. capensis toon dus nie heeltemal so bree liggaamsdiepte soos L. rosae nie, maar daarenteen ook nie heeltemal so skraal liggaamsdiepte soos L. umbratus me en die gemiddelde oogdeursnee is ook heelwat groter as die vanl. umbratus, nl. 5,9 keer die koplengte (Reid, 1985). Kleur Die kleur van L. capensis verander na gelang van die turbiditeit van die water en kan wissel vanaf silwergrys tot leiklipgrys. Jong eksemplare is silwer-liggrys of 'n gevlekte grys met 'n ligte ventrale gedeelte (Jubb, 1%7; Bruton et al., 1982). Verspreiding en habitat Volgens Jubb (1%7) asook Le Roux en Steyn (1968) is L. capensis endemies tot die Oranje-Vaalriviersisteem, bo- en onderkant die Augrabiese watervalle. Bruton et al. (1982) wys egter daarop dat die spesie ook die Groot Visrivier deur middel van die Oranje-Vistonnel binnegedring het. Tydens 'n ekologiese studie in die Vaalrivier het Mulder (1973) gevind dat L capensis me beperk was tot sekere habitatte nie, maar Bruton et al, (1982) wys daarop dat hulle gevind het dat L. capensis meer voorkeur gee aan klipperige gedeeltes waar 'n stroom voorkom. 'n Ondersoek na diegenetiese verskilje en populasiegenetika.-an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

32 HooCstuk2 2-9 Algemene biologie -, Die ventrale posisie van L. capensis se bek dien as 'n bewys dat hierdie spesie hoofsaaklik 'n bodemvoeder is, waar dit op alge en organiese detritus voed. Volgens Kruger en Mulder (1973) dui die langer intestinum van L. capensis, op 'n hoer inname van plantmateriaal en ander verteerbare voedsel, as by L. umbratus. Allanson en Jackson (1983) wys daarop dat die kuitskietproses by L. capensis, deur vloede geinisieer word in die P.K. e Rouxdam. Dit is interessant om op te merk dat L. capensis normaalweg in sytakke van die hoofstroom op migreer tydens die broeiseisoen, terwyl L. umbratus eerder in die hoofstroom op migreer (Thomasson et al., 1984). 2.4 Olifantsriviersisteem Labeo seeberi (Gilchris en Thompson, 1911) Sedert die beskrywing van L. seeberi (Plaat 8) deur Gilchrist en Thompson (1911) vanuit die Olifantsrivier, is daar nog geen sinonieme vir hierdie spesie beskryf nie. Volgens Reid (1985) is die holotipe vanuit die Olifantsrivier in Transvaal (Limpoposisteem) versamel. Dit is egter onmoontlik aangesien hierdie spesie beperk is tot die Olifantsrivier van die suidwes Kaap. Dit is belangrik om te noem dat Skelton (1987) hierdie spesie op die Rooi-Data-Lys vir Visspesies geplaas het. Volgens hierdie outeur is habitatsvernietiging as gevolg van die bou van keerwalle en damme, een van die belangrikste redes vir die onrusbarende afname in die spesie se getalle. Die vrylating van uitheemse spesies, veral Micropterus dolomieu, het egter ook'n groot aandeel in die spesie se lae getalle. Algemene morfologie Kenmerkend van hierdie spesie is die baie klein skubbe wat dan ook daartoe lei dat hierdie spesie die hoogste skubtelling van al die Labeo's in Suid-Afrika toon, nl op die laterale lyn en 36 (onvolwasse) - 50 (volwasse) om die koudale pedunkel (Jubb, 1967). Dit is dan ook hierdie kenmerkende hoe skubtellings wat moontlik bygedra het dat nog geen sinonieme vir hierdie spesie beskryf is nie. Die skerp granulere struktuur van die skubbe op die laterale kant van die vis, veroorsaak dat die integument grof voel wanneer daaraan geraak word (Reid, 1985). Volgens J ubb (1967) wissel die aantal strale in die dorsaalvin tussen 9-10 en is die aantal stekels in hierdie Yin vasgestel op iv. Net soos by al die Labeo's wat reeds bespreek is, is ook hierdie spesie se aantal stekels en strale in die anaalvin vasgestel op iii 5. Die koudale Yin is baie diep gevurk, terwyl die wydte en ook die vlesigheid van die lippe baie verskil van individu tot individu. Die morfometriese verhouding van standaardlengte/liggaamsdiepte, waar die liggaamsdiepte 'n gemiddeld van 5 keer die standaardlengte is, beklemtoon die silindricse liggaamsvorm van hierdie spesie. L. seeberi se gemiddelde oogdeursnee is nie heeltemal so klein soos die van L. umbratus nie, dit is eerder nader aan die van L. capensis, n1. 6,3 keer die koplengte (Reid, 1985). Hierdie outeur wys dan ook daarop dat L. seeberi, ten spyte van sy kenmerkende eienskappe, 'n opmerklike ooreenkoms met L. capensis sowel as L. umbratus toon. Kleur Die vinne van L. seeberi is redelik donker gekleurd, terwyl die dorsale gedeelte 'n geelbruin kleur vertoon en die sy- en maaggedeeltes 'n meer goue kleur. Donker rooibruin gedeeltes in die middel van sommige van die laterale skubbe verleen 'n kenmerkende gevlekte of marmeragtige voorkoms aan hierdie spesie. Hierdie gevlekte voorkoms is die opvallendste by jong individue (Barnard, 1943; Reid, 1985). Versprelding en habitat Volgens Jubb (1967) is L. seeberi 'n unieke spesie en is dit endemies tot die Olifantsriviersisteem in die Kaapprovinsie. n die literatuur is nie veel beskikbaar oor die habitatsvoorkeur van hierdie spesie nie, 'n Ondersoek na die gendiese verskille en popllfasiegenetika ran nege Labeo-spesles in Slid-A!rika

33 HooCstuk2 maar tydens die versameling van vis vir hierdie studie is gevind dat L. seeberi blykbaar net 5005 L. umbratus ook die stiller water verkies, inteenstelling met L. capensis wat eerder sterker vloeiende water opsoek (2.5.4 en 2.6.4). A1gemene biologie 2.5 Die intestinum van L. seeberi is baie lank en die intestinale inhoud dui daarop dat hierdie spesie hoofsaaklik op mikroskopiese fauna en plantmateriaallewe, wat vanaf die rotse asook die bodemsand en -modder gebagger word. Getrou aan die Labeo-instink migreer ook L. seeberi stroom op tydens die broeiseisoen (Jubb, 1%7).. Tugelariviersisteem Labeo rubromaculatus (Gilchrist en Thompson, 1913) Die holotipe waarvan Gilchrist en Thompson (1913) L. rubromaculatus beskryf het, is in die M'Fongosierivier ('n sytak van die Tugelasisteem) in Natal versamel. Sedertdien is daar nog nie 'n sinoniem vir hierdie spesie beskryf nie. A1gemene morfologie Hierdie groot Labeo (Plaat 9) is naverwant aan L. capensis (Jubb, 1%7). Die bek van hierdie spesie is ook kenmerkend inferior gelee en 5005 in die geval van L. capensis kom hier ook 'n prominente skof voor by die volwasse individue. Die skubtellings van L. rubromaculatus is ook baie na aan die van L. capensis siende dat daar op die laterale lyn en om die koudale pedunkel voorkom. Alhoewel die variasiereeks van die aantal strale in die dorsaalvin (9-10) met slegs een verskil van die van L. umbratus (8-10), besit dit presies dieselfde hoeveelheid stekels (iv) in die vin. Ook L. rubromaculatus besit iii stekels en 5 strale in die anale vin (Jubb, 1967; Reid, 1985). Die morfometriese verhouding van standaardlengtelliggaamsdiepte (3,5) is weereens presies dieselfde as in L. capensis (Reid, 1985). Dit is egter miskien interessant om te noem dat tydens die versameling van hierdie spesie, opgemerk is dat die koudale pedunkel van L. rubromaculatus baie sterker ontwikkel is as die van L. capensis en dat dit meer neig na die van L. rosae en L. congoro. Kleur Die dorsale gedeelte van L. rubromaculatus is 'n donker olyfbruin, terwyl die keel- en maaggedeelteswit is en die operkulum.goudkleurig, Elke skub op die laterale gedeelte van die vis toon 'n goudkleurige basis met 'n donkerder gedeelte in die middel wat 'n tikkie rooi in kan he (Crass, 1964). Verspreiding en habitat L. rubromaculatus is endemies tot die Tugelariviersisteem in Natal en kom voor vanaf baie na aan seevlak tot ongeveer 1500m bo seevlak (Jubb, 1%7). Tussen hierdie twee punte kom die spesie redelik volop voor, maar dit wil voorkom asof dit afwesig is in van die groter sytakke (bv, Boesmans- en Mooirivier) wat by die Tugela vanuit die suide aansluit. Die verskynsel kan moontlik verklaar word deurdat watervalle migrasie in hierdie sytakke verhoed het (Crass, 1%.7.). Hierdie vis is hoofsaaklik tot die groot, stiller poele en stadig vloeiende gedeeltes beperk, alhoewel dit tog soms in die meer vinnig vloeiende stroomvcrsnellings aangetrefword (Crass, 1964). A1gemene biologie Die voedsel van L. rubromaculatus word hoofsaaklik opgemaak uit filamentagtige alge, diatome en ook organiese detritus wat vanaf die bodem opgesuig word. Beide die mannetjies en wyfies is gevind om 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populasiegene/ika "an nege Labeo-spesies in Slid.A/rika

34 Hoofstuk geslagsryp te word vanaf laat September tot en met vroeg Maart, met die hoogste konsentrasie tydens middel- somer. Migrasie van hierdie spesie stroom-op, is wei al waargeneem (Crass, 1%4). 2.6 Samevatting HERDE KlASSEKE SPESEBESKRYWl\;GS se inligting is normaalweg op 'n enkele aantal individue gebasseer, wat nooit die totale diversiteit van hierdie eienskappe se plastisiteit kan inkorporeer nie. Dit is dus noodsaaklik geag om tydens hierdie studie 'n morfometriese en meristiese vergelyking van die spesies in te sluit. Hiermee sal gepoog word om weg te beweeg van die enkel holotipe beskrywing van 'n spesie en sodoende 'n meer vollediger beeld van die verskeidenheid binne spesies te skep, Die invloed wat die menslike aktiwiteit op hier die spesies het, is 'n werklike probleem en is dit uiters noodsaaklik om die invloed van die aktiwiteit, op die totale geenpoel, van 'n spesie baie aktief en noukeurig dop te hou (FAO, 1981). Gaigher et al. (1980) noem 'n aantal van die probleme wat menslike aktiwiteite tot gevolg kan he: so byvoorbeeld wys hierdie outeurs daarop dat boerdery-aktiwiteit die toeslik van natuurlike habitatte tot gevolg kan he, wateronttrekking vir besproeiing kan ook op die langduur tot habitatsvemietiging lei, terwyl die verwydering van oewerplantegroei broeihabitatte vernietig. Net so het die bou van damme en keerwalle omvangrykende invloede op die migrasieroetes en gevolgik die broeisiklus en genetiese samestellingvan visspesies tot gevolg. Die manifistering van die bogenoemde menslike aktiwiteite ten opsigte van die natuurlike habitatte van die nege spesies wat so pas bespreek is, het alreeds gerealiseer in van die spesies: so byvoorbeeld is hibridisasie tussen van die spesies waargeneem (Gaigher en Bloemhof, 1975;Van Vuuren, 1986) en ook die rooi bewaringstatus waarin L seeberi tans verkeer (Skelton, 1987). Vir volgehoue wetenskaplike bewaring van die spesies, is dit dus uiters belangrik om hierdie invloede te monitor en sal die vermoe van hierdie morfometriese en meristiese eienskappe, om inligting aangaande die probleem te verskaf, ook ondersoek word. Laastens sal die mate waarin hierdie eienskappe slaag om tussen naverwante spesies en moontlike hibriede te onderskei, ook geevalueer word. 'n Ondersoek. no die genetiese verskill«en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

35 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populaslegenetika van nege Labeo-spesiesin Said-Afrika

36 3 Morfometriese en meristiese vergelyking van die nege Labeo-spesies

37 'n Ondersoek no die genetiese "erskine en populasiegenetika van ncge Labeo-spesies in Suld-Afrika /

38 nhoudsopgawe bladsy 3 Morfometriese en meristiese vergelyking van die nege Labeo-spesies 3.1 -nleiding Metodes en tegnieke Lokaliteite en versameling van die vis Limpoporiviersisteem (N-Tvl.) Oranje-Vaalriviersisteem (Tvl.) Olifantsriviersisteem (SW-Kaap) Tugelariviersisteem (Natal) Morfometriese verhoudings Meristiese parameters Statistiese verwerking van die data Resultate en bespreking Sylynskubtellings Pedunkelskubtellings Dorsaalvinstekels en -strale Anaalvinstekels en -strale Ooreenstemmingsanalises Standaardlengte/Liggaamsdiepte (SL/LD) Standaardlengte/Koplengte (SLKL) Koplengte/Kopwydte (KL/KW) Koplengte/Oogdeursnee (WOD) Samevatting 3-21 'n Ondersoek J die geneties«verskille en populasiegenetika van neg«labeo-spesles in Suid-Afrika

39 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populaslegenetika "an nege Labeo-spesiesin Suid-Afrika

40 Hoofstuk nleiding M ORFOLOGESE EN MERSTESE kenmerke wat ooglopend en meer opvallend van aard is, word reeds van meet af deur klassieke taksonome vir die beskrywing en onderskeiding van verskillende organismes vir die uiteindelike indeling in hulle onderskeie diergroepe en spesies gebruik (Loudenslager en Kitchin, 1979). n die verlede was hierdie sistematici egter tevrede om met enkele individue, wat as tipe vir nuwe spesies gedien het (holotipe), te werk. Sulke tipes het dan ook baie keer glad nie waarde as 'n nuwe biologiese entiteit gehad nie, aangesien varswatervisse morfologiese variasie, wat soms geen taksonomiese betekenis het nie, tussen individue kan toon (Crass, 1960). Hierdie wetenskaplike beskrywings van visse is hoofsaaklik gebasseer op 'n reeks afmetings, waarmee karakteristieke verhoudings bepaal word ten einde verskillende spesies met mekaar te vergelyk (Bruton et al., 1982). Jubb (1%7) wys ook daarop dat lewendige kleur as hulpmiddel by die identifikasie van vis kan dien, maar datdit nie as 'n positiewe identifikasie gebruik moet word nie. Tydens sy hersiening van die Labeo-genus van Afrika, lig Reid (1985) dit duidelik uit, dat meristiese kenmerke die belangrikste kriteria is in die identifisering van Labeo-spesies en ook in die uitkenning van geografiese bevolkings. Daar is egter 'n groeiende aantal bewyse wat daarop dui dat hierdie meristiese eienskappe in sommige teleostei gedurende 'n "feno-kritiese periode" in die eier of neonatale vis bepaal word (Erlich en Farris, 1970;Alien Lindsay, 1974;Peden, 1979). Farquarson (1962) beweer dan ook dat die Labeo- spesies van suidelike Afrika, in die kouer lokaliteite, hoer skubtellings toon. Dit wil dus blyk asof klimaat fluktuasies, afwykings in die bekende meristiesewaardes van 'n spesie by dieselfde lokaliteit teweeg kan bring, indien verskillende ouderdomsgroepe op verskillende tye versamel word (Reid, 1985). Dit is nie net die meristiese eienskappe wat deur die omgewing bemvloed kan word nie, aangesien Taylor (1986) in 'n onlangse publikasie na duidelike verskille in die liggaamsmorfologie en migrasie stroom af, van jong salms in twee sytakke van die Mirarnidirivier in Noord-Amerika, verwys. Hierdie outeurs het vermoed dat die verskille geinduseer is deur die verskille in temperatuur en vloei-regime in die onderskeie strome. Gedeeltelike bevestiging van hierdie vermoede is verkry toe interbevolkingsverskille tussen ander riviere se salmbevolkings korrek voorspel is, aan die hand van die voorafgaande kennis in verband met hierdie riviere se vloei-eienskappe en omgewingstoestande. Teen hierdie agtergrond van die plastisiteit van kenmerkende eienskappe en die relatiewe klein steekproefgroottes wat gedurende klassieke morfometriese ondersoeke gebruik is, het dit noodsaaklik geblyk om die nege Labeo-spesies van Suid-Afrika morfometries en meristies te vergelyk. Sodoende sal gepoog word om 'n meer volledige spanwydte vir die onderskeie kenmerke wat ondersoek sal word, te verkry. Hierdie inligting kan moontlik 'n aanduiding gee van verwantskappe of verskille wat tussen die nege spesies kan bestaan, wat tot 'n beter begrip van die onderlinge verhoudings tussen hierdie spesies kan lei.. 'n Ondersoek no die genetiese,'usjdlle en poplllasiegenetika"an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

41 3-2 Hoofstuk3 3.2 Metodes en tegnieke Lokaliteite en versameling van die vis Versameling van die nege Labeo-spesies het gedurende Februarie 1987 tot Januarie 1988 geskied, die lokaliteite van versameling vir die onderskeie spesies word in Tabel3.1 saamgevat. Tabel 3.1 Die verskillende spesies wat bestudeer is met die onderskeie lokaliteite waar versameling geskeid het en ook die aantal (N) individue per spesie versamel. Vis No. AJgemene naam Wetensleaplike naam Lolealiteit ' ' N 1 Rooineus-moddervis Li rosae Olifantsrivier (N-Tvl) 50 2 Silwer-moddervis Li ruddi Mogolakwinrivier 50 (N-Tvn 3 Brons-gespikkelde moddervis L congoro Letabarivier (N-Tvl) 50 4 Loodvis L molybdinus Olifantsrivier (N-Tvl) 42 5 Rooioog-moddervis L cylindricus Olifantsrivier (N-Tvl) 50 6 Moggel L umbratus Vaalrivier (Tvl) 50 7 Oranjerivier-onderbekkie L capensis Vaalrivier (Tvl) 50 8 Sandvis L seeberi Olifantsrivier (W-Kaap) 50 9 Tugelarivier-moddervis L rubromaculatus Buffeisrivier (N-Natal) Limpoporiviersisteem (N-Tvl.) Alhoewel L. rosae, L. molybdinus en L. cylindricus al drie in die Olifantsrivier (wat deel uitmaak van die Limpoposisteem) versamel is, was dit nie moontlik om L. cylindricus by dieselfde lokaliteit as die ander twee spesies te versamel nie. Die rede biervoor is hoofsaaklik as gevolg van die feit dat L. rosae en L. molybdinus die meer stiller vloeiende water en kuile verkies, terwyl L. cytindricus daarenteen meer beperk is tot vinniger vloeiende water met 'n klipperige bodem. Kiefnette met 'n maaswydte wat gewissel het tussen 70 en llomm (gestrekte maas) is gebruik vir die versameling van beide L. rosae en L. molybdinus, Versameling het gedurende die begin van die winter (einde Mei, 1987) geskied en gevolglik was die vis oor die algemeen tot die kuile beperk, aangesien die vlak van die rivier nog verder verlaag is deur besproeiingsaktiwiteite. Ten spyte van die hoe konsentrasie vis is baie min gedurende die dag versamel en was dit dus noodsaaklik om die nette oornag te laat om enige bruikbare resultate te behaal. Die kleiner en smaller liggaamsvorm van L. molybdinus het tot gevolg gehad dat enkele individue in die 9Omm-nette gevang is, terwyl die versameling van hierdie spesie hoofsaaklik tot die 70mm-nette beperk was. L. rosae daarenteen is hoofsaaklik met die 1l0mm-nette gevang as gevolg van die spesie se groot liggaamsdiepte. Die klein silindriese iggaarnsvorm van L. cylindricus en hierdie spesie se habitatsvoorkeur (vinnig vloeiende strome met klipperige bodem) maak dit amper onmoontlik om hierdie spesie met behulp van kiefnette te versamel. Mnr. D. Curle (pers. med.) van die Direktoraat Natuurbewaring: Transvaal, wys dan ook daarop dat 'n skokaparaat een van die beste maniere is om hierdie spesie in sy natuurlike habitat te versamel.l. cylindricus is tydens die somer (Jan., 1988) net onderkant die wal van Loskopdam (Olifantsrivier) versamel. Versameling het tydens die jaarlikse broeimigrasie stroom op plaasgevind en gevolglik was 'n groot aantal indivdue bier teenwoordig, as gevolg van die wal wat enige verdere migrasie verhoed het. Hierdie hoe konsentrasie vis het dit dan ook moontlik gemaak om L. cylindricus met min moeite met behulp van gooinette, in die stroom aan die onderkant van die wal, te versamel. 'n Ondersoek no die genetiese verskille en populasiegenetika..an rregelabeo-spesies in Slid-Afrika

42 Hoofstuk3 3-3 L. ruddi is tydens Februarie 1987 in die poele aan die onderkant van Glen Alpinedam (Mogolakwinrivier) se wal versamel. L. ruddi het in groot getalle in hierdie poele voorgekom en dus was dit moontlik om vyftig individue binne die bestek van 'n oggend met behulp van gooinette te versamel. Hierdie hoe konsentrasie vis is heelwaarskynlik veroorsaak deurdat die rivier droog was en die vis beperk was tot hierdie poele en ook omdat hierdie spesie geen migrasie tydens die broeiseisoen ondergaan nie en dus in hierdie poele voorgekom het voordat die rivier opgedroog het. 'n Lae getal L. rosae is saam met L. ruddi in hierdie poele gevind. Op aanbeveling van Dr. N. van Loggerenberg (Direktoraat Natuurbewaring: Transvaal) is die laaste spesie (L. collgoro) wat in die Limpoporiviersisteem versamel is, tydens September 1987 in die Letabarivier in die Nasionale Kruger Wildtuin versamel. Hierdie spesie is met behulp van kiefnette, met maaswydtes wat tussen 70 en l30mm gestrekte maas gewissel het, in die poele aan die onderkant van die Engelharddam se wal versamel. L. rosae is in groot getalle saam met hierdie spesie in hierdie poele gevind. Versameling kon net gedurende die dag geskied, aangesien die krokodille die nette gedurende die nag so verniel het dat dit nie moontlik was om die nette oornag te laat nie. Die konsentrasie en die beweging van die viswas egter van so 'n aard gewees dat dit moontlik was om vyftig individue binne drie dae te kon versamel. Net soos in die geval van L. rosae het die HOmm-nette die beste resultate gelewer, terwyl die 70mm te klein en die l30mm te groot was om enige resultate te lewer Oranje-Vaalriviersisteem Beide spesies (L. capensis en L. umbra/lis) wat in die Oranje-Vaalriviersisteem versamel is, is tydens Junie 1987 aan die onderkant van die Barrage, in die Vaalrivier versamel. Daar is weereens gebruik gemaak van kiefnette (90-130mm), wat op geselekteerde plekke in die rivier gespan is. Die seleksie vir hierdie stelplekke is gedoen op grond van die diepte van die water en ook die hoeveelheid voedsel en beskutting wat beskikbaar was, in terme van die plantegroei wat in die water ofop die oewer self sigbaar was. Soos tydens die versameling van die ander spesies opgemerk is, is ook hier die meeste vis gedurende die nag versamel. Die beste resultate is met die 90- en HOmm-nette vir beide spesies verkry Olifantsriviersisteem <W-Kaap) Oorspronklik is eers probeer om L. seeberi in die Bulshoekdarn, naby Clanwilliam, te versamel. Daar is egter met verskeie maaswydtes (57 - HOmm) en ook met behulp van gooinette (oor 'n tydperk van drie dae) nie 'n enkele individu op verskeie plekke in die inloop, die dam self en ook aan die onderkant van die damwal, versamel nie. Persoonlike kommunikasie met die plaaslike inwoners het dan ook aan die lig gebring dat die gereelde jaarlikse broei-migrasie van hier die spesie, nie meer vir die laaste paar jaar waargeneem is nie. Dit wil dus blyk asof die uiters geslaagde wyse waarop die uitheemse spesies, Micropterus dolomieu (kleinbek-swartbaar) en M. salmoides (grootbek-swartbaar), in hierdie riviersisteem se helder water aangepas het (Hamman en Thorpe, Direktoraat Natuurbewaring: Kaapprovinsie pers. med.), tot 'n groot en werklike probleem gerealiseer het. n die bolope van hierdie rivier en die se sytakke, waar hierdie twee uitheemse spesies nog nie die natuurlike hindernisse kon oorbrug nie, is daar egter redelike hoe getalle van L. seeberi aangetref. L. seeberi is 'n redelike skraal vis en gevolglik is die beste resultate in die 9Omm-nette verkry. Daar is gevind dat die 1l0mm-maas heeltemal te groot was vir enige resultate, terwyl die maaswydtes kleiner as 90mm redelike resultate getoon het. As gevolg van die riviersisteem se helder water is feitlik geen vis gedurende die dag versamel nie en was dit dus noodsaaklik om die nette oornag te laat Tugelariviersisteem (Natal) L. rubromaculatus is tydens November 1987 in Chelmsforddam (Buffelsrivier) met behulp van kiefnette, wat gewissel het tussen 70- en l30mm (gestrekte maas), versamel. Van hierdie maaswydtes het die 90 en HOmm die beste resultate getoon, terwyl die l30mm heeltemal te groot was vir enige resultate. Dit het weereens noodsaaklik geblyk dat die nette oornag gelaat moes word, aangesien die meeste vis in die nag versamel is. 'n Ondersoek no die genetiese )'enkil/een populaslegenetika van nege LabetJ-spesies in Sid.A/rika

43 3-4 Hoofstuk (MOrfOmetriese ver~oudings \ n Figuur 3.1 word 'n uiteensetting gegee van die prosedures wat gevolg is met die verkryging en die verwerking van die morfometriese en meristiese data, wat van die verskillende individue van elke spesie versamel is. Die visse is direk na versameling geidentifiseer op grond van eksterne kenmerke en 'n nommer toegeken. Hiema is morfometriese eienskappe bepaal 5005 beskryf deur Jubb (1967), Le Roux en Steyn (1968), en het die volgende behels: standaardlengte (SL), koplengte (KL), kopwydte (KW), oogdeursnee (00) en liggaamsdiepte (LD). Hierdie afmetings is met behulp van 'n buite-passer (' calliper.) geneem tot die naaste millimeter. Hierdie morfometriese waardes is gebruik om die volgende verhoudings te bepaal: SLKL, KUKW, SULD en KLlOD. Hierdie morfometriese waardes word in terme van 'n verhouding weergegee om sodoende hierdie waardes te standaardiseer vir al die visse aangesien individuele afmetings met ouderdom en groei verander (Moyle en Cech, 1982). Figuur3.1 Prosedure gevolg vir die versameling en analisering van morfometriese en meristiese data vir die vergelyking van die nege Labeo-spesies ndividu - Tellings Mmetings +- Data Rou ( Rekenaar ) [ Grafieke '>- Vergelyking Tabelle / Statistiese Meristiese parameters Meristiese parameters wat by elke individu van die verskillende spesies versarnel is, het die volgende behels: aantal skubbe op die laterale lyn en om die koudale pedunkel asook die aantal stekels en strale in die dorsaal- en anaalvin. Die aantal skubbe op die laterale lyn is bepaal deur die totale aantal skubbe op die laterale lyn vanaf die kieudeksel tot aan die einde van die koudale pedunkel te tel, terwyl die aantal skubbe om die koudale pedunkel op die nouste gedeelte om koudale pedunkel getel is Statistiese venverking van die data Die rekenkundige gemiddeld (morfometriese verhoudings), modus (meristiese parameters), standaardafwyking sowel as die minimum- en maksimumwaardes van elke variasiereeks is vir die onderskeie spesies bereken. Bogenoemde berekeninge is uitgevoer met behulp van LOTUS-programmatuur waama die verkrygde statistiese waardes en variasiereekse, waar moontlik, met behulp van frekwensie-analise-tabelle voorgestel is. Hierdie data is ook op 'n vergelykende basis grafies voorgestel, om sodoende oorvleueling wat kan voorkom tussen van hierdie kenmerke duidelik aan te toon. Om 'n meer volledige beeld van die morfologiese ooreenkomste en verskille.tussen die onderskeie spesies te verkry, is die data met behulp van ooreenstemingsanalise ("Correspondence analysis") bestudeer. Hierdie metode bied 'n grafiese voorstelling vir die ontleding van verwantskappe gegrond op numeriese taksonomie (Greenacre, 1984). 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

44 Hoofstuk3 3-5 'n Rekenaarprogram vir die verwerking van die data met ooreenstemmingsanalise (Direktoraat Natuurbewaring: Transvaal) is verkry. Ooreenstemmingsanalise sal daarom ook vir die ontleding van moontlike verwantskappe tussen die nege betrokke Labeo-spesies, op grond van hulle meristieke gebruik word. Die tegniek van ooreenstemmingsanalise bestaan volgens Engelbrecht (1986) uit drie dele: Die bepaling van twee stelle punte in 'n ruimte in 'n ooreenstemmende getal dimensies. Die eerste stel punte se data word van die Labeo-spesies verkry, terwyl die tweede stel punte se inligting van die meristiese parameters soos onder andere: sylyntellings, koudale pedunkeltellings en dorsaalvintellings,verkry word. Bepaling van die meetkundige struktuur van elke stel punte, dit wil se tussen die Labeo-spesies en die frekwensies verkry vir die meristiese parameters. Laastens sal die posisie van elke stel punte in 'n laer dimensionele ruimte (in die geval twee dimensies) bepaal word, waarop die punte geprojekteer sal word om so akkuraat as moontlik die punte se werklike posisie in 'n ruimte met behulp van 'n verspreidingsdiagram ("Scatter-plot") weer ~~. 3.3 Resultate en bespreking soos REEDS DUDEUK in die inleiding van hierdie hoofstuk uitgelig is, is meristiese kenmerke die mees belangrike kriterium vir die identifisering van Labeo's. Dit is dus vanselfsprekend dat die meristiese kenmerke die kern sal vorm van hierdie morfometriese en meristiese vergelyking van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies. Hierdie morfometriese en meristiese eienskappe wat bepaal is vir die nege bevolkings word in vergelykende Tabelle ( ) en Figure ( ) weergegee. Die variasiereeks van elke eienskap is teen 'n totale variasiereeks voorgestel, waarvan die waarde as 'n persentasie uitgedruk is in elke tabel. n elke figuur is die minimum- sowel as die maksimumwaarde van elke spesie se variasiereeks grafies met behulp van 'n histogram voorgestel, waarna die modus met behulp van 'n lynop elke histogram aangedui is Sylynskubtellings Van die nege spesies wat versamel is, is daar slegs twee (L. seeberi en L. umbratus) wat geen oorvleueling met enige van die ander, ten opsigte van die aantal skubbe op die laterale lyn, toon nie (Tabel 3.2). Dit is dan sekerlik die feit dat L. seeberi die kleinste skubbe van al nege die spesies het (Jubb, 1%7), wat daartoe lei dat dit hoogste aantal skubbe (77-88) op die sylyn toon. Net soos L. seeberi toon L. umbratus ook 'n hoer aantal skubbe as die res van die spesies. Alhoewel bogenoemde twee spesies albei meer skubbe as die ander sewe spesies toon, verskil die minimum aantal skubbe van L. seeberi se variasiereeks sodanig van die maksimum aantal skubbe van L. umbratus se variasiereeks, dat hierdie eienskap as uiters kenmerkend vir L. seeberi en L. umbratus beskou kan word (Figuur 3.2). Waar hierdie twee spesies die hoogste aantal skubbe getoon het, toon L. cylindricus daarenteen die minste skubbe (34-38) op die laterale lyn van hierdie Labeo-spesies. Volgens Jubb (1%7), Le Roux en Steyn (1968) en Reid (1985) is die aantal skubbe op die sylyn baie kenmerkend vir L. cylindricus. Die eersgenoemde sowel as die tweede genoemde outeurs wys daarop dat hierdie spesie se variasiereeks tussen 34 en 37 wissel en dat hierdie lae skubtelling L. cylindricus van al agt die anderspesies onderskei. Dit is egter interessant om op te merk dat tydens die versameling van L. cylindricus gedurende hierdie studie, 'n enkele individu uit die vyftig versamel is met 'n skubtelling van 38 (Tabel 32). Met die identifisering van hierdie individu het die algemene morfologie en kleur (wat volgens Du Plessis (1963) en Le Roux en Steyn (1968) verwarrend na is aan die van L. molybdinus) baie gissings tot gevolggehad, aangesien die identifiserende kenmerke wat tussen die twee spesies onderskei, oorvleuel het. Hierdie oorvleueling van kenmerke is uitgedruk daarin dat die individu se skubtellings binne die variasiereeks van L. molybdinus geval het, maar daarenteen was die kenmerkende rooi oog van L. cylindricus ook baie 'n Ondersoek no die gendiese versjdl1een populasiegenetlka van neg«labeo-spesies in Sl/id.A/rika

45 3-6 Hoofstuk3 prominent gewees. Na beraadslaging met Curle (Direktoraat Natuurbewaringr Transvaal) en noukeurige oorweging van die liggaamsvorm, het die meer silindriese liggaamsvorm gelei tot die besluit dat hierdie individu as L. cylindricus geidentifiseer moet word. Kyk 005 na die ses spesies wat oorbly, is die groot mate van oorvleueling wat tussen hierdie spesies voorkom ten opsigte van die aantal skubbe op die sylyn, baie duidelik in Figuur 3.2 waarneembaar. Van hierdie ses spesies wat so 'n hoe mate van oorvleueling met mekaar toon, kom vier van die spesies simpatries voor en kan gevolglikbaie maklik foute begaanword indien daar nie hieraan aandag geskenk word tydens identifikasies Die. Van hierdie vier spesies verskill. molybdinus se totale variasiereeks slegs met 'n enkele skub van die van L. congoro, waar die eersgenoemde met 'n modus van 39 en laasgenoemde 'n variasiereeks van met 'n modus van 38 het. L. rosae het net soos L. motybdinus 'n modus van 39 skubbe op die laterale lyn, alhoewel die variasiereeks van L. rosae tog 'n hoer aantal skubbe insluit as die van L. molybdinus. L. ruddi het kleiner skubbe as al drie die bogenoemde spesies en gevolglik ook die hoogste skubtelling van die Limpoposisteem se Labeo-spesies, waar die variasiereeks wisselvan en 'n modus van 41 voorkom. Tabel3.2 Sylynskubtellings van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. ndividuele skubtellings word as 'n persentasie van die steekproefgrootte uitgedruk. (A1- A37 = Koderingvir ooreenstemmingsanalise) Spesie L. ros: Li rud, Lscon: L. mol; L.cyL L.umb. Li cap, L.see. L.mb. Variasie reeks n Modus N Sylynskubbe 34 (A) S (A2) (AJ) i (A4) (AS) (A6) ! {A (AS) i 4 42 (A9) (AlO) ow (All)! !, 45 (A12) : 16 i i 46 (A13) i 47 (A14) (AlS) i! i ! i! 4 i , - i 50 (Ai6)! 58 (A17) 61 (A18) 4 22 /vervolg... 'n Ondersoek nil die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

46 Hoofstnk3 3-7 Tabel 3.2 (Vervolg) " Spesie Lros. LnuJ. Leon. LmoL LC)'L Lsumb, Li cap. Lsee. Lnlb. Variasie reeks Modns S N Sylynsknbbe 62 (Al9) (A20) (A21) (A22) (A23) (A24) (A25) (A26) (A27) (A28) (A29) (AJO) (A31) (A32) (A33) (A34) (A35) (A36) (A37) Die nadeel van die uitgangspunt om enkele individue vir spesiebeskrywings te gebruik en die klein variasiereekse wat hieruit gevolg het, word duidelik onder andere deur L. rosae en L. ruddigei1lustreer. So gee Jubb (1967) en ook Le Roux en Steyn (1968) L. rosae se variasiereeks as aan, terwyl die variasiereeks van die vyftig individue wat tydens hierdie studie versamel is, van gewissel het..hierdie outeurs gee ook L. ruddi se variasiereeks as aan, terwyl dit tydens hierdie studie gevind is om tussen te varieer. Hierdie verskille in die waardes van die variasiereekse soos dit in die literatuur en tydens die studie gevind is, kan heel moontlik toegeskryf word aan die feit dat 'n ander bevolking, as die in die literatuur, bestudeer is. Die groter steekproef wat tydens die studie gebruik is, het ook waarskynlik tot die verskil in waardes begedra. Hierdie verskille in die variasiereekse van dieselfde spesies, aksentueer net weereens die invloed wat die omgewing op die finale uitdrukking van identifiserende kenmerke kan uitoefen. Die moontlikheid van afwykings vanaf die bekende en beskikbare waardes, moet dus altyd in ag geneem word, veral waar onderskeid tussen naverwante spesies getref moet word. 'n Ondersoek TDdie gcndiese verskllle en populasiegenetika "an neg«labeo-spesies in Suid-Afrika

47 3-8 Hoofstuk3 Alhoewel L. capensis en L. rubromaculatus nie simpatries voorkom nie, is hulle skubtellings tog baie na aanmekaar en verskil die modus van die twee spesies slegs met 'n enkele skubtelling, waar dit onderskeidelik 45 (L. capensis) en 44 (L. rubromaculatus} is. Vanuit die variasiereekse van die twee spesies, waar L. capensis(43-50) die effens hoer skubtelling ten opsigte vanl. rubromaculatus (41-46) toon, is dit duidelik dat ten spyte van die oorvleueling wat dit met die Limpoporiviersisteem se Labeo's toon, hierdie twee spesies oor die algemeen neig om meer skubbe op die sylyn te toon as die van die Limpoposisteem. Figuur3.2 Grafiese Vergelykingvan die aantal skubbe op die sylynvan die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika A 80 m A j~j N 75 T 70 A L S 55 K U B i:j: 0 B E 40 8 EJ ~ Li ros: Laud; Leon. L.moL L cyl Liumb. L.cap. Li see. Lrub. SPESES Uit hierdie bespreking en vergelyking van die aantal skubbe op die sylyn, het dit duidelik na vore gekom dat L. umbratus een van die twee spesies is wat op grond van hierdie kenmerk onomwonde onderskei kanword. Tog, nadat onnatuurlike toestande hibridisasie tussen hierdie spesie en L. capensis geinisieer het, was hierdie baie belangrike kenmerk nie instaat om tussen hierdie twee spesies en hulle hibriede te onderskei nie (Van Vuuren, 1986). Hierdie eienskap, wat reeds onvoldoende is om tussen die naverwante simpatriese spesies van die Limpoposisteem te onderskei, gaan dus vanselfsprekend baie moeilik enige hibridisasie tussen van hierdie spesies aandui. Dit blyk dus uiters noodsaaklik om noukeurig op te let na sulke moontlike probleme tydens die identifisering van spesies, aangesien afwykende individue baie maklik misgekyk kan word en sodoende tot foutiewe resultate sal lei. Aangesien wetenskaplik korrekte resultate nie op ukraakte identifikasies gegrond kan word nie, is die implementering van 'n addisionele identifikasiemetode waarmee korrekte identifikasies gemaak kan word,van uiterste belang in sulke verwarrende gevalle. 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegene/ika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

48 Hoofstuk Pedunkelskubtelings Net 5005 by die aantal skubbe op die laterale lyn, is dit slegs L. seeberi (46-57) en L. umbratus (26-33) wat, op grond van hulle hoe aantal skubbe om die koudale pedunkel, met gemak van die ander spesies onderskei kan word (Tabe133 en Figuur 33). Die enkele individu van L. cylindricus wat'n hoer aantal skubbe op die laterale lyn getoon het, het ook 'n hoer aantal skubbe as die maksimumwaarde (16) volgens Jubb (1%7) en Le Roux en Steyn (1968), om die koudale pedunkel getoon. Behalwe vir hierdie enkele individu was die aantal skubbe om die koudale pedunkel vir hierdie spesie, oor die algemeen laer as die van al die ander spesies en kan die waarde van hierdie eienskap, tydens die identifisering van hierdie spesie, Diegeignoreer word nie. Dieselfde mate van oorvleueling wat by die aantal skubbe op die laterale lyn vir die Limpoposisteem se spesies (behalwe L. cylindricus) waargeneem is, is ook ten opsigte van die aantal skubbe om die koudale pedunkel waargeneem (Figuur 33). L. congoro (16-20) toon weereens die laagste modus (18) van die vier spesies, terwyl L. molybdinus (17-21) se modus slegs 'n enkele skubtelling hoer is as die van L. congoro, nl. 19. nteenstelling met die sylynskubtellings waar L. rosae en L. molybdinus dieselfde modus getoon het, besit die laasgenoemde spesie nou dieselfde modus as L. ruddi, Hierdie selfde modus (20) wat L rosae en L. ruddi deel, is half onverwags, aangesien Bruton et al. (1982) daarop wys dat L. ruddi die kleinste skubbe van die vyf Limpoporiviersisteem se spesies hetdus sou tog verwag word dat L. ruddi 'n hoer gemiddelde aantal skubbe behoort te toon. Alhoewel L. ruddi en L. rosae dieselfde modus toon, is die kleiner skubbe van L. ruddi nog steeds uitgedruk in die hoer minimum waarde van L. ruddi se variasiereeks (19-22) in teenstelling met die van L. rosae (15-21). Figuur33 60 Grafiese Vergelyking van die aantal skubbe om die koudale pedunkel van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika 55 A A 50 N T 45 A 40 L 35 S K 30 U 25 B B 20 ~ g ~ g ":0. E 8 ~ 15 m 10 L. ros. L.rud. Lxon: L.moL L cyl Lumb. Leap. L see. Lrub, SPESES, 'n Ondersoek na diegenetlese verskille en populasiegennika van nege Labeo-spesies in S"id-.-l.frika

49 3-10 Hoofstuk3 Tabel3.3 Pedunkelskubtelling van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, ndividuele skubtellings word as 'n persentasie van die steekproefgrootte uitgedruk. (Bl- B30 :::; Kodering vir ooreenstenuningsanalise) Spesie 1..ros; L.nul. L.con. L.nwl. 1..cyL Li umb, L.cop. Lisee: 1..nlb. Variasiereeks Modus N Pedunkel skubbe 13 (B1) (B2) (B3) (84) (B5) 2-18 U (B6) (B7) (B8) Z1(B9) (BD) (Bll) (B12) S (B13) (B14) (Bl5) (B6) (B7) (B8) (B9) (B20) (B21) (B22) (B23) (B24) (B25) (B26) (B27) i 54 (828) , 55 (B29) - - i , 2-57 (B30) i 2 - i! , - 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populaslegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

50 Hoofstuk nteenstelling met die skubbe op die laterale lyn, waar die modus van L. capensis (45) en L. rubromaculatus (44) met 'n enkele skubtelling verskil, is dit hier die totale variasiereekse van die twee spesies wat met 'n enkele skubtelling verskil. L. capensis het net een skub meer as die van L. rubromaculatus, waar die skubbe van die eersgenoemde wissel tussen en laasgenoemde Hierdie noue ooreenstemming van die twee spesies se aantal skubbe word nog verder beklemtoon deur dieselfde modus (22) wat hulle deel. Vanuit Tabel 33 blyk dit egter dat daar net soos by die sylynskubtellings, weereens 'n mate van oorvleueling is tussen hierdie twee spesies en die in die Limpoporiviesisteem, maar ook dat L. capensis en L. rubromaculatus weereens neig om oor die algemeen 'n hoer getal skubbe te besit. Dit is ook interessant om op te merk dat die aantal skubbe watl. capensis (43-50) en L. umbratus (58 71) se variasiereekse van mekaar onderskei (ten opsigte van die aantal skubbe op die sylyn) in totaal agt skubbe is, terwyl dit slegs een skub is vir die aantal skubbe om die koudale pedunkel, nl en waar L. umbratus die hoogste aantal skubbe toon. Hierdie klein verskil in die aantal skubbe om die koudale pedunkel, van twee spesies wat van die opvallendste verskille aantoon vir die onderskeiding tussen hierdie spesies, is net 'n verdere beklemtoning van die hoe mate van ooreenstemming wat heers tussen van die belangrikste meristiese kenmerke van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies. Hiermee word nie geinsinieer dat die aantal skubbe om die koudale pedunkel geen waarde as identiftseringskenmerk besit nie, maar dat dit we soms nie oor genoegsame inligting beskik om tussen naverwante spesies te onderskei nie. ndien hierdie eienskap egter saam met die getal skubbe op die laterale lyn gebruik word, kan dit as 'n goeie basis dien indien probleme ondervind word met die identiftsering van 'n individu Dorsaalvinstekels en -strale 'n Vergelyking van die aantal stekels in die dorsaalvin van hierdie nege Labeo-spesies (Tabe3.4), toon 'n duidelike verdeling in twee groepe. Aan die eenkant is daar ses van die spesies wat iii stekels in die dorsaalvin toon, nl. L. rosae, L. ruddi, L. congoro, L. capensis, L. molybdinus en L. cylindricus. Daarenteen toon die ander drie spesies (L. umbratus, L. rubromaculatus en L. seeberi) 'n totaal van iv stekels. Hierdie getal stekels was dan ook vasgestel vir elke spesie en het daar geen afwykings van die bogenoemde getalle voorgekom nie. Die aantal strale in hierdie vin, is egter nie instaat on so 'n eksplisiete onderskeid tussen sommige van hierdie spesies te maak soos in die geval van die aantal stekels nie. Dit wilegter blykuit Tabel3.4 en ook Figuur 3.4 ofl. rosae (10-12),L. congoro (9-12) en ook L. capensis (10-12) oor die algemeen neig om Tabel3.4 Dorsaalvinstekels en -strale van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. ndividuele straal- en stekeltellings word as 'n persentasie van die steekproefgrootte uitgedruk. (Cl- C5 = Kodering vir ooreenstemmingsanalise) Speste L. ros, L. rud,, L. con. L. nwl. L. cyl:!l. umb, L see. L rub, ivariaslereeks )10005 N Dorsaalvln 11 9 i 11'i , (C2) (C3) ot t lot (C4) 70t st 72 12(CS) 'n Ondersoek na die genetiese verskilleen populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

51 3-12 Hoofstuk3 'n hoer aantal strale as die res van die spesies in die dorsaalvin te toon. 'n Totaal van 10 strale is deur al ses die ander spesies as die maksimum aantal strale in hulle dorsaalvinne getoon. Daarteenoor het 74% vanl. rosae, 84% vanl. congoro en 72% vanl. capensis 11 strale in hulle dorsaalvinne getoon. Figuur 3.4 Grafiese Vergelyking van die aantal strale in die dorsaalvin van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika 12 A 11 A N T A 10 L ~ ~~ S ~~ ~ ~~ T 9 R A L E T'"""'"---.r----r---r-- ---r--t'"""'"---,r----. L ros; L.rud.L.con.L.mo. L. cyllunb. Licap, L. see.lnlb. SPESES Waar die bogenoemde drie spesies die enigstes was wat 11 of 12 strale getoon het, is L. ruddi, L. seeberi en L. cylindricus die enigste drie wat 8 strale in die dorsaalvin getoon het. Die voorkoms van hierdie relatiewe lae aantal strale, ten opsigte van die ander spesies, besit nie baie waarde as onderskeidende kenmerk nie, as gevolg van die lae frekwensievoorkoms van hierdie getal strale in die drie spesies se dorsaalvinne: waar L. ruddi die hoogste (16%) en L. seeberi (6%) die laagste frekwensievoorkoms getoon het. Van hierdie nege spesies het net L. umbratus, L. molybdinus, en L. rubromaculatus of 9 of 10 strale getoon. L. umbratus en L. rubromaculatus het dan ook albei 9 strale as modus vir hierdie spesifieke eienskap getoon, terwyll. molybdinus van hulle verskil het deur 10 strale as modus te toon. As hierdie.yariasiereekse van die onderskeie spesies met die variasiereekse vergelyk word soos dit in die literatuur gevind is ( ), is dit interessant om op te merk dat L. molybdinus die enigste spesie is waarvan hierdie twee reekse presies ooreenstem (nl. 9-10). Van die res van hierdie spesies, is by L. congoro die grootste variasie tot die variasiereeks in die literatuur gevind: waar dit in die literatuur wissel tussen 10 en 11 (Jubb, 1967; Le Roux en Steyn, 1968), is dit tydens hierdie studie gevind om tussen 9 en 12 te varieer. Die frekwensievoorkoms van hierdie addisionele twee strale (9 en 12) was egter in albei gevalle slegs 2% gewees. Die res van die spesies het slegs met 'n enkele telling meer of Minder as die variasiereekse wat onderskeidelik vir elkeen in die literatuur aangedui is, verskil. Hierdie verskil in die getal strale soos aangedui in die literatuur en die soos tydens hierdie studie gevind, is net weereens 'n beklemtoning van die invloed wat die omgewing op 'n spesie se finale uitdrukking van morfometriese en meristiese eienskappe het (Ali en Lindsay, 1974; Peden, 1979; Van der Bank, 1984). Dit is dus uiters noodsaaklik om hierdie plastisiteit van uitwendige kenmerke altyd in ag te neem, veral 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetika l'an nege Labeo-spesiesin Said-Afrika

52 Hoorstnk by naverwante spesies waar die verskille tussen die onderskeie spesies (soos tydens hierdie studie) slegs met 'n enkele getal verskil. '\ Dit is duidelik dat die getal stekels en strale in die dorsaalvin as identifiseringseienskap aileen, nie veel waarde besit nie as gevolg van die hoe mate van oorvleueling tussen die spesies. As hierdie eienskap egter saam met die getal skubbe, die aan- of afwesigheid van papillae en/of plikae, basiese kenmerke soos die kopvorm, iggaamsvorm, ens. gebruik word, kan dit we 'n belangrike ondersteunende rol in sommige gevae speel Anaalvinstekels en -strale Vanuit die iteratuur het dit na yore gekom dat al nege hierdie spesies se getal stekels en ook die strale in die anaalvin, vasgestel is op onderskeidelik iii en 5 (Le Roux en Steyn, 1968; Reid, 1985). Die resultate van hierdie studie (Tabel 3.5) het bogenoemde outeurs se bevindinge gekomplimenteer, deurdat nie een individu van al nege spesies wat versamel is, van hierdie vasgestelde waardes afgewyk het nie. Dit is dan ook vanselfsprekend dat hierdie eienskap hoegenaamd geen waarde het om tussen die nege Labeo's van Suid-Afrika te onderskei nie. Tabel3.5 Anaalvinstekels en -stralevan nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. ndividuele stekel- en straateings word as 'n persentasie van die steekproefgrootte uitgedruk. (01 = Koderingvir ooreenstemmingsanalise) Spesie L.TOS. L.nuL L. con. L.mo. L.cyL L.umb. L.eap. L.see. Li rub, Variasiereeks iii - 5 iii -5 iii - 5 iii -5 iii - 5 iii -5 iii -5 iii -5 iii -5 N SO SO Anaalvin iii (D1) Ooreenstemmingsanalises Die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies is ook deur middel van ooreenstemmingsanalises, ten opsigte van die totale aantal skubbe op die sylyn en om die koudale pedunkel, as ook die getal stekels en strale in die dorsale en anale vin,geanaliseer. Hoofletters van die alfabet is as kodes, vir die onderskeie parameters, gebruik. Terselfdertyd is die frekwensies van die veranderlikes (van die verskillende parameters) met 'n meegaande syfer aangedui. So byvoorbeeld is die eerste veranderlike van die eerste parameter (sylynskubbe) as A, die tweede as A2, ens. gekodeer. Net so is die ander parameters op dieselfde manier gekodeer. Na elke parameter se veranderlike gekodeer is,is die koordinate in die onderskeie frekwensie-analisetabelle ( ) na elke veranderlike van die verskillende parameters, in hakkies aangedui. Die koordinate is gebruik vir die trek van 'n verspreidingsdiagram om die verwantskap tussen die nege betrokke Labeo- spesies, volgens die totale som van die chi-kwadraat afstand tussen die frekwensies van elke meristiese parameter, te illustreer. Hierdie verspreidingsdiagram kan in Figuur 3.5 waargeneem word. Tydens interpretering van Figuur 3.5 is dit baie belangrik om te besef dat geen gevolgtrekking, van die moontike afstande wat tussen die voorwerpe (spesies) en die veranderlikes (tellings) voorkom, gemaak kan word Die. Die hoek wat egter gevorm word wanneer twee punte op die grafiek met twee reguit lyne met die oorsprong verbind word, is 'n goeie aanduiding van die verband wat tussen die punte heers (Greenacre, 1978, 1981). 'n Hoek van 90" sal geen verband tussen voorwerp en veranderlike aandui nie. 'n OnJersoek na die genetiese rerskiue en populasiegenetilul van neg«labeo-spesies in Suid-Afrika

53 3-14 Hoorstuk3 Daarenteen sal 'n hoek van kleiner as 90" op 'n positiewe verband dui, hoe nader die hoek aan 0 is hoe groter is die verband. So byvoorbeeld word 'n baie klein hoek tussen CYL (L cylindricus] en Al - A3 asook Bl - B3 gevorm wanneer hulle met die oorsprong verbind word, wat 'n hoe mate van positiewe korrelasie tussen CYL en die onderskeie veranderlikes aandui. Die hoek tussen UMB (L umbratusi en B4 neig daarenteen na 1800 indien die puote met die oorsprongverbind word, wat op 'n sterk negatiewe korrelasie ten opsigte van mekaar dui. Beardall et al. (1984) wys egter daarop dat indien veranderlikes se posisie naby aan die oorsprong gelee is, moet afleidings eerder vermy word (byvoorbeeld veranderlikes Cl - C3, aangesien hierdie veranderlikes moontlik nie 'n hoe korrelasie toon met die subruimte waarin dit uitgebeeld word nie. Figuur3.5 Verspreidingsdiagramvan die verwantskap tussen die nege Labeo-spesies na aanleiding van die meristiese kenmerke, soos bereken met die behulp van ooreenstemmingsanalises. 1\17-26 B14-20 UMB D2 C3 MOL RUD ROS CON ROS CAP. SEE (~ ~ C2 Cl CYL B4 B3 1-2 (Ff) A1-3 '~ ~ Parameters met identiese ~~ koordinate Sleutel: ROS RUD CON CAP = L rosae = L.ruddi = L.congoro = Lcapensis MOL SEE RUB CYL L molybdinus Lseeberi Lrubromaculus L cylindricus Al A3 7 B C-CS D1 = Sylyntellings = Pedunkeltellings = Dorsaalvintellings = Anaaivintellings Figuur 3.5 beeld 'n projeksie van die visspesies en hulle onderskeie kenmerke uit, soos bepaal deur ooreenstemmingsanalises in 'n gewone subruimte van as- en -2. Met 'n verdere bestudering van hierdie grafiese projeksie, kan 'n aantal interessante waarnemings gemaak word. Eerstens stel die horisontale as vir L umbratus, L capensis, L molybdinus, L rosae, L congoro, L ruddi en L rubromaculatus teenoor L seeberi en L. cylindricus, terwyl die vertikale as vir die twee spesies met die skraler liggaamsvorms en hoer skubtellings (L seeberi en L umbratus) kontrasteer met die sewe ander spesies. Die prentjie word sodoende as 'n geheel in vier duidelike kwadrante gedeel. Die eerste van hierdie kwadrante (regs bo in die figuur) toon die digste konsentrasie van voorwerpe en veranderlikes. Wanneer opdrag aan die rekenaar gegee word om slegs die voorwerpe (spesies) uit te 'n Ondersoek no die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

54 Hoofstuk stip en die onderskeie kenmerke te ignoreer, word die prentjie meer duidelik, soos aangedui word deur die insetsel op die grafiek. Word die algemene meristiese kenmerke van hierdie ses spesies met mekaar vergelyk, kon hierdie noue assosiasie van die spesifieke spesies te wagte gewees het. Hierdie is almal spesies waarvan die aantal skubbe op die laterale lyn en om die koudale pedunkel in 'n sekere mate met mekaar oorvleuel. Al ses hierdie spesies, behalwe L. rubromaculatus, het ook iii stekels in die dorsale en anale vin getoon. Geen opvalende verskil is opgemerk in die aantal strale wat in die vinne voorgekom het nie. Hierdie noue assosiasie tussen die spesies word nog verder beklemtoon en statisties gestaaf deur die klein hoek wat gevorm word indien hulle onderskeidelik met mekaar en die oorsprong verbind word. Kwadrant ii, die regter onderste kwadrant, verteenwoordig slegs vir L. cylindricus (CYL). Hierdie onderskeiding van L. cylindricus van die res van die spesies kan sekerlik verklaar word op grond van die feit dat hierdie spesie se skubtellings oor die algemeen laer is as die ander agt spesies s'n. Die assosiasie van L. cylindricus met die laer aantal skubbe word nog verder benadruk deur die baie klein hoek wat gevorm word, deur L. cylindricus en die onderskeie veranderlikes (bv, B3, B4, ens.) deur middel van 'n reguit lyn met die oorsprong te verbind. Die linker onderste kwadrant (kwadrant iii) word net soos kwadrant ii, ook slegs met 'n enkele spesie (L. seeberi) geassosieer. Weereens is dit die unieke getal skubbe op die laterale lyn en om die koudale pedunkel wat gelei het tot die onderskeiding van hierdie spesie ten opsigte van die ander. Dit is egter nie net hierdie hoe aantal skubbe wat tot die aleen assosiering van hierdie spesie tot die derde kwadrant gelei het nie, maar veranderlike D2 (iv stekels in die dorsaalvin) het ook daartoe bygedra. Hierdie positiewe korrelasie tussen L. seeberien iv stekels in die dorsaalvin, word uitgedruk in die klein hoek wat hierdie twee punte met mekaar vorm indien hulle met die oorsprong verbind word. Aangesien hierdie spesie die hoogste skubtellings getoon het met geen oorvleueling met enige van die ander spesies nie, het dit tot gevolg gehad dat hierdie veranderlikes almal presies dieselfde gewig gedra het om tussen L. seeberi en die ander spesies te onderskei. Gevolglik het almal dieselfde koordinate ontvang om sodoende op dieselfde plek (A27 - A37; B21 - B3O) op die grafiek uitgedruk te word. Ten slotte word in kwadrant iv (links bo) net soos in kwadrant ii en iii, ook slegs 'n enkele spesie (L. umbratus] uitgedruk. Weereens is dit hierdie spesie se skubtellings en die aantal stekels (02) in die dorsaalvin wat dit van die ander onderskei. n Figuur 3.2 is dit duidelik dat, alboewel L. umbratus ook meer skubbe as die spesies in kwadrante i en ii besit, is daar geen oorvleueling met die hoe getal skubbe van L. seeberi nie en is hierdie veranderlikse (A17 - A26; B14 - B20) weer op dieselfde posisie in die grafiek uitgedruk. Hierdie statistiese vergelyking van die meristiese kenmerke van die nege spesies, beklemtoon die hoe mate van oorvleueling wat tussen die onderskeie spesies heers. Volgens hierdie analise ring is die ooreenstemming tussen die spesies sodaning, dat slegs L. seeberi, L. umbratus en L. cylindricus statisties beduidend van mekaar onderskei kan word op grond van spesifieke tellings van die drie spesies StandaardlengtelLiggaamsdiepte (SULD) Met 'n vergelyking van die morfometriese verhouding van SULO, is daar 'n duidelike neiging by van die spesies waargeneem, om 'n kleiner gemiddelde waarde (Tabe3.6 en Figuur 3.6) as die ander spesies te toon. So is die gemiddeld van L. rosae (3,73), L. congoro (3,37) en L. rubromaculatus (3,60) die laagste vir hierdie verhouding en salons dus die grootste liggaamsdieptes by hierdie spesies verwag. n die literatuuroorsig (2.2.1, en ) is dan reeds genoem dat hierdie die spesies is wat 'n duidelike kompakte liggaam en sterk ontwikkelde koudale pedunkel besit. Pienaar (1978) verwys na beide L. rosae en L. congoro as sterk geboude visse en dus ook baie sterk swemmers. Crass (1964) het dicselfde kompakte liggaamsbou en dus ook die gevolglike sterk swemvermoe, by L. rubromaculatus opgemerk. nteenstelling met die bogenoemde drie spesies, toon L. umbratus (5,28) en L. seeberi(5,25) die grootste gemiddelde waarde vir hierdie verhouding en dus ook die meer skraler liggaamsbou in vergelyking met die ander spesies. Hierdie skraler liggaamsvorm van die twee spesies, soos deur hierdie verhouding aangedui, word beklemtoon in die literatuur (Barnard, 1943; Le Roux en Steyn, 1968), waar veral verwys 'n Ondersoek:no die genetiese verskille en populasiegenetika van neg«labeo-spesies in Suld-Afrika

55 3-16 Hoofstuk3 word na die vernouing wat die posterior iggaamsgedeelte en koudale pedunkel van L. seeberi vorm, met 'n lang, skraal visas resultaat. Tabe13.6 Liggaamsverhoudings van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. Van elke verhouding is die minimum- sowel as die maksimum-waarde aangedui. Spesie Li ros: L.rud. Li con: L.moL L.eyL L.umb. L.cop. Li see: L.mb. N Verhouding Sl/KL 4,56-4,51-4,16-3,77- c 4,04-3,60-4,26-4,43-4,29-6,25 5,33 5,71 5,82 5,00 4,54 5,09 5,45 5,28 SULD 3,19. 4,00-2,98-2,80-3,68-3,78-3,51-4, ,24 4,83 4,07 4,76 5,22 6,78 4,58 5, KUKW 1,31-1,55-1,24-1,49-1,50-1,27-1, ,39-2,00 2,05 1,66 1,84 1,85 1,90 1,89 2, KUOD 4,50-4,89-4,73-5,6. 4,80-9,19 6,41-7,00-7,00-7,00 7,17 8,11 10,29 6,75 13,50 10,92 9,50 9,89 Sleutel: SL Standaardlengte LD Liggaamsdiepte KL Koplengte KW Kopwydte OD Oogdeursnee - Figuur3.6 Grafiese voorstelling van die verhoudingvan standaardlengtelliggaamsdiepte (SULD) van die nege Labeo-spesie in Suid-Afrika V 6.0 E R 5.5 H U N G ~ ", 4.0 ~ a ~,, 8 v. ~. " 2.5 L. ros.l.nld.l.cvn.l.mol. L. cyl Liumb, Licap.L: see.lirub. SPESES 'n Ondersoek 110 die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

56 Hoofstuk " Vanuit Figuur 3.6 is dit baie duidelik dat die gemiddeld vir hierdie verhouding vir L. ruddi, L. capensis, L. molybdinus en ook L. cylindricus oor die algemeen intermedier is aan die van die bogenoemde twee uiterstes. Hierdie skraler liggaamsvorm van L. ruddi in vergelyking met die van L. rosae en L. congoro, word deur Du Plessis (1963) beklemtoon. Dit is dan ook hierdie kleiner liggaamsdiepte en die gevolglike skraler liggaamsvorm wat aan hierdie spesie 'n koudale pedunkel wat langer is as wat dit breed is, gee. Alhoewel L. cylindricus die kleinste van hierdie nege spesies is (Bruton et al.; 1982; Reid, 1985), het dit nogtans nie tot 'n uitermatige skraal liggaamsvorm gelei nie. Hierdie relatiewe breer liggaamsdiepte van die klein vissie dra baie by tot die silindriese vorm van hierdie spesie se liggaam, wat uitgedruk word in hierdie spesie se wetenskaplike naam. Ten spyte van die intermediere gemiddeld van L. molybdinus, is daar 'n hoe mate van oorvleueling waargeneem ten opsigte van die spesies met 'n dieper liggaamsvorm: Hierdie hoe mate van oorvleueling van L. molybdinus se liggaamsvorm met die spesies wat 'n dieper liggaamsvorm toon, beklemtoon die noodsaaklikheid om 'n groot genoeg steekproef te inkorporeer tydens die bestudering van 'n spesie. 'n Te klein steekproefgrootte kan maklik tot verwarring lei tydens opvolgende navorsing - veral as 'n ander bevolking geanaliseer word en dan nog inag geneem word dat die omgewing 'n essensiele rol speel in die finale uitdrukking van hierdie kenmerkende eienskappe. Dit is moontlik ook belangrik om die variasiereekse van hierdie verskillende spesies ten opsigte van hierdie morfometriese verhouding (Tabel 3.6) te vergelyk, om sodoende die totale mate van oorvleueling wat kan voorkom, te ondersoek. Soos hier bo aangedui, is L. congoro (2,89-4,07) een van die spesies met die grootste liggaamsdiepte en L. seeberi (4,67-5,87) een van die spesies met die skraalste liggaamsdiepte, tog verskil hierdie twee spesies se variasiereekse slegs met 0,6. Net so het L. umbratus (3,78-6,78) op grond van die gerniddeld 'n skraalliggaamsvorm, maar vanuit Figuur 3.6 en Tabel3.6 is die oorvleueling met al agt die ander spesies duidelik sigbaar. Die oorvleueling van die vyf simpatriese spesies van die Limpoporiviersisteem kom ook baie duidelik na yore as die onderskeie variasiereekse vergelyk word. Hier die hoe mate van oorvleueling ten opsigte van die algemene liggaamsvormvan die onderskeie Labeo-spesies, maak dit tog vanselfsprekend onmoontlik om hierdie morfometriese verhouding as 'n onderskeidende kenmerk te gebruik. Tabe13.7 Liggaamsverhoudingsvan nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, Van elke verhouding is die gerniddeld sowel as die standaardafwyking aangedui. Spesie Lros. Lnul. Leon. LnwL LcyL Lllmb. L.c:ap. Li see: Lrub. N Verhoudlng 50 SUKL 5.57 ± 4.89 ± 4,71 :!: 4,89 :!: 4,40 ± 4,07 :!: 4,65 :!: 4.90 ± ± 0, ,274 0,481 0, SllLD 3.73 ± 4.50 :!: 3.37 :!: 4.04 :!: 1 4,47 ± 5.28 :!: 4,05 :!: ± ,390 0, :!: 0.199!,, KllKW 1.53 ± 1.76 :!: 1.51 :!: 1.87 ± / ± 1 ± 1.59 ± 1.55 :!: 1.53 ± 0,158 0, ,Q75 0, , KllOD :!: 6.19 :!: 7.65 ± 5.73 ± ± 8.67 ± 8.24 ± ± ± , , Sleutel: SL Standaardlengte KL Koplengte 00 Oogdeursnee LO KW Liggaamsdiepte Kopwydte 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskill«en poplllosiegendikjl van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

57 3-18 Hoofstuk Standaardlengte/Koplengte (SLKL) n vergelyking met die voorafgenoemde verhouding, vertoon hierdie verhouding nog 'n groter mate van oorvleueling tussen die onderskeie spesies (Tabel3.6 en 3.7; Figuur 3.7). nit wi egter voorkom asofl. rosae normaalweg die kortste kop relatief tot die standaardlengte van al nege spesies besit, waar die variasiereeks wissel tussen 4,56-6,25 met 'n gemiddeld van 5, s reeds telkemale op grond van die voorafgenoemde eienskappe gevind is, is dit weereens die spesies van die Limpoporiviersisteem wat die hoogste mate van oorvleueling toon. Dit is miskien interessant om op te merk, dat waar L. cylindricus die kleinste spesie is van die nege Suid-Afrikaanse Labeo's (Reid, 1985), is dit die spesie wat die tweede kleinste gemiddeld (4,40) getoon het vir hierdie spesifieke verhouding en behoort dit dus oor die agemeen die spesie te wees wat (behalwe vir L. umbratus) die langste kop relatief tot die standaardlengte, toon. Figure 3.7 Grafiese voorstelling van die verhouding van standaardlengte/koplengte van die nege Labeo-spesiesin Suid-Afrika. 6.5 V 6.0 E R H U 5.0 D N 4.5 " <, G r--r --r-~--r--r--r..., L. ros.l.rud.l.coll.nwl. L. cyll.runb. L.cap.L see.lirub, SPESES WaarL. umbratusen L. seeberi sover redelik ooreengestem het ten opsigte van hulle kenmerke, vertoon hierdie verhouding dat die gemiddelde koplengte van L. umbratus heelwat langer is as die van L. seeberi (Tabel3.7). Die gemiddeld van hierdie verhouding van L. seeberi, is daarenteen presies dieselfde as die van L. rubromaculatus (4,90). Die variasiereeks van L. rosae (4,56-6,25) wat relatief die korste kop van die nege spesies toon, verskil slegs met 0,02 van die variasiereeks van L. umbratus (3,60-4,54) wat daarenteen veronderstel is om oor die algemeen die langste kop te toon. Alhoewel dit uit die gemiddeldes van die verhouding wil voorkom asof daar we 'n verskil is tussen van hierdie spesies se koplengtes relatief tot die standaardlengte, is die oorvleueling van die totale variasiereekse sodanig van aard dat hierdie morfometriese verhouding baie weinig kan bydra om tussen hierdie spesies te -onderskei. 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populaslegenetika van liege Labeo-spesies in Suid-Afrika

58 Hoorstuk Koplengte/Kopwydte (KUKW) 'n Aanduiding van die verskillende spesies se kopwydtes relatief tot die koplengtes, word weergegee in Figuur 3.8 en ook Tabelle 3.6 en 3.7. L. ruddi (1,76) en L. seeberi (1,87) toon die hoogste gemiddelde waardes vir bier die verhouding en behoort dus die smalste koppe te he. As inag geneem word dat SULD reeds bewys het dat L. seeberi 'n baie skraal iggaamsvorm in vergelyking met die ander spesies het, en ook dat L. ruddi 'n skraler iggaamsvorm het as die ander spesies van die Limpoposisteem, is dit nie onverwags om bierdie smal kopvorms by die twee spesies op te merk me. Daar kan sekerlik verwag word dat L. umbratus ook 'n smal kop moet toon, aangesien dit dieselfde lang, silindervormige liggaamsvorm as L. seeberi het (SULD). Bruton et al. (1982) beklemtoon dit egter dat hierdie spesie 'n opvallende geronde kop besit. Reid (1985) wys dan ook daarop dat hierdie spesie normaalweg makrosefalies is (m.a.w, 'n abnormale groot kop), wat dan ook duidelik uitgedruk word in die lae gemiddelde waarde (1,59) van die KUKW-verhouding. Hierdie gemiddelde waarde van L. umbratus is baie na aan die van L. rosae (1,53), L. congoro (1,51) en ook L. rubromaculatus (1,53) wat bewys is om die meer breer en kompakte liggaamvorms te besit en daar dus verwag kan word dat hulle koppe breer as die ander spesies s'n sal wees. Figuur3.8 Grafiese voorstelling van die verhouding van koplengte/kopwydte (KUKW) van die nege Labeo-spesiesin Suid-Afrika V E 2.0 R H U D 1.7 \.: 1.6 S ~ N G 1.5 i"; ~ 1.4 ~~ 1.3 \": \:. 1.2 L TOS. L.nuJ. Leon. L.mol. L cyll.lmblclp. L. see. Lmb. SPESES n die voorafgenoemde verhouding (SL/KL) het dit duidelik na vore gekom dat L. umbratus die langste kop getoon het en tog is die gemiddeld van KUKW naastenby dieselfde as die van die spesies met 'n breer maar korter kop, wat daartoe lei dat L. umbratus die grootste kopwydte van al nege spesies moet toon. Hierdie kenmerkende bree, geronde kop van L. umbratus toon egter so 'n groot oorvleueling met die variasiereekse van die ander spesies (Tabe3.6), dat dit nie as 'n unieke identifiserende kenmerk vir hierdie spesie geneem kan word nie. Van Vuuren (1986) het dan ook gevind dat hierdie kenmerkende n Ondersoek no die genetiese verskllle en pof1l1fasiegenetika van neg«labeo-spesies in Said-Afrika

59 3-20 Hoorstuk3 bree kop nie instaat was om tussen L. capensis,l. umbratus en hulle hibriede in Hardapdam (S.WA.), te onderskei nie. Net soos wat L. capensis, L. cylindricus en ook L. molybdinus 'n intermediere liggaamsvorm getoon het waar die standaardlengte as 'n verhouding van die liggaamsdiepte uitgedruk is, toon hierdie spesies ook 'n intermediere kopwydte ten opsigte van die ander spesies. Die hoe mate van oorvleueling wat tussen die verskillende spesies voorkom, is duidelik in Figuur 3.8 waarneembaar en spreek sekerlik vanself hoekom hierdie morfometriese verhouding nie as 'n onderskeidende kenmerk tussen die spesies gebruik kan word nie Koplengte/Oogdeursnee (KL/OD) Die verhouding van koplengte tot oogdeursnee toon die kleinste gemiddelde waarde vir L. umbratus, waaruit afgelei kan word dat hierdie spesie normaalweg 'n kleiner gemiddelde oogdeursnee het in vergelyking met die ander spesies. Hierdie klein ogies van L. umbratusis ook deur Bruton et al. (1982) waargeneem. Vir die Limpoporiviersisteem se spesies is die gemiddeld van hierdie verhouding baie na aanmekaar: L. rosae (5,80), L. ruddi (5,69), L. congoro (6,19) en L. cylindricus (5,73). Hierdie vier spesies het dan ook geneig om oor die algemeen die grootste gemiddelde oogdeursnee te toon. Daarenteen was die gemiddelde oogdeursnee van L. molybdinus (7,65) baie nader aan die intermediere oogdeursnee van L. capensis (8,67), L. rubromaculatus (8,42) en ook L. seeberi(8,24). Figuur3.9 Grafiese voorstelling van die verhouding van koplengte/oogdeursnee (KLJOD) van die Labeo-spesies in Suid-Afrika V 11 E R 10 H ~~ ~ 9 0.~ ~.~ u N G 6 5 ~ ~ ~ 4-f---r----, r---r---r--r---.--, L. ros. L.nuJ.L.JxJn. L.mol. L. cyll.umb.l.cap. L. see. Lrub, SPESES Vanuit Figuur 3.9 en Tabe 3.7 blyk dit of daar 'n redelike mate van verskil is tussen hierdie spesies se oogdeursnee en dat hierdie eienskap dus moontlike identifiseringswaarde kan besit. Word die totale variasiereekse van hierdie spesies (Tabel 3.6) egter met mekaar vergelyk, is dit opvallend dat Liumbratus die enigste spesie is wat geen oorvleueling met slegs vier van die ander spesies toon nie (L. rosae, L. ruddi; L. congoro en L. cylindricus), terwyl al die ander spesies in 'n mindere of meerdere mate oorvleue. Oak aan hierdie eienskap kan daar dus nie baie waarde as identifiseringseienskap, geheg wordnie. 'n Ondersoek nodie geneliese verskille en populasiegenaika van nege Labeo-spesles in Said-Afrika

60 Hoorstuk Samevatting. AS DE ALGEMENE morfometriese en meristiese eienskappe van hierdie nege Labeo-spesies as 'n geheel beskou word, kom dit duidelik na yore dat, alhoewel hierdie spesies naastenby dieselfde algemene uiterlike bou toon (bv. inferior gelee bek, konkawe dorsale vin, ens.), verskil hierdie morfometriese verhoudings en meristiese tellings sodanig van mekaar dat met relatief min moeite tussen sommige van hierdie spesies onderskei kan word. So is byvoorbeeld bewys dat L. seeberi en ook L. umbratus se skubtellings normaalweg so hoog is, dat daar geen oorvleueling met van die ander spesies is Die en dus baie spesifieke tellings onderskeidelik vir die twee spesies toon. L. umbratus het ook opvallende klein oe en 'n bree, ronde kop in vergelykingmet die ander spesies. Afgesien daarvan dat die ander spesies Die heeltemal so opvallend verskil soos die bogenoemde twee spesies nie, verskil van die onderskeie modusse en gemiddeldes sodanig van mekaar dat die waarde van hierdie onderskeie kenmerke Die misgekykkan word Die. 'n Vergelykingvan die literatuurwaardes met die variasiereekse van hierdie studie, het dit onomwonde bewys dat dit noodsaaklik is om 'n groot genoegsteekproefte analiseer - as 'n betroubare spanwydte vir die onderskeie kenmerke verkry wil word Aangesien hierdie kenmerke se finale uitdrukking ook in 'n groot mate aan omgewingsverskille gekoppel is, is dit dan ook heel moontlik dat verskillende bevolkings variasies sal toon in hulle variasiereekse se spanwydtes. Hierdie moontlike verskil in allopatriese bevolkings se spanwydtes aksentueer net weereens die noodsaaklikheid om 'n verteenwoordigende variasiereeks te verkry, wat so na as moontlik is aan die totale spanwydte van 'n spesifieke eienskap se variasiereeks. ndien van sulke variasiereekse (wat Die genoegsame inligting bevat nie) gebruik gemaak word, kan dit tot verwarring lei by die identifisering van naverwante spesies. Hierdie intraspesievariasie moet dus altyd in gedagte gehou word met die identifisering van veral simpatriese spesies, soos byvoorbeeld L. molybdinus en L. cylindricus. Onnatuurlike toestande, soos die bou van damme, het egter begin om 'n inbreuk op sommige van hierdie spesies se natuurlike genetiese diversiteit te maak, deur byvoorbeeld hibridisasie tussen hulle te inisieer (bv. L. capensis x L. umbratus ; Gaigher en Bloemhof, 1975; Van Vuuren, 1986). Met die besef dat dit uiters noodsaaklik is om die totale genetiese diversiteit van 'n spesie te bewaar, vir die wetenskaplike bewaring van 'n spesie en ook met die oog op die absolute te kort aan genetiese inligting met betrekking tot hierdie spesies, het dit uiters noodsaaklik geblyk om met aandag na hierdie belangrike tekortkoming om te sien. n die literatuur is daar ook met welslae bewys dat dit moontlik is om onomwonde tussen naverwante spesies en ook hul hibriede te onderskei op grond van elektroforetiese inligting (Allendorf en Utter, 1979; Van Vuuren, 1986), aangesien daar 'n direkte verband tussen hierdie inligting en die genetika van 'n spesie getrek kan word. Die bedreigde status van L. seeberi genoodsaak ook kunsmatige teelprogramme vir die hervestiging van die spesie in sy natuurlike verspreidingsgebiede (Skelton, 1987). Dit sal egter onwyswees om aan so 'n teelprogram te dink en nie die totale genetiese diversiteit van die spesie in berekening te bring nie, aangesien dit hoogs waarskynlik is dat van die genotipes verlore kan gaan en dus ook moontlik van die spesie se vermoe om by die veranderde omstandigdhede aan te pas, indien seleksie vir broeibevolkings slegs op grond van uitwendige kenmerke geskied. As die bogenoemde komplekse probleme inag geneem word en ook dat baie van die tans geidentifiseerde Afrika-Labeo's se status in twyfelgetrek word (Reid, 1985), blyk dit onvermydelik om hierdie spesies ook elektroforeties te analiseer. Sodoende sal gepoog word om 'n begin te maak in die bepaling van die spesies se genetiese diversiteit, soos uitgedruk in hulle alleelvariasies, vir die daarstelling van 'n "genetiese bloudruk" vir elke spesie (wat ook kan dien as addisionele metode indien probleme met identifikasie gevind word). Die inligting kan ook gebruik word in die genetiese manupilering van broeibevolkings en ook tydens opvolgende, vergelykende genetiese studies van hierdie ekonomies belangrike genus. Hierdie morfometriese en meristiese inligting sal ook vervolgens met die genetiese inligting vergelyk word, om sodoende die waarde van hierdie uitwendige kenmerke in 'n vooruitskatting van 'n spesie se genetiese struktuur, te bepaal. Laastens sal die moontlikheid dat hierdie intraspesieverskille moontlik te wyte is aan die verskil in palaeo-geskiedenis (d.w.s. verskillende migrasieroetes wat tydens die evolusie van die spesies gevolg is) ook ondersoek word. 'n Ondersoek TQ die geneliese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

61 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskil/e en populasiegenenka van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

62 4 Elektroforese

63 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesiein Said-Afrika

64 nhondsopgawe " bladsy 4. Elektroforese 4.1 nleiding Elektroforese as biochemiese metode vir die verkryging van moleknlere inligting Basiese beginselsvan elektroforese Poliakrielamied-gelelektroforese Stysel-gelelektroforese 4.3 Faktore wat gelelektroforese kan beinvloed Keuse van die buffersisteem Keuse van die gelkonsentrasie Keuse van die ph Die beginsels van ensiemkleuring Genetiese interpretering van bandpatrone Toepassing van elektroforese ndentifiseringvan spesies Bepaling van genetiese stniktuur van natuurlike bevolkings Broei-bevolkings Biochemiese merkers dentifiseringvan visprodukte Biochemiese merkers Metodes en tegnieke Versamelingvan die monsters Serum Weefsel Poliakrielamied-gelelektroforese Stysel-gelelektroforese nterpreteringvan die gelpatrone Statistiese verwerking van die data Resultate en Bespreking 4-14 'n Ondersoek T/Q die genetiese verskllle en populasiegenetika van nege Labeo-spesie in Suid-Afrika

65 n OndersoeknodiegenetieseverskiOe en populasiegenetika van nege Labeo-spesie in Suid-Afrika

66 4.9.1 Evaluering van die buffersisteme wat gebruik is Genetiese interpretering van die bandpatroonvariasies Adenilaatkinase (AK) Esterases (EST) Gliseraldehiedfosfaatdehidrogenase (GAP) n-gliserofosfaatdehidrogenase (GPD) Glukosefosfaatisomerase (GP) Heksokinases (HK) sositraatdehidrogenase (DH) Kreatienkinase (CK) Laktaatdehidrogenase (LDH) Malaatdehidrogenase (MDH) Malaatensiem (ME) Mannosefosfaatisomerase (MP) Peptidases (PEP) Fosfoglukonaatdehidrogenase (PGD) Fosfoglukomutase (PGM) Superoksieddismutase (SOD) Serum Transferiene (TF-S) Uniekelokusse en allele vir die nege spesies Afwykings van die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings Bevolkingsheterosigositeit Samevatting 4-43 'n Ondersoek no die genetiese venkilk en populasiegenetika van nege Labeo-speslein Suld-Afrik«

67 'n Ondenoek 1Ul diegenetiese versklll«en populasiegenetika,'an nege Labeo-spesie in Suid-Afrika

68 Hoofstuk nleiding E LEKTROFORESE S 'n eenvoudige direkte metode waardeur alleliese en nie-alleliese vorme van ensiematiese en nie-ensiematiese proteiene opgespoor kan word (McAndrew en Majumdar, 1983). Dit is verder moontlik om 'n presiese analise uit te voer van die genetiese struktuur van bevolkings, aangesien daar bykans in alle gevalle onderskei kan word tussen homo- en heterosigote. Verskillende genotipes kan dus onderskei word. Elektroforetogramme stel 'n mens dus instaat om genotipes te identifiseer deur proteienlokusse as genetiese merkers te gebruik (Kirpichnikov, 1981). Daar is beide biologiese en ekonomiese redes waarom genetika 'n integrale deel moet uitmaak in die benutting van akwatiese organismes: Eerstens word die genetiese samestelling van bevolkings veral beinvloed deur onoordeelkundige, kunsmatige teelprogramme. Deur natuurlike seleksie of ongekontroleerde geen-oorerwing gaan die meeste van hierdie veranderinge ongesiens verby,soos kunsmatige teling van akwatiese organismes toeneem, sal daar dus meer aandag gegee moet word aan die invloed daarvan op die genetiese samestelling van die natuurlike bevolkings. Verder moet teelprogramme van so 'n aard wees dat optimale opbrengste verkry word (Hedgecock et a/., 1976). Tweedens kan genetiese verbetering van teelbevolkings in baie gevalle nodig wees om die kostesverbonde aan intensiewe ontginning te verlaag tot mededingende vlakke. Soms is die ontginning van sekere spesies, in hulle natuurlike habitatte, egter ekonomies meer wenslik. Ook hier kan die genetikus belangrike inligting verskaf aangaande die genetiese struktuur van die natuurlike bevolkings en die invloed van die vrylating van kunsmatig geteelde bevolkings hierop. Huidiglik verskaf elektroforese dus 'n metode om beter insig aangaande die genetiese struktuur van visbevolkings te verkry, wat vroeer nie moontlik was nie (Allendorfen Utter, 1979). 4.2 Elektroforese as biochemiese metode vir die verkryging van molukulere inligting VOLGENS HOL\fES (1982) is 'n geen 'n oorerwingseenheid wat slegs 'n klein gedeelte van die DNA-string uitmaak en 'n spesifieke effek op die fenotipe besit. Uitwendig is daar nie verskille tussen die gene nie, aangesien die molekules dieselfde heliksvorm besit, ongeag die volgorde van die nukleotides (nl. Adenien, Guanien, Sitosien en Timien). Die genetiese boodskap moet dus bepaal word deur die volgorde van die nukleotides, soos vasgestel deur die DNA-templaat, tydens proteiensintese (Crow, 1983). Hierdie genetiese bepaling (nukleotied volgorde) van proteiene en dus ook ensieme se eienskappe, stel die navorser instaat om hierdie genetiese inligting met behulp van elektroforese te benut Basiese beginsels van elektroforese Volgens Smith (1976) berus die basiese beginsel van elektroforese op die feit dat enige ioon of groep molekules wat 'n lading besit, sal migreer as dit in 'n elektriese veld geplaas word. Aangesien proteiene 'n netto lading besit by enige ph, behalwe by hulle iso-elektriese punt, sal hulle ook migreer indien hulle in 'n elektriese veld geplaas word. Die proteiene se migrasietempo sal dan ook afhang van die lading van die proteien, Hoe hoer die lading, hoe vinniger sal die migrasiesnelheid wees. Daar word dus diskrete sones verkry deur die skeiding van proteiene met verskillende mobiliteite, dit sal egter slegs geskied indien die relatiewe mobiliteite genoegsaam verskil en die afstand waaroor migrasie plaasvind groot genoeg is. Die migrasie-afstand word dan ook deur die vorm en grootte van die proteien selfbepaal. 'n Ondersoek no die genetiese ~erski/le en populaslegenelika ~an liege Labeo-spesie in Said-Afrika

69 4-2 Hoofstuk4 Elektroforese word normaalweg in 'n ondersteunende medium uitgevoer. Daar kom dan ook 'n groot aantal ondersteuningsmedia voor, wat tans algemeen in gebruik is. Van die algemeenste mediums is vele papier van sellulose-asetaat, silika-gel of sellulose wat iri dun lae op glas- of plastiekplate gesmeer is en ook gels van agarose, stysel of poliakrielamied (Wilkinson, 1970). Die mediums kan in twee groepe verdeel word. Die eerste groep mediums (papier, sellulose en asetaat) is relatief traag ten opsigte van proteienmobiliteit en hulle dien ook hoofsaaklik as ondersteuningsmedia en om konveksie te verminder. Skeiding van proteiene met behulp van hierdie mediums berus op die lading van die proteien by geselekteerde ph's. Die gels (Brewer en Sing, 1970), inteenstelling met die bogenoemde mediums, voorkom nie net konveksie en verminderde diffusie nie, maar in sommige gevalle neem dit ook aktief deel aan die skeiding van die proteiene deur interaksies wat tussen die gel en die migrerende partikel plaasvind. Die gels kan beskou word as 'n poreuse medium, waarin die porie-grootte dieselfde grootte as sommige van die groottes van die proteienmolekules besit, om sodoende 'n "uitsiftingseffek" daar te stel, Die skeiding van proteiene is dus afhanklik van die ladingvan die proteien sowel as die grootte van die proteienmolekule. Dus sal twee proteienmolekules met presies dieselfde lading, maar verskillende groottes, deur gelelektroforese geskei kan word, indien die grootteverskil groot genoeg is. n die geval van papierelektroforese sou bogenoemde egter nie moontlik gewees het nie (Smith, 1976). Die mediums wat verreweg die meeste gebruik word in bevolkingsgenetika, is stysel en poliakrielamied (Brewer en Sing, 1970), aangesien die gels se poriee normaalweg in dieselfde kategorie as die groottes van proteienmolekules val. Die sukses van stysel-gelelektroforese word egter in 'n groot mate deur die kwaliteit van die stysel bepaal, aangesien dit van biologiese produkte (gehidroliseerde aartappelstysel) geproduseer word en sodoende kontaminante kan bevat wat herhaalbare resultate mag bemvloed. Poliakrielamiedgels word egter voorberei van hoogs gesuiwerde chemiese verbindings en indien die voorbereidingsmetode gestandardiseerd is, kan hoogs herhaalbare resultate verkry word (Leaback, 1976)~ Op grond van hierdie opvallende voordele van stysel en poliakrielamied as ondersteuningsmedia,. is daar dan ook besluit om hierdie twee media in hierdie studie aan te wend Poliakrielamied-gelelektroforese Oorspronklik is van silindriese staafgels gebruik gemaak tydens die uitvoering van poliakrielamied-gelelektroforese, maar huidiglik word meestal gebruik gemaak plaatgels met 'n dikte tot 3mm (Brewer en Sing, 1970). Een van die mees belangrike voordele van plaatgels is dat 'n groat aantal monsters onder dieselfde omstandighede geskei kan word om sodoende resultate te gee wat direk vergelykbaar is. n teenstelling hiermee is staafgels nie altyd onder dieselfde omstandigdhede geskei nie (bv, gellengte, gedeursnee, gelsamestelling ens.). Ander voordele van plaatgels is: Hitte wat tydens elektroforese opgewek word, kan makliker in dunner plaatgels beheer word as in dikker staafgels. Dit is van uiterste belang dat die hitte-effek geelimineer moet word, aangesien hitte distorsie van bande veroorsaak. Baie tyd word bespaar aangesien 'n enkele gel tot 25 monsters kan akkomodeer (onder identiese omstandighede). Dit is dus nie nodig om 25 enkel gels te giet soos in die verlede nie. Die 'reghoekige deursnit van die gel verlaag die moontlikheid dat optiese-artifakte tydens fotografering kan voorkom, asook tydens densitometriese ontleding van die gels (Brewer en Sing, 1970) Stysel-gelelektroforese Stysel-gelelektroforese is 'n baie beangrike tegniek in die genetiese bestudering van natuurlike bevolkings, aangesien 'n groot aantal proteiene van verskeie individue ondersoek word tydens so 'n studie (Smithies, 1959). Die lae koste (relatief tot die ander metodes) verbonde aan die metode, die groot aantal monsters (tot 50) wat op 'n enkele gel geplaas kan word en die maklike hantering van die 'n Ondersoek na diegenetiese verskille en populasiegenetika ~an nege Labeo-spesie in Said-Afrika

70 Hoorstuk4 4-3 gels, skep 'n ideale metode vir die navorser om natuurlike bevolkings geneties te ondersoek. Gehidroliseerde aartappelstysel word tydens die proses gebruik. Dit is moontik om 'n enkele gel op te sny in 'n aantal (tot vier) horisontale plate, wat elkeen weer afsonderlik vir 'n ander ensiem gekleur kan word (Smith, 1976). Daarword dus baie tyd bespaar deurdat die oorspronklike gel nie net vir 'n enkele ensiemsisteem nie, maar vir 'n aantal gekleur word (Ferreira et al; 1984). 4.3 Faktore wat gelelektroforese kan beinvloed WANNEER BESLUT WORD om 'n elektroforetiese tegniek (hetsy stysel- of poliakrielamied-gelelektroforese) tydens 'n genetiese studie te gebruik, is daar 'n aantal belangrike faktore wat inag geneem moet word, n.: Keuse van die buftersisteem Volgens Smith (1976) en Ferreira et al. (1984) moet 'n keuse gemaak word tussen 'n kontinue en diskontinue buffer. 'n Elektroforetiese sisteem wat die selfde bufferione regdeur die gel besit asook in die elektrodebakkies, by 'n konstante ph, staan bekend as 'n kontinue buffersisteem. n die geval word die proteienmonsters direk op die gel geplaas en die proteiene sal dan skeiding in die gels ondergaan tydens elektroforese. Die proteiene word dus hoofsaakik met betrekking tot hulle groottes geskei. Diskontinue buffers verskil van bogenoemde deurdat die samesteing en die ph van die gel verskil van die buffer in die elektrodebakkies. n die geval van beide buffers kan die monsters direk op die gel geplaas word, of daar kan gebruik gemaak word van 'n addisionele "opstapelingsgel" wat bo-op die skeidingsgel gepolimeriseer word. Een van die belangrikste voordele van die opstapelingsgel, is die feit dat 'n relatiewe groot volume van die verdunde proteien op die gel geplaas kan word en nog steeds goeie skeiding kan ondergaan. Dit kan gedoen word omdat die proteiene gekonsentreer word in baie dun bande gedurende migrasie deur die groot-porie opstapelingsgel, net voordat hulle die klein-porie skeidingsgel binnedring (Smith, 1976). Daar kom ongelukkig nie 'n universele buffer voor nie en dus moet die keuse van die buffer berus op die ornstandighede wat benodig word om aktiwiteit van die proteiene te behou, maar ook terselftertyd genoegsame resolusie te verkry sodat wetenskaplik korrekte interpretasies van die gels moontlik is. Die gebruik van kontinue buffers kan ook baie goeie resultate tot gevolg he, indien sekere punte inag geneem word, n.: Ten eerste moet die proteienlading, so laag as moontlik wees om te dik bande (wat kan vloei en oorvleuel) te verhoed; Verhoogde resolusie kan verkry word deur die proteiene in 'n buffer te plaas wat 'n laer ioonsterkte besit as die van die gel en die elektrodebuffer. Die proteiene sal dus eers in 'n gebied voorkom waar 'n lae ioonsterkte (d.w.s. laer geleidingsvermoe) heers en dus sal hoer spanning die proteiene stadiger laat migreer indien die meer gekonsentreerde gel binne gegaan word (Wilkinson, 1970). Dit is dus nie moontlik om vooraf spesifieke buffers te kies, indien sodanige inligting nie in die literatuur beskikbaar is nie en sal daar slegs deur middel van eksperimentering bepaal kan word watter buffer die beste skeiding en resolusie vir 'n spesifieke ensiem sal gee Keuse van die gelkonsentrasie Skeiding van proteiene via elektroforese verwys na die afstand tussen onderskeie bande (wat ontstaan na kleuring) ongeag die breedte van die band. Daarenteen verwys die resolusie van die band na die skeiding relatief tot die bandbreedte (d.w.s. die helderheid van die band). Die resolusie sal dus beinvloed word deur faktore wat die helderheid van die band sal beinvloed, Deur van 'n lae proteienlading 'n Ondersoeknodie genetiese verskitl«en populasiegenetika van nege Labeo-spesie in Sid.A/rika

71 4-4 Hoofstuk4 en van diskontinue buffersisteme gebruik te maak, kan die resolusie verhoog word. Een van die belangrikste faktore wat die skeiding (d.w.s. die afstand wat die proteiene migreer het) van proteiene beinvloed, is die persentasiesamestelling van die gel, aangesien dit die poriegrootte van die gel bepaal. ndien die konsentrasie van die gel te hoog is, sal dit die indringing van die proteiene verhoed, maar indiendie konsentrasie te laag is, sal die skeiding van die proteiene ook nie plaasvind nie, omdat die proteiene net so vinnig soos die bufferfront sal beweeg. Aangesien proteiene se vorm verskil, sal die gelsamestelling, waarbyverskillende proteiene die beste skei, ook verskil (Leaback, 1976). Omrede migrasie-afstand van uiterste belang is by die statistiese verwerking van elektroforetiese resultate, is dit dus essensieel dat daar duidelik na die spesifieke samestelling van die gel verwys word om sodoende verwarring tydens opvolgende studies te voorkom. Volgens Ferreira et al: (1984) is 'n redelike benadering vir die bepaling van 'n toepaslike buffersamestelling (bv. poliakrlelamied) vir 'n spesifieke proteien, deur met 'n 7,5%-gel te begin en daarna met 'n aantal konsentrasies tussen 5% en 15% te eksperimenteer. Die konsentrasie wat die beste skeiding en resolusie tot gevolg het, sal tydens verdere studies aangewend word Keuse van die ph Volgens Smith (1976) sal 'n molekule slegs kan migreer indien dit 'n lading besit, dit wil se as die molekule geioniseerd is. 'n Molekule wat in 'n swak suuromgewing voorkom, sal staties by die oorsprong bly in die teenwoordigheid van 'n ph wat dieselfde is as die van die proteien se iso-elektriese punt. Die molekuul sal egter na die anode migreer indien dit 'n ph besit wat hoer as die molekuul se iso-elektriese punt is. Die snelheid waarteen migrasie plaasvind, is proporsioneel tot die graad van ionisering; dit wil se hoe hoer die ph hoe hoer is die snelheid waarteen migrasie plaasvind. Dit teenoorgestelde geld vir swak.basisse. Daarom word verwag dat proteiene en hulle boustene (aminosure) sal migreer na die anode in die teenwoordigheid van ph's wat hoer is as hulle iso-elektriese punte. Die rigting van migrasie word egter na die teenoorgestelde rigting verander indien die ph laer is. Daar sal dus met eksperimentering vasgestel moet word watter ph die beste skeiding en resolusie vir 'n spesifieke proteien verteenwoordig. 'n Voorbeeld om aan te toon wat die invloed van die keuse van die ph op die resultate tot gevolg kan he, word deur Allendorf en Utter (1979) verskaf; Malaatdehidrogenase (MDH) van die reenboogforel iparasalmo mykiss) kom in twee sitoplasrniese vorme en ten minste twee mitochondriale vorme voor (Clayton et al., 1975). Die verspreiding van die vorme in verskillende weefsels en hulle uitdrukking met die gebruik van verskillende buffersisteme word in Tabe 4.1 opgesom. Die alkaliese buffersisteme (1 en 2) toon duidelik slegs die B-vorm van MDH in spierweefse terwyl die suur-buffersisteme (3 en 4) 'n breer spektrum weergee. Dit is dus noodsaaklik om al die veranderlikes noukeurig te ondersoek of, as dit nie gedoen word nie, die risiko van verlies aan genetiese materiaal te loop. Tabe14.1 Weefselverspreiding en uitdrukking van MDH van P. mykiss, in verskillende weefseltipe in verskillende buffersisteme 1 = phs,5 2 = phs,1 3 = ph 6,5 4 = ph 6,1 (Allendorfen Utter, 1979) Buffer Spier-MDH Lrwer MDH Oog-MDH A B M A B M A B M i 1 en en J ! 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetikd "an nege Labeo-spesiein.Suid-Afrika

72 Hoofstuk Die beginsels van ensiemkleuring -, DT S ESSEi"JSEEL om die proteiene, na skeiding in die gel, op te spoor. Een metode is om die proteiene self te kleur deur 'n nie spesifieke proteienkleurstof (bv. amidoswart of koomassieblou). Hierdie metode vereis egter dat 'n groot hoeveelheid van die spesifieke proteien in die gel teenwoordig moet wees voordat kleuring kan plaasvind, aangesien die kleurstowwe nie sensitief genoeg is vir metaboliese ensieme wat in baie lae konsentrasiesvoorkom nie (Pearse, 1960). Daar is ook histochemiese kleuringstegnieke beskikbaar waar die kleurstof aktief inwerk op een of ander eienskap wat kenmerkend is van die ensiem wat gekleur wil word. Volgens Wilkinson (1970) kom daar drie basiese kleurmetodes voor wat tydens elektroforetiese studies gebruik word, nl: Die eerste metode maak gebruik van chemiese verbindings wat 'n gekleurde verbinding by die plek van ensiemaktiwiteit veroorsaak. 'n Voorbeeld hiervan is die gebruik van substrate wat gebind is aan a- of l3-naftol en die daaropvolgende reaksie waar die vrygestelde naftol reageer met 'i dinatriumsout (bv. kleurvaste Blou-BB of kleurvaste Swart) om 'n gekleurde band te vorm. Die metode word normaalweg gebruik om sekere hidrolases soos esterases, peptiedases en fosfatases op te spoor. Die tweede metode maak gebruik van substrate wat deur die ensiemreaksie geinisieer word om te fluoreseer (positiewe fluoressensiekleuring) of om fluoressering te inhibeer (negatiewe fluoressensiekleuring). Positiewe fluoressensiekleuring maak gebruik van derivate van 4-metiel-umbelliferoon as 'n substraat. Die sykettings word verwyder deur die ensiem (wat gekleur wil word) en die vrygestelde umbelliferoonprodukte fluoresseer dan onder ultravioletlig. Die. kleuringsmetode word normaalweg gebruik vir fosfatases, esterases en a-mannosidases. Negatiewe fluoressensiekleuring word aangewend vir die kleuring van dehidrogenases, wat die geoksideerde koensieme NAD of NADP (nie fluoreserend onder U'V-lig) vrystel vanaf die gereduseerde kofaktore NADH ofnadph (hoogs fluoreserend onder UV-lig). Die derde, en een van die mees algemene kleuringstegnieke, maak gebruik van elektronoordrag-kleurstowwe soos metiel-thiasoliel-tetrasolium (MT) en 3-amino 9-etiel-karbasooL Tetrasoliumsoute is oplosbaar en geel in die geoksideerde toestand, maar blou-pers en onoplosbaar in die gereduseerde toestand. Reduksie van die kleurstof word veroorsaak deur die ensieme wat gekleur wil word. Die metode kan so te se amper vir enige dehidrogenase, wat die kofaktore NAD en NADP reduseer na NADH en NADPH, gebruik word. Die elektron word oorgedra na phenasien-metasulfaat (PMS) wat MT spontaan reduseer om 'n blou-pers band te vorm. Ensieme wat nie die kofaktor NAD of NADH benodig nie, kan aan ensieme gebind word wat dit we benodig, deur gebruik te maak van die produkte van die ensiem wat gekleur wil word en die se substrate (om 'n reeks van reaksies te inisieer wat lei tot die reduksie van NAD en NADP). Die reaksies word geinisieer deur gesuiwerde ensieme wat by die kleuringstowwe gevoeg is (Harris en Hopkinson, 1976). Uit voorafgenoemde inligting is dit duidelik dat daar ook nie 'n universele kleuringstegniek voorkom nie; dus is dit noodsaaklik om die kleuringsmetode vir 'n spesifieke ensiem deeglik te ondersoek om sodoende die beste resultate te verkry. 4.5 Genetiese interpretering van bandpatrone VOLGENS ALLE:'iDORF EN Utter (1979) kan elektroforetiese variasie slegs sinvol gebruik word indien die genetiese data wat versamel is, betroubaar geinterpreteer word. 'n Belangrike slaggat waarin 'n persoon met min ondervinding soms val, is om genetiese waardes aan nie genetiese variasie te heg. Genetiese variasie wat van belang is, is stabiel en wanneer dit eers eenmaal in 'n organisme se ontwikkeling uitgedruk word, sal dit kwalitatief dieselfde bly regdeur die organisme se lewe. Wanneer 'n Ondersoek no die genctiese verskill«en populasiegenaika "an nege Labeo-spesie in Said-Afrika

73 4-6 Hoofstuk4 variasies, anders as die verwagte Mendel-variasies voorkom, vir 'n spesifieke proteien in 'n gegewe weefsel, kan 'n aantal faktore daarvoor verantwoordelik wees: Ontogeniese veranderinge in geen-uitdrukking; Veranderinge wat op omgewingsverskille kan dui, by. temperatuur, saliniteit, of siektes; Verandering wat veroorsaak kan word deur verskillende metodes van disseksie- of ekstraksieprosedures; Veranderinge wat veroorsaak kan word deur die tydsduur van weefselberging; Sekondereafbraakproduktewat tot die vorming van sattelietbandekan lei. Dit is dus uiters noodsaaklik dat sulke nie-genetiese data geignoreer moet word, aangesien dit. tot foutiewe gevolgtrekkings gaan lei (Smith et al; 1983). Die beslissende toets vir die genetiese data verkry van 'n spesifieke variant, word verkry deur gekontroleerde teeleksperimente uit te voer om die bandpatrone (fenotipes) van die ouers en die data van die nakomelinge se fenotipes, te vergelyk met die verwagte waardes soos bepaal deur die Hardy-Weinbergverhoudings (Allendorf en Utter, 1979). Volgens hierdie twee outeurs en Ferreiraet al. (1984) kan die vyf riglyne soos uiteengesit in Metodes en Tegnieke (43.4), gebruik word om die genetiese vorm van die elektroforetiese variasie te verklaar, indien teeleksperimente nie uitgevoer kan wordnie. Afwykingsvan die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings kan we voorkom en die verskynsel kan deur verskeie redes verklaar word, waarvan die volgende aanvullend is tot die redes wat reeds vroeer in die hoofstuk genoem is: Die vermenging Van verskillende visgroepe (bv, bevolkings, subbevolkings, en verskillende ouderdomsgroepe) kan lei tot die Wahlund-effek. Dit wit se 'n vermeerdering van die aantal homosigote en 'n afname in die aantal heterosigote kom voor, aangesien daar 'n verskil is in die alleelfrekwensies van die verskillende groepe (Wahlund, 1928). 'n Tekort aan heterosigote word dikwels waargeneem tydens studies op visbevolkings, aangesien suiwer panmiktiese groepe skaars is (Allendorf en Utter, 1979). nteling is 'n tweede belangrike faktor wat 'n afname in die getal heterosigote tot gevolg het (Falconer, 1960). Selfsorterende kruisings kan ook 'n invloed op 'n bevolking se genetiese materiaal besit, nl.: Kruising van individue met dieselfde genotipes sal tot 'n toename in homosigote en 'n afname in heterosigote lei. Net so sal kruisings tussen individue wat verskillende genotipes besit, tot 'n toename in heterosigote lei. Dit wit voorkom of selfsorterende kruisings, waar biochemiese allele van belang is, nie volop is onder visse nie (Li, 1976). Dit kan egter gebeur dat, tydens die seleksie van pare gedurende die kuitskietseisoen (bv. na aanleiding van grootte), die seleksie vir dieselfde genotipe (in terme van proteienlokusse) kan plaasvind. Wanneer verskille tussen ouderdom of grootte van verskillende groepe, met betrekking tot die alleelfrekwensie, groot is, kan dit lei tot 'n afname in heterosigote (Kirpichnikov, 1976). Natuurlike seleksie is verantwoordelik vir die permanente verskuiwing van 'n bevolking se genetiese ekwilibrium. ndien die aantal heterosigote van 'n steekproef as 2B geneem word en die alleelfrekwensie as p en q in 'n twee-alleelsisteem, kan die verhouding B/pq beskou word as 'n aanduiding van die afwyking van panmiksia (Nikoro, 'kilye..a. ''11'). nondersoeknodiegenejiese )'erskine enpopulasiegenetika van nege Labeo-spesle in Said-Afrika

74 Hoofstuk4 4-7 y= Brpq Y= seleksiekoeffisient -, DweD seleksie teen heterosigote inwerk (Y < 1), sal daar dus 'D tekort aan heterosigote wees. Die ekwillibrium sal eers in we volgende generasie herstel kan word (Kirpichnikov, 1976). Daar kan dus twee belangrike gevolgtrekkings gemaak word: Eerstens sal 'D oormaat heterosigote nie noodwendig op voordelige seleksie van die aleel dui nie, dit kan wei op 'n negatief-sorterende kruising dui of dit kan dui op 'n seleksie teen een van die allele. Laasgenoemde word algemeen opgemerk (Kirpichnikov, 1981). Tweedens dui 'n tekort aan heterosigote op die vermenging van bevolkings, inteling, positief-sorterende kruisings of seleksie teen heterosigote. Seleksie in natuurlike bevolkings is normaalweg laag en dus ook die seleksiekoeffisient, Die verandering van die genetiese-ekwillibrium van sulke bevolkings, as gevolg van seleksie, is dus normaalweg ongewoon (Kirpichnikov, 1981). Volgens Allendorfen Utter (1979) kan afwykings van die Hardy-Weinberg-verhoudings voorkom as gevolg van koppelings (d.w.s. die feit dat 'n spesifieke lokus gekoppel is aan 'n ander lokus, wat onder seleksie is). Bogenoemde outeurs wys ook daarop dat verkeerde interpreteringvan lokusse tot afwykings kan lei (bv. as te veel heterosigote gevind is, kan dit miskien wees dat twee verskillende lokusse as 'n enkele lokus beskou is). Laastens kan die verhoudings ook deur die monstergrootte beinvloed word, indien die monstergrootte te klein is, sal die afwykings dus net toevallig wees en nie verteenwoordigend vir die totale bevolking Die (Gorman en Renzi, 1979). Daar kan egter addisionele bande voorkom wat nie deur die bogenoemde model verklaar kan word nie. Volgens Allendorf en Utter (1979) is sulke bande hoofsaaklik as gevolg van die veranderinge in lading en vorm van die proteienmolekule, Hierdie outeurs wys dan ook daarop dat hulle addisionele bande by PG gevind het wat 'n direkte verband toon met die tydsduur van berging van die weefsel in 'n gevriesde toestand. Addisionele bande kan ook gevorm word deur toevallige interaksies tussen sub-eenhede binne en tussen lokusse, indien 'n alleel kodeer vir 'n sub-eenheid wat 'n lading besit wat verskil van enige van die onveranderlike fenotipes (Harris en Hopkinson, 1976). Nul-allele, d.w.s. allele wat nie proteiene produseer nie, of een produseer met baie lae aktiwiteit, is 'n fenomeen wat interpretering van data baie kan kompliseer. Dit is moeilik om die ripe allele in eenvoudige sisteme te identifiseer, behalwe in die afwesigheid van die aktiwiteit van die homosigote. dentifisering word nog moeiliker indien meervoudige lokusse voorkom. Dit is egter noodsaaklik om die moontlikheid van nul-allele altyd inag te neem, aangesien heterosigote met 'n nul-alleel as 'n homosigoot geidentifiseer sal word. Dit lei dan weer tot 'n foutiewe bepaling van die genotipefrekwensies en die aantal heterosigote wat waargeneem is. Die voorkoms van die fenomeen is egter baie laag (Siciliano en Shaw, 1976). Allendorf en Utter (1979) beveel ook aan dat soveellokusse as moontlik ondersoek moet word, om sodoende te kan onderskei tussen artifakte en genetiese polimorfisme. Verder word ook aanbeveel dat indien die interpretasie van 'n gel bemoeilik word deur byvoorbeeld swak resolusie, die inligting eerder geignoreer moet word, eerder as om oor die effek van die data te spekuleer. Ten laaste beveel hierdie outeurs ook aan dat daar konserwatief te werk gegaan moet word, met die nomering van lokusse, indien 'n aantal bande waargeneem word. Dit is baie sinvoller om 'n konserwatiewe interpretasie later te verander indien meer inligting bekend raak, as om 'n foutiewe gevolgtrekking (gemaak vanaf onvolledige en foutiewe data) te korrigeer of te verdedig. 'n Ondersoek 1111 diegenetiese rerskine en populasiegenetika ran nege Labeo-spesie in S"id-Afrika

75 4-3 Hoofstuk4 4.6 Toepassing van elektroforese VERSKEE MOONTLKHEDE VAN elektroforetiese toepassings kom voor, aangesien 'n direkte bepaling van genetiese verwantskappe op grond van elektroforetiese resultate gemaak kan word (Calaprice, 1970, 1976): dentifiseringvan spesies Onderskeid tussen die Salmonidae op grond van eksteme morfologie (veral tydens die broei-seisoen) skep normaalweg Die probleme Die, maar identifisering van jongindividue op grond van morfometrie is dikwels onmoontlik. Dit is egter moontlik om die individue te identifiseer op grond van bekende biochemiese genetiese data. Die identifisering van vingerlinge met behulp van elektroforese is alreeds suksesvol toegepas op Parasalmo mykiss en Salmo clarki (Allendorf en Phelps, 1981). Dit is veral belangrik aangesien die spesies somtyds simpatries voorkom en as onvolwasse individue morfologies baie ooreenstem. Hibriede wat deur Allendorf en Utter (1979) in die familie Salmonidae bestudeer is,is duidelik geidentifiseer op grond van biochemiese genetiese data Bepalingvan die genetiese struktuur van natuurlike bevolkings Deur 'n deeglike kennis van die genetiese struktuur van 'n natuurlike bevolking op te bou, kan 'n goeie beeld van so 'n bevolking se broeistruktuur gevorm word, wat dan kan lei tot die identifisering van die oorsprong van die spesie. Dit is dus moontlik om bevolkings van dieselfde spesies opgrond van die biochemiese genetiesedata se frekwensieverskille te identifiseer (Grant en Utter, 1984) Broei-bevolkings Die effek wat die vrylating van broeimateriaal (d.w.s. kunsmatig geteelde visse) besit op die genetiese struktuur van endemiese visse van dieselfde spesie, in natuurlike habitatte, is 'n aspek waaroor bioloe baie besorgd is. Endemiese spesies is 'n belangrike bron van genetiese variasie en dit dien ook as 'n belangrike addisionele bron vir die natuurlike ontginning van vis. Alhoewel endemiesevisse moontik meer aanpasbaar is by 'n spesifieke omgewing as vis wat kunsmatig geteel is, word bulle tog bedreig deur faktore soos: kompetisie om broeiplek a.g.v. die vrylating van te veel broeimateriaa1; hibridisasie van die nakomelinge van die endemiese spesies en die broeimateriaal, wat dan lei tot die ontwrigting van die endemiese spesies se natuurlike genetiese struktuur. Biochemiese genetiese merkers (indien dit opgespoor kan word) kan aangewend word om die invloed van broeimateriaal op die genetiese toestandvan endemiese spesieste bepaal (Ryman en Stahl, 1980) Biochemiese merkers Die potensiele waarde van genetiese merkers vir die identifisering van bevolkings verhoog 5005 wat die verskille tussen die twee bevolkings in frekwensie verhoog, Die monstergrootte wat benodig word om tussen twee bevolkings te onderskei, daal baie indien dit moontlik is om individuele vis te onderskei op grond van verskillende allele wat vasgestel is vir die twee bevolkings. So 'n situasie kom normaalweg nie in die natuur voor nie, maar dit kan wel bewerksteuig word (Grant et al., 1980). On Ondersoek /1Q die gene/iese.'erskineen populasiegenetikjl van negelabeo-spesie in Suid-Afrika

76 Hoofstuk dentifisering van visprodukte ndien ekonomies belangrike spesies soms die aanvraag oorskrei, word ander spesies verkeerdelik as die spesie voorgehou. Aangesien die vis dan ook in die oop see gevang word en dadelik daar bewerk word, lei dit tot die verwydering van identifiserende kenmerke soos vinne, kop, ens. Dit is egter moontlik om die produkte met behulp van elektroforese te identifiseer, deur die data wat verkry is van die onbekende spesie met bekende data te vergelyk (Anon, 1982). 4.7 Biochemiese merkers TSOSEME VOORSEN 'n groot hoeveelheid belangrike inligting ten opsigte van die struktuur en funksie...van ensieme, asook vir die bestudering van die funksionele rol wat die ensieme tydens sellulere metabolisme vervul. Dit vergemaklik ook studies van bevolkingsgenetika en evolusie, aangesien hulle optree as uitstekende merkers van geen-funksionering (Powel, 1975; Selander en Kaufman, 1975). lsosieme word tans ook algemeen aangewend om die frekwensie van allele in 'n bevolking te bepaal, om sodoende 'n raming te kan maak van wat die invloed van selektiewe druk (as gevolg van evolusienere drywing) op 'n bevolking is (Markert, 1975). Elektroforeties bepaalbare proteienpolimorfisme word dan ook funksioneel aangewend vir die bestudering van genetiese variasie in natuurlike sowel as kunsmatige bevolkings, vir die merking van' teelbevolkings en ook vir die vasstelling van die invloed wat die merkgene selfop 'n bevolking besit (Kirpichnikov, 1973;Utter et al; 1974). Verskeie proteienlokusse is al elektroforeties as biochemiese merkers aangewend, deur onder andere Chen en Tsuyuki (1970); McAndrew en Majumdar (1983); Grant en Leslie (1983) en Grant (1984) en sluit die volgende proteiene in: Alkoholdehidrogenase, gliserofosfaatdehidrogenase, laktaatdehidrogenase, malaatdehidrogenase, malaatensiern, isositraatdehidrogenase, adenilaatkinase, gliseraldehiedfosfaatdehidrogenase, ens. Met inagneming van hierdie waardevolle genetiese inligting wat nie vanuit 'n morfometriese en meristiese vergelyking verkry kan word nie, het dit uiters essensieel geblyk om hierdie nege Labeo-spesies oak elektroforeties te analiseer. Die noodsaaklikheid van hierdie elektroforetiese analisering is nog verder uitgelig deur die huidige, algehele tekort aan enige genetiese inligting ten opsigte van hierdie spesies. Die hieropvolgende gedeelte is dan ook 'n uiteensetting van die prosedures wat gevolg is en ook die inligting wat verkry is tydens hierdie elektroforetiese analisering van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies..4.8 Metodes en Tegnieke DE NEGE UBED-spesies is in die laboratorium met behulp van elektroforese bestudeer om '0 aanduiding van die biochemiese verwantskappe tussen hierdie spesies te verkry. Die verkryging van hierdie resultate het berus op die analisering van negentien ensiernsisteme in tien verskillende weefseltipes met behulp van twee verskillende elektroforetiese analiseringstegnieke Versameling van die monsters Serum Boed (0,6ml) is van elke individu direk na versameling met behulp van rnl steriele spuite (met naaldgroottes wat gewissel het na gelang van die visgroottes) vanuit die koudale vena naby die pedunkel versamel en 0,4ml salien (0,9%) is direk by die bioed, in die spuit, getrek. Voordat die bloed hierna in 'n serologiese glasbuis gespuit is, is die naald eers verwyder (om hemolise van bloedselle te beperk). 'n 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populaslegenetikavan nege Labeo-spesie in Said-Afrika

77 4-10 Hoofstuk4 Tandestokkie is in die bloed-en-saliengevulde glasbuis geplaas, waarom 'n stolsel toegelaat is om te vorm vir ongeveer een uur. Die tandestokkie is hierna met stolsel en al verwyder, die houer met serum is bedek en in 'n houer met vloeibare stikstofgeplaas. By die laboratorium is die serum vir 15min. teen 3000 o.p.m. gesentrifugeer. Die supernatant (serum) is in 1ml plastiese monsterhouers gedekanteer. Al die maatreels was toegepas om die rooibloedselle te verwyder en om hemolise te verhoed, aangesien hemolitiese sera nie goed elektroforeties geskei kan word nie (Van der Bank, 1984). Die serum is by -20 C gestoor totdat dit benodig is vir die elektroforetiese skeiding daarvan Weefsel Van aile individue van die onderskeie spesies is 'n maksimum.van 5g weefsel van die skeetspier, lewer, hart en oogvloeistof versamel. Addisioneel is ook by elkeen van hierdie spesies die volgende weefseltipes, by tien individue (waar moontlik), versamel: brein, nier, testis, maag en kief. Aile weefsel is direk na versameling in 'n houer gevul met vloeibare stikstof geplaas, om verkoeling so vinnig as moontlik te laat geskied en sodoende die verlies aan ensiemaktiwiteit tot 'n minimum te beperk. Die monsters is in hierdie houer na die laboratorium vervoer waar dit by -20 C in 'n vrieskas gestoor is, tot en met elektroforetiese analisering Poliakrielamied-gelelektroforese (page) Die metode wat gevolg is om die tegnieke uit te voer, is gedoen soos beskryf deur Avtalion en Wodjani (1971) en Van der Bank (1984). Tydens hierdie studie is van 'n 6%-gel-konsentrasiesamestelling vir die elektroforetiese analisering van die bloedserum gebruik gemaak aangesien hierdie gelkonsentrasie die beste resolusie en skeiding vir beide die transferiene en esterases toegelaat het, tydens 'n vorige ondersoek van twee van hierdie Labeo-spesies (Van Vuuren, 1986). Gel-samestelling was as volg: Oplossing A: 36,6g Tris 25ml 48ml Gedist. water 1NHCL H20 en Tris, opgemaak tot 100ml (ph 8,9-8,7). Stoor in donker bottel by 4 C Los op m.b.v. warmplaat en magnetiese roerder OplossingC 28g O,735g Akrielamied N-N-metieleen-bisakrielamied Maak op tot 100ml en los op m.b.v, 'n meganiese roerder. Stoor in 'n donker bottel by 4 C (Stabiel vir eenjaar). Samestelling van die 6% gel 17,lml 10ml 52,9ml 47,9mg Opl.C Opl.A Gedist. water Ammoniumpersulfaat Verhit die oplossing tot 37 C, ontlug vir 1-2 minute, voeg 25 p.l TEMED by, roer vinnig en giet. 'n Ondersoek 114 diegenetiese verskilken poplllasiegenetika "an nege Labeo-spesie in SuM-Afrika

78 Hoofstuk Die soortlike gewig van die serum is verhoog deur dit met sukrose (40%) te meng, sodat die oplossing op die bodem van die monsterput versamel wanneer die monster op die gel geplaas word. Sodoende is kontaminasie met die naasliggende monsters verhoed en is ook 'n opstappelingseffek verkry. Die skeiding van die bande word ook verder beinvloed deur die konsentrasie proteiene wat op die gel geplaas word. ndien die konsentrasie te laag is, sal die bande wat normaalweg 'n lae intensiteit besit, moeilik waargeneem word. Daarenteen sal 'n hoe konsentrasie proteiene twee of meer bande wat na aanmekaar gelee is, as 'n enkele bree sone vertoon. Na aanleiding van die goeie resolusie en skeiding wat Van Vuuren (1986) met 'n proteienkonsentrasie van 4~ serum, opgemaak tot 'n volume van 15~ (met 'n 40% sukrose-oplossing) verkry het, is besluit om hierdie serummonsters teen dieselfde konsentrasie te analiseer Stysel-gelelektroforese Die prosedure wat gevolg is tydens die uitvoering van die horisontale stysel-gelelektroforetiese proses, stem ooreen met die soos beskryf deur Utter et al. (1974) en Smith (1976). Die gels wat gebruik is, het bestaan uit 13% gehidroliseerde aartappelstysel (Sigma, S-4501) in kombinasie met een van die volgende buffers: Die prosedure vir die opmaak van die gels, die giet daarvan en die voorbereiding van die monsters word volledig beskryf deur Van Vuuren (1986). As gevolg van 'n tekort aan elektroforetiese inligting, met betrekking tot die Labeo-genus, was dit noodsaaklik om eers die korrekte buffer vir die verskillende ensiemsisteme te identifiseer en om daama te bepaal watter ensiemlokusse word die beste, in die nege verskillende weefseltipes (43.1.2), uitgedruk. Na verkryging van hierdie inligting, is slegs van die gekose buffersisteme gebruik gemaak, vir die spesifieke ensieme, in die weefseltipes waar die hoogste aktiwiteit waargeneem is. 'n Diagrammatiese voorstelling van die elektroforetiese sisteem, na toepassing van die prosedures soos deur Utter et al. (1974) en Smith (1976) beskryf, kan in Figuur 4.1 waargeneem word. Na vier ure van elektroforetiese skeiding in hierdie sisteem, is vir die verskillende ensiemsisteme gekleur, deur gebruik te maak van die histocherniese metodes soos deur Shaw en Prassad (1970) en Harris en Hopkinson (1976) beskryf. 'n Ondersoek.nadie genetiese verskille en populasiegenetilia van nege Labeo-spesie in Suid-Afrika

79 4-12 Hoofsluk4 Figuur4.1 'n Diagrammatiese voorstelling van die opsteling van 'n horisontale stysel-jelektroforetiese sisteem. j -. a Col.c.. = 14 n ~- N U 14 n ~ ~.:r:... "Q U CS 0 CS ~ = "Ct <t "Q "Ct CS U G = "'C:S eu e!!!. = ;Si "" of e fj ~ Q & ~, l2 u s r - a u 'n Ondersoek na die geneties«verskilli! en poptlfasiegenetika van neg«labeo-spesle in Suid Afrika

80 HooCstuk nterpretering van die gelpatrone Soos reeds genoem, is daar so te se geen elektroforetiese inligting oor hierdie genus in die literatuur beskikbaar nie, en gevolglik is die waargenome bandpatrone met ander teleostei in die literatuur vergelyk, om sodoende interpretasie te vergemaklik. Lokusse wat kodeer vir ensieme wat funksioneel ooreenstem, is numeries aangedui vanaf die katodekant van die gel. Die allele is aangedui deur hulle elektroforetiese mobiliteite relatief tot die mees algemene alleel (l00%-band) te bepaal. Aangesien broei-eksperimente me moontlik was nie, is die kriteria soos deur Allendorf en Utter (1979) beskryf, gebruik om die Mendeleense variasie van die bande te kon aflei: Die uitdrukking van gene behoort oor die algemeen naastenby dieselfde in naverwante teleostei te wees. Die bandvariasie moet ooreenstem met die subeenheidstruktuur van die ensiem. Byvoorbeeld, monomeriese fenotipes moet twee-band heterosigote toon, dimeriese fenotipes sal drie-band heterosigote toon, ens. Daar behoort glad me onverwagte bandvariasies voor te kom me. ndien gene in meer as een weefsel uitgedruk word, behoort ooreenstemmende fenotipes in hierdie verskillende weefsels gevind te word. Die verhouding van die homosigote tot die heterosigote, behoort in die meeste gevalle met die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings, ooreen te stem Statistiese verwerking van die data Statistiese verwerking van die data is uitgevoer soos voorgestel deur Grant en Leslie (1983). Dit het die volgende behels: Alleelfrekwensies is bepaal deur die getal gene te tel, aangesien ale proteienvariante wat tydens hierdie studie waargeneem is, geinterpreteer is as produkte wat deur kodominante allele gekodeer is. Die aantal waargenome fenotipes is getoets vir afwykings van die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings deur middel van die log-waarskynlikheids-g- toets (Sokal en Rohlf, 1981). Die vryheidsgrade vir hierdie toets is as volg bepaal:., (x- - x) 2 waar: x = aantal allele vir 'n lokus. Die verwagte heterosigositeit (h) vir elke lokus, is bepaal deur die data van al die lokaliteite vir elke bevolking, saam te groepeer: a h = 1- Pi 2 i=l waar: a = aantal allele op elke lokus p = die relatiewe frekwensie van die i-de alleel. Hierna is die gemiddelde heterosigositeit (H) vir elke bevolking, bereken deur die gemiddeld van (h) vir elke lokus (insluitend monomorfiese lokusse) te bepaal. Die gemiddelde heterosigositeit is van belang aangesien dit 'n aanduiding is van die mate van in- of uitteling wat in 'n spesifieke bevolking voorkom. 'n Ondersoek no die genetiese "erskine en popllfasiegenetika van ncge Labeo-spesie in Said-Afrika

81 4-14 Hoorstuk4 4.9 Resultate en bespreking DE BEWARNG VAt"l visspesies en die ontwikkeling van toepaslike bewaringsprogramme, sal die mens in staat stel om enersyds ekologiese bewaring toe te pas en andersyds ekonomiese voordee1 daaruit te put. Volgens die FAO-verslag van 1981 is die beste manier om spesies te bewaar, of anders gestel, om genetiese diversiteit binne spesies te behou, die bewaring van selfonderhoudende bevolkings in natuurlike habitatte. Dit is dus van uiterste be1ang om eers 'n spesifieke spesie korrek te identifiseer en daarna die genetiese samestelling van die spesifieke spesie deeglik te bestudeer, alvorens daar aan bewaring gedink kan word. Aangesien daar sede identiese individue in '0 visbevolking aangetrefword, is dit egter nie altyd so maklik nie, deurdat verskeie morfologiese, fisiologiese en biochemiese verskille voorkom. n die voorafgaande hoofstuk het hierdie variasie van identifiserende kenmerke binne spesies en die gevolg1ike hoe mate van oorvleueling tussen spesies,: baie duidelik na vore gekom. Volgens Kirpichnikov (1981) is die oorsprong van hierdie verskille tweeledig, deurdat dit kan dui op veranderinge in die genotipe of op veranderinge in die omgewing. Die korrekte identifisering van individue kan (aanvullend tot bogenoemde probleme) nog verder bemoeilik word deur die voorkoms van hibriede tussen naverwante spesies, soos daar dan ook al wel waargeneem is tussen van hierdie Suid-Afrikaanse Labeo's(Gaigher en Bloemhof, 1975; Van Vuuren, 1986). Uit die literatuuroorsig is dit duidelik dat elektroforese met welslae gebruik kan word om tussen naverwante spesies en hibriede te onderskei, Behalwe vir die feit dat elektroforese as 'n identifiseringstegniek vir naverwante spesies en hibriede gebruik kan word, is die belangrikheid van die tegniek gesete1 in die vermoe om 'n direkte bepaling van genetiese verwantskappe te maak, aangesien variasie van elektroforetiesbepaalbare gene dikwels korreleerbaaris met die variasie binne ander gene. Elektroforetiese variasie kan dus gebruik word om die genetiese diversiteit van 'n spesifieke spesie te bepaal (Brewer en Sing, 1970; Moav et 01., 1976; Allendorf en Utter, 1979; McAndrew en Majumdar, 1983; Basio en Taniguchi, 1984). Stysel-gelelektroforese is vir die eerste keer in 1957 in ensiemstudies gebruik deur Hunter en Markert (1957), wat voorgestel het dat die gedeeites wat na histochemiese kleuring waarneembaar is, as 'n "zymogram"bekend moet staan. Market en Moller (1959) stel egter later voor dat die ensiembande, wat na kleuring te voorskyn kom, as isosieme bekend moet staan. Akrielamied-gelelektroforese word twee jaar na stysel-gelelektroforese vir die eerste keer deur Raymand en Weintraub (1959) toegepas. Een van die belangrikste mylpale in die kort geskiedenis van elektroforese, was die demonstrasie van oorerflike elektroforetiese bandpatroonvariasies (Allen, 1%1; Boyer, 1%1). Hierdie kort geskiedenis van elektroforese manifisteer dit self in die karige inligting wat, veral vir Suid-Afrikaanse spesies, beskikbaar is. Dit was dus noodsaaklik om tydens hierdie studie te eksperimenteer met die inligting wat in die literatuur beskikbaar is oor ander spesies, om die beste skeiding en resolusie te bewerkstellig en sodoende wetenskaplik korrekte interpretasies moontlik te maak. Die inligting wat tydens hierdie studie verkry is, is dan ook aan die hand van die kort literatuuroorsig oor elke ensiem geinterpreteer Evaluering van die buffersisteme wat gebruik is Soos reeds genoem is, is tydens die studie van twee e1ektroforetiese mediums gebruik gemaak, n1. poliakrielamied en styse1. Van Vuuren (1986) het baie goeie resolusie en ook skeiding met poliakrielamied gekry vir L. capensis en L. umbratus, deur van 'n 6%-gel en 'n tris-glisienbuffer gebruik te maak, soos onder 43.2 beskryf is. Dit is dus nie nodig geag om enige verdere eksperimentering te doen nie en het die spesifieke buffer- en gelsamestellingweereens baie goeie resultate tydens die studie gelewer (Plaat 10). Behalwe vir die vier ensiemsisteme wat Van Vuuren (1986) tydens sy ondersoek van L. capensis en L. urnbratus bespreek het, is daar geen styse-gel elektroforetiese inligting in die literatuur vir die spesies wat tydens die studie bestudeer is, beskikbaar nie. Hierdie tekort aan inligting het dit daarom 'n Ondersoek TUl die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesles in Slid-A/rika

82 Hoofstuk noodsaaklik gemaak om al. drie die buffers, soos bespreek onder 4.8.3, te evalueer vir die negentien proteiene wat tydens die studie gebruik is. Volgens die resultate van hierdie evaluering (Tabel 4.2) is dit duidelik dat daar nie 'n universele buffer is vir die skeiding van proteiene nie (as gevolg vail die groot variasie in proteiene se eienskappe: Allendorf en Utter, 1979) en dus so 'n evaluering van verskillende buffers genoodsaak. Tabel4.2 Proteiene wat gebruik is in 'n elektroforiese studie van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, met 'n aanduidingvan die graadvan resolusie wat op elke buffersisteem verkryis: 1: nsolusie baie goed 2: resolusie goed 3: resolusle swak 4: geen kleuring Proteien Buffer RW MF TC Adenilaatkinase (AK) Esterase (ESf) Serum esterase (EST - S) Vertikale Tris-Glisien buffer Gliseraldehiedfosfaatdehidrogease (GAP) a - Gliserofosfaatdehidrogenase (GPD) Glukosefosfaatisomerase (GP) Heksokinase (HK) sositraatdehidrogenase (DH) Kreatienkinase (CK) Laktaatdehidroginase (LDH) Malaatdehidrogenase (MDH) Malaatensien (ME) Mannosefosfaatisomerasie (MP) Peptidases (PEP): Feniel-alanien-prollen (PHP) Leusien-glisien-glisien (LGG) L-Leusien-tirosien (LT) Fosfoglikonaatdehidrogenase (PGD) 3 4 Superoksieddismutase (SOD) Serum transferiene (TF-S) Vertikale Tris-Glisien buffer Hierna was dit ook nodig om uit te vind met walter spesifieke weefseltipes ( ) die onderskeie ensieme geassosieer is. Uit die resultate van hierdie ondersoek (Tabel 4.3) het dit dan ook duidelik na vore gekom dat die aktiwiteit van sommige van die lokusse baie weefselspesifiek is. So byvoorbeeld kom LDH-1 (Laktaatdehidrogenase, vinnig migrerende lokus) in die brein, hart, kieue, maag en testes voor, terwyl LDH-2 en LDH-3 se aktiwiteit in onderskeidelik slegs die spier en lewer die hoogste was. Albei Kreatienkinase se lokusse (CK-1 en CK-2) het daarenteen 'n hoe aktiwiteit in slegs die spier getoon. Elkeen van die nege-en-twintig lokusse wat tydens hierdie studie geidentifiseer is, met die weefsel wat 'n hoe aktiwiteit vir die spesifieke lokus toon, word volledig in Tabel 4.3 uiteengesit. Met hierdie belangrike inligting beskikbaar, nl. om 'n spesifieke ensiem met die korrekte buffer te assosieer en ook om te weet walter lokus in walter weefseltipes verwag kan word, was dit moontlik om met die analisering van die onderskeie spesies se weefseltipes voort te gaan. y,'- 'n Ondersoek TLldie genetieseverskille en populasiegenetlka van nege Labeo-spesles in Slid.Afrika

83 4-16 Hoofstuk Genetiese interpretering van die bandpatroonvariasies Die resultate van die bandpatroonvariasies na elektroforetiese analisering, word in Tabele aangedui. Die verskillende alee is aangedui volgens die relatiewe mobiliteit van die mees algemene alee, wat as die loo%-aleel geidentifiseer is. 'n Beskrywing van die bandpatroonvariasies en ook die genetiese interpretering daarvan, sal hierna vir elke ensiem volg. As gevolg van die tekort aan genetiese inligting oor hierdie spesifieke Suid-Afrikaanse Labeo's, is dit nodig geag om terselfdertyd hierdie inligting te vergelyk met dit wat reeds gevind is vir ander visspesies. Tabel4.3 Lokusafkortings, ensiemnommers, subeenheidstruktuur van die proteiene, buffers wat die beste resultate tot gevolg het en die weefsel waar die hoogste aktiwiteit getoon is, word na die ensiem aangedui. B = Brein H = Hart K = Kief L = Lewer M = Maag N = Nier 0 = Oog S = Spier T = Testes Proteien (Lokus) E.c.no. Struktnur Buffer WeeCse Adenilaatkinase Monomeer TC (AK) S,LH Esterase Monomeer MF (ESf.) B,K,S.H.N, T, M,O (ESf.2) B,L.H,N, T, M,O (ESf.3) Tris-sitraat serum Gliseraldehiedfosfaatdehidrogenase Tetrameer MF (GAP.1) (GAP-2) H S,L (X - Gliserofosfaatdehidrogenase Dimeer MF (GPD) L Glukosefosfaatisomerase Dimeer RW (GP -1) S,L. H, N, 0, RK (GP-2) Heksokinase Monomeer RW H (HK-l) L sositraatdehidrogenase Dimeer RW (DH -1) L (DH -2) S Kreatien.kinase Dimeer MF (CK.!) S (CK.2) S Laktaatdehidrogenase Tetrameer RW (LDH-) (LDH 2) S i H.T.B.M (LDH-3) L. Jvervolg 'n Ondersoek 114 die genetiese "erskile enpopllmsie. genetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

84 Hoofstuk ' Tabel4.3 Vervolg.~, Proteien (Lotus) E.c. no. Struktuur Buffer Weetsel Maiaatdehidrogenase Oimeer RW (MDH) S,L.H Malaatensiem Tetrameer MF (ME) S, L.H Mannosetostaatisomerase Monomeer TC (MP) H Peptidases (PEP) MF substraat: L-Leusiel-Glisiel Glisien Trimeer (PEP-B) N L-Leusiel.Tirosien Dimeer (PEP-A) (PEP-S) Fenlelalanlen-Prolien Trimeer (PEP. D) S,L.H,N, T,M S,L.H,N, T,M N FostogJukomufase Monomeer RW (PGM -1) (PGM-2) L LS 6.Fostoglukonaatdehidrogenase Dimeer MF (PGD) L.H Superoksieddismutase Dimeer MF (SOD) S,L. T Serum Transteriene Monomeer Tris-glisien (TF) Serum Adenilaatkinase (AK) 'n Hoe konsentrasie AK speel 'n rol in die ophef van energietekorte wat in hart- en lewerweefsel kan ontstaan, aangesien hierdie ensiem 'n kortpad verskaf vir die vinnige produksie van ATP deur energie wat in ADP gestoor word, te mobiliseer. 'n Groot verskeidenheid van bandpatroonvariasies is deur die jare heen op 'n verskeidenheid visspesies geidentifiseer, So byvoorbeeld neem Allendorfet al. (1977) drie duidelike bande by Salmo trutta waar. Die outeur beskou elke band as 'n lokus. Die beste resolusie is met lewerweefsel verkry. Selfs vyf bande waarvan twee minder opvallend gekleur het, is deur Oniwa en Kimura (1981) as'n tipiese AK-patroon beskryf. Philipp et al. (1983) het egter net twee duidelike lokusse by Micropterus salmoides gevind. Beide lokusse is in die meeste weefsels uitgedruk, maar AK-1 het die hoogste aktiwiteit in spierweefsel en AK-2 in oogweefsel getoon. McAndrew en Majumdar (1983) wys daarop dat slegs 'n enkele lokus in die spierweefsel, van die kurperspesies wat hulle ondersoek het, gevind kon word. Vanuit Tabel 4.4 is dit 'n Ondersoek nil die genetiese,'erskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

85 Hoofstuk4 duidelik dat daar ook slegs 'n enkele okus tydens hierdie studie waargeneem is. 'n Hoe mate van aktiwiteit is in die spier, ewer en hart gevind. Behalwe vir L molybdinus het al die ander spesies geen variasie getoon nie en kan die ensiem dus as monomorfies vir die spesies beskou word. Die heterosigote wat waargeneem is by L molybdinus, het die verwagte twee bande van 'n monomeriese heterosigoot (Harris en Hopkinson, 1976) getoon. Tabel4.4 Relatiewe mobiliteit (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos gevind op die onderskeie Labeo-spesies se AK-okus. Lokus R.M. Li ros; Li rud; Leon. LmoL LeyL Lamb. Leap. Lsee. L.mb. AK 100 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1, , ,000 0, ,048. Behalwe vir L ruddi; L molybdinus en L. cylindricus het al ses die ander spesies dieselfde migrasietempo (100%-band) getoon. Hierdie band het dan ook die vinnigste migreer. L ruddi en L molybdinus het daarenteen die stadigstealleel (43%-band) getoon, behalwe vir die lae konsentrasie (0,048) alternatiewe alleel wat by die L. molybdinus bevolking waargeneem is. Hierdie alleel (29%~and) wat die stadig migrerende alleel is van die twee-alleelsisteem, het die spesie onderskei van al die ander. Net so het ook die monomorfiese okus van L cy/indricus die spesie onderskei van die res, aangesien die migrasietempo naastenby intermedier aan die van die 100%- band en 43%-band was Esterases (EST) Esterases is ensieme met verskeie funksies wat onder andere daartoe in staat is om esterbande tussen karboksielsure en naftol te splyt (Korochkin et al; 1977). Brown (1969) het duidelike bewyse gevind dat esterases 'n belangrike rol tydens metabolisme spee, nadat organismes blootgestel is aan spesifieke substrate oftoksiene wat op hulle esterases ingewerk het,. Polimorfisme in esterases kom algemeen by vis voor. ndividue wat homosigoties ten opsigte van elke alleel is, toon twee esterase-bande op die elektroforetogramme, naamlik 'n hoof en 'n satellietband. n heterosigote is daar drie bande, waarvan een weereens 'n satellietband is, sigbaar. Die voorkoms van die satellietbande kan moontlik gekoppel word aan strukturele veranderinge van die ensiem tydens berging daarvan (Kirpichnikov, 1973; Cherfas en Truveller, 19781; Paaver, 1981). Khoen (1969) se studies het 'n visesterase-lokus wat twee allele besit opgelewer, waarvan die optimum temperatuuraktiwiteit naastenby ooreenstem met die allele se natuurlike frekwensievoorkoms in water met dieselfde temperatuur. Dit blyk verder uit die literatuur dat 'n hoe mate van variasie by esterases waargeneem is, en dat die ensiem 'n monomeriese ofdimeriese struktuur kan oplewer (Avtalion, 1982). Cruz et 01. (1982) het twee okusse in die spierweefsel van Tilapia zi//i waargeneem. Grant en Leslie (1983) het verskeie sones van aktiwiteit waargeneem vir Lophius upsicephalus, maar slegs die enkele sone in lewer het genoegsame aktiwiteit getoon sodat korrekte interpretasies gemaak kon word. McAndrew en Majumdar (1983) het ook twee esterase lokusse in die spierweefsel van die Oreochromis-spesies wat hulle bestudeerhet, waargeneem, Grant en Utter (1980) het egter 'n enkele lokus in die spier en ook in die lewerweefsel van Theragra chalocogramma waargeneem. Tydens hierdie studie is drie lokusse waargeneem met die analisering van die onderskeie weefseltipes (Tabel43). Een van die lokusse is met behujp van poliakrielamied-gelelektroforese en die analisering van bloedserum verkry (EST- S). Serum esterases (EST-S) het in totaal sewe allele getoon, waar L. 'n Ondersoek na die genetiese verskiuc en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

86 Hoofstuk congoro, L. umbratus, L. motybdinus, L. seeberi, L. rubromacutatus en L. cylindticusmonomorfies vir die lokus is. L. seeberi en L. cylindricus was die enigste twee spesies waarvan die migrasie tempo's eie aan die twee spesies was en het eersgenoemde die vinnigste alleel (115%-band) en laasgenoemde die stadigste aleel (80%-band) getoon (Tabel 4.5). Alhoewel van die ander spesies ook van mekaar verskil het ten opsigte van die migrasietempo, het dit tog met een of meer allele van 'n ander spesie oorvleuel. Die migrasie verskil wat tussen L. capensis en L. umbratus deur Van Vuuren (1986) waargeneem is, waar L. capensis die vinniger migrerende allele toon, is we ook tydens hierdie studie gevind. L. capensis toon onderskeidelik die 107%- en 103%-bande, terwyl L. umbratus die 93%-band toon. L. rosae, L. ruddi en L. capensis is die enigste drie spesies waar polimorfisme op EST-S gevind is. By al drie spesies is slegs twee allele met verskillende mobiliteite waargeneem. Die dubbelbandige heterosigote wat op elkeen van die drie spesies se serum esterase lokusse voorkom, is 'n duidelike bewys dat hulle 'n monomeriese struktuur vir die ensiem toon. nterpretasies moet egter altyd met inagneming van satellietbande geskied, aangesien duidelike satellietbande by al drie spesies voorgekom het. ndien die satellietbande as genetiese produkte beskou word, kan genetiese waarde verkeerdelik aan die bande gekoppel word, wat tot 'n onjuiste weergawe van die spesie se genetiese samestelling sal lei. Tabel4.5 Relatiewe mobiliteite (RM.) en frekwensies van die verskillende allele, soos gevind op die onderskeie Labeo-spesies se EST-lokusse, Lokus RoM. L /'OS. L ~ L con. L nwl L. cyl Lumb. Leap. L see. L rob. EST ,952 1,000 0,040 1, ,000 0,048 0, , ,970 1, EST , , ,290 1, ,640 1,000 1,000 0, ,070 0, EST-S 115 1, , ,970 0,880 1, , ,000 Denker gedruktewaardes: Hardy.Weinbergnrhoudingwaar p > 0.05 (Slen Tabe4.22) Die ander twee lokusse (EST-1 en EST-2) het 'n hoe aktiwiteit in 'n verskeidenheid van weefsels getoon, nl. brein, hart, nier, testes, oog en maag (Tabel 43). EST-1 was egter, behalwe die bogenoemde weefsels, beperk tot die spierweefsel en kieue, terwyl EST-2 eie aan die lewer was. Grant en Utter (1980) het ook 'n enkele lokus vir onderskeidelik die spier- en lewerweefsel waargeneem, 'n Ondersoekna die geneties«verskioe en populasiegenetiluz van nege Lab_spesies in Suid-Afrika

87 4-20 Hoorstuk4 EST-1 het in totaal vier allele tussen die verskillende spesie opgelewer. L. ruddi; L. umbratus, L. congoro, L. seeberi, L. rubromaculatus en L. cylindricus het elk net een allee1 getoon en is dus monomorfies vir hierdie okus.die eersgenoemde twee van die ses spesies het die selfde migrasietempo (loo%-band) getoon, terwyl die laasgenoemde twee (115%- band) en die middelste twee (109%-band) onderskeidelik geen verskille ten opsig te van mekaar se migrasietempo getoon het nie, Net soos by EST-S is by beide L. rosae en L. capensis polimorfisme na kleuring opgemerk, Albei die alternatiewe homosigote en die twee bande van 'n tipiese monomeriese heterosigoot is by die twee spesies en ook by L molybdinus waargeneem, wat dan ook die enigste drie spesies was wat polimorfisme vir EST-1 getoon het. EST-2 het 'n enkele alleel meer as EST-l getoon. Weereens was hier ses van die spesies wat monomorfies was vir die lokus. Hierdie spesies is presies dieselfde as die vir EST-, behalwe dat L. rubromaculatus nou polimorfies is enl. mo/ybdinus monomorfies. L. cylindricus en ook L. ruddi het elkeen 'n unieke migrasietempo getoon en dus kan albei onderskei word van al agt die ander spesies op grond van die mobiliteite vanhulle allele op EST-2. Net soos by die vorige twee esterase okusse het L. capensis en L. rosae weereens 'n polimorfiese lokus getoon, wat 'n aanduiding is van die hoe mate van polimorfisme van hierdie twee spesies se esterase ensieme. nteenstelling met die ander twee lokusse (EST-S; EST-) het L. rosae hier 'n drie alleelsisteem uitgedruk, in plaas van die normale twee allele, wat hierdie hoe graad van polimorfisme nog net verder beklemtoon Gliseraldehiedfosfaatdehidrogenase (GAP) GAP speel 'n rol tydens die omskakeling van gliseraldehied-3-fosfaat na 1,3- difosfogliseraat tydens die oksidatiewe stap van glikolise. Die belangrikste aspek van die reaksie is die hoe-energie asielfosfaat (difosfogliseraat) wat as produk gevorm word, sonder die teenwoordigheid van ATP. Die reaksie verskaf 'n basis om ATP te vorm in die daaropvolgende reaksie van l,3-difosfogliseraat na 3-fosfogliseraat. Die ATP wat bier gevorm word, word substraatvlak fosforilase genoem om dit te kan onderskei van die ATP-produksie deur die meer uitgebreide proses van oksidatiewe fosforilase (Bobinski, 1983). May et al. (1975) het vir die tetrameriese ensiem (Bergmeyer et 01., 1983) 'n enkele lokus by Onchorhynchus garbllssa gevind. Die lokus was polimorfies, maar slegs die stadigste homosigoot en 'n drie-band heterosigoot het voorgekom. Johnson en Utter (1976) het polimorfisme vir GAP by vier van die vyftien spesies wat hulle bestudeer het, gevind. By al vier die spesies het die fenotipiese variasies aan die Hardy-Weinbergverhoudings voldoen. Ses van die spesies het enkelband (monomorfies) fenotipes getoon. Vir Microptenls salmoides is daar drie lokusse gevind vir GAP (Philip et al; 1983): GAP-A is hoofsaaklik in skeletspiere gevind, terwy GAP-B hoofsaaklik tot die lewer beperk is en GAP-C tot die hart en brein. Grant (1985) vind egter net twee sones van aktiwiteit vir GAP: GAP-l was katodies van die oorsprong en het die hoogste aktiwiteit in die spierweefsel getoon. Die okus was polimorfies vir vier allele, waarvan die mees katodiese band (van die heterosigote) nie sigbaar was op die gel nie. 'n Enkele anodiese band is gekry (GAP- 2) in die oog-, lewer- en hartweefse. Na histochemiese kleuring van die gels waarop die verskillende Labeo- spesies verteenwoordig is, is twee duidelike sones met verskil in weefseluitdrukking waargeneem. Die okus wat die naaste aan die oorsprong voorkom, is die sterkste uitgedruk in die spierweefsel, terwy die vinniger migrerende lokus die sterkste uitgedruk is in die hartweefsel (Tabe143). 'n Sone van aktiwiteit wat ooreenstem met die van die spierweefsel is ook in die ewerweefsel waargeneem. Hierdie twee sones van aktiwireit met 'n verskil in weefseluitdrukking wat by die nege spesies waargeneem is, stem ooreen met die algemene bevindinge in die literatuur vir die ensiem (Allendorfet al., 1977; Phillip et al; 1983; Grant, 1985). GAP- het slegs twee allele getoon. Van al nege spesies is slegs vir L. rubromaculatus polimorfisme vir die spesifieke okus waargeneem. A agt die ander spesies was monomorfies en geen verskil het in die migrasie-afstand van die mees algemene alleel (100%-band) voorgekom me (Tabel 4.6). Die enigste 'n Ondersoek na die genetiese versklll«en populasiegenetika van nege Labeo-spesles in Sttid-AfrikJl

88 Hoofstuk ander alleel wat waargeneem is (90%-band), het in 'n baie lae frekwensie slegs by L. rubromaculatus voorgekom. Dit is interessant om op te merk dat bier geen heterosigote waargeneem is nie, maar slegs 'n baie lae frekwensie (0,020) van die stadig migrerende homosigoot. Hierdie hoe voorkoms van die vinnigealleel, kan moontlik op seleksie teen die stadigmigrerende een dui (Kirpichnikov, 1981). GAP-2 het een alleel meer as GAP- na kleuring van die gels getoon. Die aleel wat die stadigste migreer het (59%-band), is slegs byl. cylindricus en L. molybdinus waargeneem. Hierdie alleel het ook geen polimorfisme vir die twee spesies getoon nie. Die res van die spesies het almal die alleel wat die vinnigste migreer het (100%-band), getoon. Behalwe vir L. rosae, is geen variasie vir GAP-2 waargeneem nie. Hierdie polimorfisme wat by L. rosae waargeneem is, verskil van die van L. rubromaculatus (GAP-) deurdat bier net die vinnig migrerende homosigoot en heterosigote waargeneem is en me die alternatiewe homosigoot nie. Die vyf duidelike bande wat by die heterosigoot waargeneem is, is 'n duidelike bewys van die ensiem se tetrarneriese struktuur. Die afwesigheid van die een homosigoot, terwyl die alternatiewe homosigoot en die heterosigoot aanwesig is, is ook deur McAndrew en Majumdar (1983) waargeneem. Die afwesigheid van die een homosigoot kan moontlik verklaar worddeurseleksie wat teen die alleel plaasvind. Tabe14.6 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos gevind op die onderskeie Labeo-spesies se GAP-okusse Lokus R..M. Lros. Lrud. Leon. LnwL L.eyL L.umb. Leap. Li see. Li rub: GAP ,000.1,000 1,000 1, ,000 1,000 1,000 1, , ,000 GAP ,960 1,000 1, , ,000 1, a Gliserofosfaatdehidrogenase (GPD) Gliserofosfaatdehidrogenase kom in die lewer- en spierweefsel voor en bestaan uit twee identiese subeenhede, dit wil se die ensiem besit 'n dimeriese sarnestelling. n die spier is die hoofrol van die dehidrogenase om as draer van sitosoliese-nadh (na die mitochondria) te dien, maar in die lewer is die hoofrol om gliserol te genereer vir lipiedsintese (Smith et al; 1983). n die literatuur word daar minstens vier belangrike funksiesvoorgestel wat die ensiem tydens metabolisme vervul: Ten eerste kan die ensiem funksioneer deur reduserende ekwivalente aan die elektronoordragketting te voorsien deur deelname aan die gliserofosfaatsiklus (Sacktor en Cockran, 1957). Tweedens kan die ensiem sorg dat 'n voldoende NAD-vlak in weefsel met 'n hoe glikolitiese kapasiteit gehandhaafword (White en Kaplan, 1%9). Derdens funksioneer dit ook deur gliserofosfaat as 'n voorloper te voorsien vir fosfaatbevattende sure in weefsel wat relatiefbetrokke is by lipiedsintese (Gilbert, 1967). Laastens kan die ensiem ook 'n glukoneogeniese funksie vervul deur gliserofosfaat na dehidroksie-asetoonfosfaat te verander (Bewleyet al; 1984). Twee lokusse is vir GPD by Parasalmo mykiss gevind, waarvan slegs een daarvan 'n skaars aleel besit het. Die aantal allele van GPD is dikwels drie of vier (Kirpichnikov, 1981). Cruz et al. (1982) het die ensiem slegs in die skeletspier van Tilapia zilli ondersoek waar drie bande \-ir alle individue gevind is. 'n Ondersoek no die geneliese verskille en populasiegenelika van ncge Labeo-spesies in Suid-Afrika

89 4-22 Hoofstnk4 Alhoewel GPD egter normaalweg dimeries is (Ward, 1978), suggereer die spasiering van die bande in die geval, dat drie lokusse voorkom, in plaas van die normale twee lokusse met 'n bibriedsone tussen in. McAndrew en Majumdar (1983) bet ook twee lokusse vir GPD by die spesies gevind wat bulle elektroforeties bestudeer bet. GPD-1 en GPD-2 is beide in skeletweefsel gevind, GPD-! het egter die grootste aktiwiteit in die weefsel getoon. Homosigote van GPO-! is uitgedruk as'n enkel, donker band en dunner satellietbande. Geen beterosigote is vir GPD-1 gevind nie. n die lewer is slegs GPO-2 gevind n al die gevalle is GPD-2 as 'n enkel band uitgedruk. Volgens Grant en Leslie (1983) is drie sones van aktiwiteit vir GPD by Lophius upsicepha/us gevind. GPD-1 is slegs in die lewer gevind en dit bet geen variasie getoon Die(d.w.s. GPD-l was monomorfies). Polimorfisme is we by GPD-2 gevind en dit bet bestaan uit sewe allele wat verskillende kombinasies van enkelbandige bomosigote en driebandige beterosigote getoon het, Die derde sone kon nie ontleed word Dieas gevolg van 'n te lae aktiwiteit. nteenstelling met die literatuur is slegs een duidelike lokus waargeneem na kleuring van die gels vir hierdie spesifieke ensiem (Tabel 43). Daar is egter ten spyte van slegs die enkele duidelike lokus, tog twee sones van aktiwiteit waargeneem. Die vinnig migrerende sone is die een wat tot die lewerweefsel beperk was en goeie skeiding en resolusie getoon bet. Die sone wat daarenteen nader aan die oorsprong waargeneem is, was tot die spierweefsel beperk, maar die resolusie was sodanig dat interpretasie op raaiskote gegrond sou wees en is daarom Die in die resultate aangedui nie. Die verlaging in aktiwiteit van die spierweefselsone kan moontlik toegeskryf word aan die periode van berging voordat analisering plaasgevind bet. Dit sal daarom miskien die moeite loon om met so vars as moontlik weefsel te werk indien vir die ensiem gekleur word, om sodoende 'n boer mate van aktiwiteit en gevolglik ook beter kleuring vir die spierweefselsone te bewerkstellig. 'n Totaal van vier allele tussen die nege spesies is op die lewer GPD-okus waargeneem. Slegs twee van hierdie nege spesies het nie polimorfisme getoon nie, nl. L. ruddi en L. capensis. By beide die twee spesies is slegs die 100%-band waargeneem. By aldie ander spesies is polimorfisme waargeneem deurdat enkelbandige homosigote en driebandige heterosigote (dimeries) duidelik na kleuring van die gels te voorskyn gekom het. Van die sewe spesies waar polimorfisme waargeneem is, het drie van die spesies van die ander vier verskil, deurdat net een van die homosigote saam met die heterosigoot waargeneem is. So bet L seeberi en L. cylindncus slegs die vinnig znigrerende alleel saam met die beterosigoot getoon, terwyl by L. molybdinus daarenteen die stadig migrerende homosigoot en die heterosigoot waargeneem is. By die ander vier spesies is beide die bomosigote sowel as die heterosigoot uitgedruk, Tabe14.1 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos op die onderskeie Labeo-spesies se Gf'Ddokus waargeneem. Lokns R.M. LTOS. LnuL L con. L.moL LcyL L.umb. L.arp. Li see: Lmb. GPD ,988 0,990 0, ,530 1,000 0,680 0,010 0,200 1,000 0, ,470 0,320 0, Doner gedrukte waardes: Hardy-Weinbergverhondingwaar! P > 0,05 (Slen Tabe4.22) l, As die migrasiesnelbeid van die verskillende allele vergelyk word, is dit duidelik dat die!oo%-band die mees algemene band by agt van die nege spesies is. Behalwe hierdie band het L rosae, L. congoro; L. seeberi en L. rubromaculatus ook 'n enkele stadiger migrerende alleel (88%-band) getoon. Daarenteen het L. umbratus en L. cylindricus 'n enkele alleel (122%-band) getoon wat vinniger as die loo%-band migreer het, L. molybdinus is die enigste spesie watgeen allele van die loo%-band getoon bet nie. Die 'n Ondersoek' no die genetiese verskilie en popll!asiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

90 Hoolstuk spesie kan ook van die ander onderskei word op grond van die 133%-band wat eie aan hierdie spesie se GPD-lokus was. Die frekwensievoorkoms van hierdie alleel was egter baie laag (0,012) en het dus nie eintlik baie waarde gehad om die spesie van die res. met behulp van die lokus, te onderskei nie, Net so het die hoe mate van polimorfisme 'n groot mate van oorvleueling tussen die res van die spesies tot gevolg gehad, wat onderskeiding tussen hulle met behulp van die lokus so te se nutteloos gemaak het Glukosefosfaatisomerase (GP). Glukosefosfaatisomerase speel 'n belangrike rol in die katalisering van die omkeerbare reaksie van glukose-6-fosfaat na fruktose-6-fosfaat en dit vertoon 'n wyd verspreide voorkoms in ale tipes weefsel (Longet al; 1%1). Volgens Dando (1974) toon die meeste teleostei twee GP-lokusse. Cruz et a/.(1982) het dan ook twee duidelike GP-lokusse vir Tilapia zilli opgespoor, wat onderskeidelik tot die spier- en hartweefsel beperkwas. Tydens 'n elektroforetiese ondersoek vanlimanda aspera deur Grant et al. (1983), is ook twee duidelike lokusse gevind. Tussen die twee lokusse is 'n duidelike heterodimeriese band waargeneem. Beide homosigote en die heterosigoot met die ooreenstemmende interlokusbande is vir die spesie waargeneem. GP-1 is gevind om tot die spierweefsel beperk te wees, terwyl GP-2 aktiwiteit in die spier, hart en oog getoon het. Net so het Grant en Utter (1980) oak twee GP- lokusse vir Theragra chalcogramma gevind, waar GP~1 tot die spier en GP- 2 tot die oog beperk was. Grant en Leslie (1983) het ook twee duidelike GP- lokusse vir Lophius upsicephalus waargeneem. Die vinnig migrerende lokus (GP-1) was polimorfies vir ses allele, wat oorsprong gegee het aan verskeie enkelbandige (homosigote) en driebandige (heterosigote) fenotipes. Die mees anodiese lokus was daarenteen monomorfies gewees. Tussen hierdie twee lokusse is 'n duidelike interlokusband waargeneem. nteenstelling met die bogenoemde bevindinge het Grant (1985) slegs 'n enkele GP-lokus vir Engraulis capensis na elektroforetiese analisering waargeneem. Albei enkelbandige homosigote en die tipiese driebandige heterosigoot, vir die dimeriese ensiem, het we voorgekom, Die mees algemene fenotipe wat vir GP uitgedruk is, na keuring van die gels waarop die nege Labeo-spesies verteenwoordig was, het bestaan uit 'n driebandige struktuur, Hierdie voorstelling is verkaar as die produkte van twee lokusse met 'n heterodimeriese band war tussen die twee lokusse gevorm het, Die uitdrukking van die ensiem as twee lokusse met 'n interlokusband is, soos hier bo genoem, ook algemeen in die literatuur waargeneem (Cruz et al; 1982; Grant et al., 1983; Grant en Leslie, 1983). Die twee lokusse het nie net in migrasietempo verskil nie, maar ook in rigting: GP-1 het die vinnigste na die anodiese kant van die gel migreer, terwyl GP 2 katodies heelwat stadiger as eersgenoemde migreer het. Behalwe vir die verskil in migrasierigting en -tempo, het die twee lokusse ook in weefseluitdrukking verskil. Die wyd verspreide voorkoms van GP in aile tipes weefsel waarna in die literatuur verwys word, is dan ook vir GP-1 opgemerk, n. brein, hart, kieu, lewer, nier, oog en spier, terwyl GP-2 tot die hartweefsel beperk was (Tabel 4.3). Hierdie verskil in weefseluitdrukking is ook deur die bogenoemde outeurs waargeneem. GP-1 het 'n totaal van drie allele tussen die nege spesies getoon (Tabel 4.8). Slegs by twee van die spesies (L. capensis en L. rubromaculatust is polimorfisme waargeneem. Afgesien van die feit dat slegs die vinnig migrerende homosigoot (100%-band) in kombinasie met die driebandige heterosigote van die twee spesies waargeneem is, het hierdie kombinasie van allele voldoen aan die verwagte Hardy-Weinbergwaardes. Hierdie afwesigheid van die stadig migrerende homosigoot is moontlik ook te wyte aan seleksie teen die alleel (Kirpichnikov, 1981). As die migrasietempo's van die ander sewe spesies se monomorfiese lokusse vergelyk word, kan hulle in drie defnitiewe groepe verdeel word. L. rosae en L. congoro is die enigste twee wat die 113%-band getoon het, terwyl L. ruddi en L. umbratus (behalwe vir die polimorfiese lokusse) uniek was vir die 100%-band. Die aleel wat die stadigste migreer het (met die uitsluiting van die lae frekwensievoorkoms van die heterosigote van L. capensis en L. rubromaculatusy was uniek vir L. molybdinus, L. seeberien L. cylindricus. 'n Ondersoek no die genetieseverski/eenpopulasiegendika "an nege LabetJ-spesies in Suld-Afrika

91 4-24 Hoofstuk4 GP-2 het 'n hoer mate van polimorfisme as GP-1 getoon, deurdat by vier van die spesies polimorfisme waargeneem is (n1. L rosae, L capensis, L seeberi en L rubromaculatus}, As gevolg van hierdie hoer mate van polimorfisme, is daar ook een aleel meer op die lokus waargeneem as op die van GP-1 (Tabe4.8). Van hierdie vier polimorftese lokusse het slegs L. rubromaculatus beide die homosigote in kombinasie met die heterosigoot getoon, terwyl by L rosaeen L capensis onderskeidelik slegs die vinnig en stadig migrerende homosigoot saam met die heterosigoot waargeneem is. Daarenteen het L seeberi nie heterosigote nie, maar wel net 'n baie lae frekwensie van die vinnig migrerende alleel saam met die altematiewe homosigoot (stadige alleel) getoon. L rubromaculatus was die enigste van die vier, waarvan die waargenome waardes verskil het van die verwagte waardes, 5005 deur die Hardy-Weinbergverhouding bereken. Daar sal later meer volledig verwysword na die afwykings van die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings. Tabel4.8 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, 5005 op die onderskeie Labeo-spesies se GP-okusse waargeneem. Lokus R.M. Lros. Lrud. Leon. Lmol. L.eyL L.umb. Leap. Lsee. L.nlb. GP.l 113 1,000 1, ,000 1,000 0,940 0, ,000 1,000 0,060 1,000 0,030 GP , , ,900 1,000 1,000 0,920 0,980 0, ,100 1,000 1,000 1,000 0,470 Donker gedruktewaardes:. Hardy.Welnbergverhoudingwaar p > 0,05 (Slen Tabe4.22) Van die spesies wat monomorfies vir GP 2 was, het L congoro en L umbratus slegs die 100%-band getoon, terwyl L ruddi, L. molybdinus en L cylindricus die enigste drie spesies is wat monomorfies vir die stadigste alleel (45%-band) was (Plaat 10). Slegs L rosae en L rubromaculatus het die aleel saam met die drie spesies gedeel, deur middel van die heterosigote wat vir die twee spesies waargeneem is. Die interlokusbande wat waargeneem is tussen GP-1 en GP-2 was baie prominent en het ooreengestem met die variasies 5005 voorgestel deur Ferreira et al. (1984) Heksokinases (HK) Heksokinase is 'n ensiem wat, net soos fruktose-difosfatase, teenwoordig is in weefsels waar glikoneogenese plaasvind (lewer en nier). Hier speel die ensiem 'n belangrike rol as katalisator tydens die fosforilering sowel as die defosforilering van spesifieke reaksies tydens lipied- en koolhidraatmetabolisme. Die eindproduk van die reaksie, nl. fruktose-6-fostaat, is 'n sterk inhibitor vir die reaksie wat dan ook sodoende die aktiwiteit van HK kontroleer (Lamer, 1971). 'n Ondersoek in die literatuur na die algemene fenotipes wat vir die ensiem sigbaar is, het nie veel opgelewer nie. Allendorf et al. (1977) het egter twee duidelike sones van aktiwiteit opgemerk vir Salmo trutta; waar die een sone slegs tot die lewer beperk is en die ander een daarenteen het aktiwiteit in die ewer- en spierweefsel en oogvloeistof getoon. Geen variasie is vir een van die twee lokusse opgemerk nie. Van Loggerenberg (1988) het vier lokusse vir Parasalmo mykiss, in die spesie se lewerweefsel opgemerk. Hierdie karige inligting wat vir die ensiem opgespoor kon word, kan moontik te wyte wees. aan die lae aktiwiteit en die gevolglike swak kleuring wat vir die ensiem waargeneem word. Beide Mulder tpers. med.) en Van der Bank ipers. med.) het vir die Barbus- en Tilapia-spesies wat hulle onderskeidelik bestudeer het nie genoegsame aktiwiteit waargeneem vir HK, sodat korrekte interpretasies gemaak kon word nie. 'n Ondersoek na die genetlese ~etski/le en populasiegendiko "an nege Labeo-spesies in Sllid-Afriko

92 Hoofstuk Tabe14.9 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die twee allele, soos op die onderskeielabeo-spesies se HK-okus waargeneem. ". Lokus R.M. Lros. Li rud, Leon. Lmoi. LcyL Llmb. L.cap. Lsee. Lnlb. HK 113 0, ,990 1,000 1,000 1,000 1,000 1, ,000 1,000 Na kleuring van die gels waarop die individue van die onderskeie Labeo-spesies verteenwoordig was, is daar we 'n enkele sone van aktiwiteit vir HK opgemerk. Hierdie sone was dan ook net tot die weefsel beperk waarin dit volgens die literatuur waargeneem word, nl. lewer (Tabe4.3). Behalwe vir L. rosae het nie een van die ander spesies polimorfisme getoon nie. Hierdie polimorfisme het uit 'n enkele, dubbelbandige heterosigoot bestaan en sodoende voldoen aan die verwagting van die monomeriese struktuur van die ensiem (Tabel 4.9). Met uitsluiting van die enkele vinnig migrerende alleel (wat die heterosigoot by L. rosae tot gevolg gehad het), is daar geen verskil in die migrasiesnelheid tussen die nege spesies gevind nie. Elkeen van die spesies is dus as 'n duidelike reguit blou-pers band na kleuring waargeneem. Daar moet egter opgelet word dat hierdie bande eers nadat dit oomag gelaat is, sodanig ontwikkel het dat korrekte interpretasies moontlik was sositraatdehidrogenase (DH). Aile selle besit normaalweg twee tipes DH, waarvan een spesifiek is vir NAD en die ander een vir NADP (ngebretsen en Sanner, 1974). Volgens Shen et al. (1974) is NAD-afhanklike DH hoofsaaklik tot die mitochondria beperk, terwyl NADP-afhanklike DH hoofsaaklik tot die sitoplasma beperk is. Bergmeyer et al. (1983) wys daarop dat hierdie ensiem 'n belangrike rol speel in die dekarboksilering van oksalosuksinaat tydens die Krebssiklus. 'n Vergelyking van die inligting wat in die literatuur vir die ensiem beskikbaar is, laat dit blyk of daar normaalweg twee lokusse vir DH waargeneem word. So byvoorbeeld het Cruz et al. (1982) twee monomorfiese lokusse in die skeletspier, hartspier, gonade, brein en slegs 'n enkele lokus (monomorfies) in die lewer van Tilapia zil/i waargeneem. Vir Limanda aspera is ook twee sones van aktiwiteit gevind. Die sones verskil egter in weefseluitdrukking en die aktiwiteit daarvan dui op twee lokusse; waar DH-1 hoofsaaklik in die spier voorgekom het en DH-2 daarenteen hoofsaaklik tot die lewer beperk was. DH-1 het'n aantal enkel- en driebanige fenotipes getoon waarvan die produkte vier allele getoon het, terwyl DH-2 monomorfies was (Grant et al; 1983). n dieselfde jaar as bogenoemde outeurs het McAndrew en Majumdar ook twee lokusse by die Sarotherodon-spesies wat hulle bestudeer het, gevind. DH-1 het in beide skelet- en hartweefsel voorgekom, terwyl DH-2 tot die lewer beperk was. DH-2 was monomorfies terwyl die polimorfiese DH-1 lokus enkelbandige homosigote en driebandige heterosigote getoon het. Grant (1985) het ook twee lokusse vir DH by Engraulis capensis gevind: DH-2 was polimorfies en het uit enkel- en driebandige fenotipes bestaan. DH-1 het die hoogste aktiwiteit in skeletspiere getoon, terwyl DH-2 se hoogste aktiwiteit in die hart, lewer en oog voorgekom het. Volgens hierdie outeur is DH-1 heel moontlik die mitochondriale vorm, terwyl DH-2 die sitoplasmiese vorm van die ensiem is. Behalwe dat daar normaalweg twee lokusse vir DH opgemerk is, wil dit voorkom uit bogenoemde inligting of hierdie lokusse ook in weefseluitdrukking verskil. Dieselfde tendens as wat in die literatuur. na vore gekom het, is ook duidelik by hierdie nege Labeo-spesies waargeneem: nl. twee defnitiewe sones van aktiwiteit wat in weefseluitdrukking verskil. Die aktiwiteit van die sones het dan ook daartoe bygedra dat hierdie twee sones as twee lokusse verklaar is,waar DH-1 tot die lewerweefsel en DH-2 tot die spierweefsel beperk was...'.- On Onders«k 1Q die genetieseverskill«en poplilasiegenetika "an nege Labeo.spesies in Suid.A/rikLz

93 4-26 Hoofstuk4 Tabe14.10 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos op die onderskeie Labeo-spesies se DH-okusse waargeneem. Lokus RoM. Lros. L.nuL Li con: L.mol. L.cyL Lwnb. Leap. Li see: L.mb. DH l 135 1, ,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1, ,000 DH , ,000 1, ,000 1,000 1, , ,000 Daar is egter nie op een van die spesies se twee lokusse enige polimorfisme waargeneem nie.tn Totaal van vier allele het, ten spyte van hierdie algehele monomorfiese toestand, op DH-1 sowel as DH-2 voorgekom. Die vyf spesies wat vanuit die Limpoporiviersisteem versamel is en ook L. rubromaculatus het almal dieselfde migrasietempo getoon met die gevolg dat hierdie hoe frekwensievoorkoms van die spesifieke aleel daartoe gelei het dat dit as die 100%-band geidentifiseer is (Tabel 4.10). L. capensis is daarenteen die enigste spesie wat die vinnigste alleel getoon het (Tabel 4.10). L. umbratus se monomorfiese lokusse is gevorm deur 'n alleel wat nog stadiger as die 100%-band, op DH-l sowel as DH-2, migreer het. Hierdie verskil in migrasietempo van DH-1 en DH-2 tussen L capensis en L. umbratus, waar eersgenoemde die vinniger aleel besit, is ook deur Van Vuuren (1986) opgemerk, Die duidelike verskil inmigrasietempo het dan ook daartoe bygedra om hibridisasie tussen die twee spesies onomwonde te bewys (Van Vuuren, 1986). Die alleel wat die stadigste migreer het, was op beide lokusse, eie aan L. seeberi. DH was dus nie instaat om baie inligting oor die genetiese diversiteit van elke spesie te verskaf nie, maar dit het we oor die vermoe beskik om in 'n redelike mate tussen die spesies te onderskei Kreatienkinase (CK) Kreatienkinase is betrokke by ATP-metabolismeen word benodig vir energievoorsiening in alle stadia van ontwikkeling. Die ensiem katiliseer die omkeerbare stikstofforilasie van kreatien deur middel van 'n reeks magnesiumkomplekse, wat lei tot die produksie van energie wat dadelik beskikbaar is (Bohinski, 1983). Die aktiwiteit wat vir hierdie dimeriese ensiem (Grant en Stahl, 1988) in die literatuur gevind is, varieer baie. So byvoorbeeld het Grant et at. (1980) tydens hulle analisering van Onchotltynchus nerka, rwee lokusse vir CK in die spierweefsel waargeneem. Cruz et al. (1982) het slegs 'n enkele lokus in die spierweefsel van Tilapia zilli waargeneem. Daarenteen het Grant en Stahl (1988) twee lokusse vir Gadus mothua waargeneem, waar die een lokus beperk was tot spierweefsel en die ander een tot die oogvloeistof. Van der Bank (1988) het ook twee lokusse vir die kurperspesies wat by ondersoek het, gevind; waar die een lokus weer tot die spierweefsel beperk was en die ander een tot die brein, Grant et al. (1983) het egter vier CK-lokusse vir Limanda aspera waargeneem, waar die lokusse onderskeide!ik tot die hart (CK-l), spier (CK-2), gonades (CK-3) en brein (CK-4) beperk was. Tydens hierdiestudie is twee sones van aktiwiteit met dieselfde weefseluitdrukking waargeneem (Tabel 3.4). Die uitdrukking van hierdie ensiem se lokusse ten opsigte van die weefsel, stem dus ooreen met die van Grant et al. (1983), waar twee lokusse in die spierweefsel waargeneem is. Geeneen van die lokusse het egter enige polimorfisme getoon nie. 'n Ondersoek na die genetiese verskilie en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in S/lid-Ajrika

94 Hoofstuk" Tabe14.1l Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos op die onderskeie Labeo-spesies se CK-lokusse waargeneem. Lokus R.M. Lcros; Lrud. Leon. Lnwl. LeyL Lumb. LCilp. Li see, Lnlb. CK-l 124 1, ,000 1, , , CK ,000 1,000 1, ,000 1, , Daar is wel variasie in die migrasietempo van die verskillende spesies, op albei lokusse, waargeneem. CK-1 het vier verskillende allele getoon (Tabe4.11), waar slegs L. capensis die vinnigste migrerende alleel (124%-band) getoon het. Die tweede vinnigste alleel (l00%-band) is waargeneem by al vyf die spesies wat in die Limpoporiviersisteem versamel is, en ook by L. rubromaculatus. L. seeberi is van al die ander spesies onderskei, deurdat die stadigste alleel (73%-band) tot die spesie beperk is. Net so word L. umbratus van al agt die ander spesies onderskei, aangesien die 9O%-band uniek is vir die spesie. CK-2 het daarenteen slegs drie allele getoon, waar al die spesies behalwe L. cylindricus en L. molybdinus die 100%-band getoon het, L. molybdinus verskil van die bogenoemde spesies en ook L. cylindncus, deurdat die alleel wat uniek is vir die spesie (80%-band) stadiger as die eersgenoemde spesies, maar vinniger as die van L cylindridus (65%-band) Laktaatdehidrogenase (LDH) Volgens Kaplan (1964) kom daar twee hooftipes LpH by alle vertebrate voor en elkeen bestaan uit vier identiese subeenhede. Wanneer die twee tipes in een sel voorkom, kan hulle hibriede vorm wat uit subeenhede van beide soorte bestaan. Die twee hooftipes is deur Markert en Moller (1959) onderskei as A en B, maar Kaplan (1964) noem dit egter hart- (H) en spier- (M) vorme op grond van hulle verskil in funksie en op grond van studies wat vroeer op hart- en spier-ldh gedoen is. Volgens Chan et al. (1962) funksioneer die B-tipe LDH in weefsel waar hoe anaerobiese metabolisme voorkom, terwyl die A-tipe LDH hoofsaaklik in aerobiese weefsel voorkom. Deur dus 'n variasie in hoeveelhede van A- en B- subeenhede te produseer, kan dit 'n weefsel in sy funksionele metabolisme onder verskillende omstandighede bystaan. Volgens Kaplan (1964) is daar 'n duidelike korrelasie tussen die funksie van 'n spier en die spier se LDH-samestelling. Elektroforetiese inligting dui duidelik daarop dat twee verskillende subeenhede voorkom wat ladingsverskille besit en dit dus moontlik maak om hulle elektroforeties te skei. Volgens Markert en Faulhaber (1%5) is die LDH-bandpatrone van soogdiere (in ooreenstemmende weefsel) opvallend dieselfde. Dit was egter nie die geval by die visse wat hulle ondersoek het nie. Die waarneming word in die literatuur gestaaf (Kaplan en Ciotti, 1%1; Kaplan, 1%3; Wilson en Kaplan, 1964; Wilson et al.; 1964). Daar is gevind dat LDH-bandpatrone van vis vanaf een tot ongeveer twintig verskillende isosieme kan vertoon, afhangende van die weefsel en die spesie wat ondersoek word. Chan et al. (1978) het gevind dat daar 'n defnitiewe ooreenkoms tussen die bandpatrone binne naverwante spesies is (in die geval van Salmo trutta en Parasalmo mykiss). Tog verskil die bandpatrone van S. trutta in getal asook in posisie van sommige van die bande van P. mykiss. Die vermoe van 'n Ondenoek no die genetiese verskille enpof'/llasiegenetika van neg«labeo-spesies in Said-Afrika

95 4-28 Hoorstuk4 elektroforese om tussen die twee naverwante spesies te onderskei, ilustreer die vermoe van die tegniek om duidelik die spesie-spesiwiteit van LDH-isosieme aan te dui. Oor die algemeen is daar drie lokusse, nl. A-, B- en C-okusse by die spesies wat elektroforeties bestudeer is gevind en het LDH-A we die hoogste aktiwiteit in skeletspier getoon (Johnson en Utter, 1976; McAndrew en Majumdar, 1983; Basio en Taniguchi, 1984). Polimorfisme het by al drie die lokusse voorgekom. Heterosigotiese lokusse het variasies van bandpatrone getoon wat gewissel het van twee totvyf allele (Johnson en Utter, 1976; Grant, 1981; Frankel, 1983;McAndrewen Majumdar, 1983; Basio en Taniguchi, 1984). n die literatuur is daar ook verskeie kere melding gemaak van heterotetrameriese bande (interlokusbande) wat tussen LDH-A en LDH-B gevorm het (Grant, 1981; Frankel, 1983;Grant en Leslie, 1983;Van Vuuren, 1986). Met evaluering van die gels na histochemiese kleuring, is drie duidelike sones van aktiwiteit by die verskillende Labeo-spesies waargeneem. Die aktiwiteit van die sones was sodanig dat die kleuringsreaksie na ongeveer een uur so ontwikkel het, dat interpretering van die gels bemoeilik was. Daar word dus aanbeveel om die ensiem, so gou as wat die kleuringsreaksie dit toe laat, te interpreteer. ndien die weefselaktiwiteit van die bogenoemde drie sones (Tabe43) met dit wat in die literatuur beskikbaar is, vergelyk word, is 'n hoe mate van ooreenstemming waargeneem: LDH-1 het 'n baie hoe aktiwiteit in die hartweefsel getoon en stem dus ooreen met die LDH-B lokus waarna deur Chan et at. (1964) verwys is. Behalwe hart, het die lokus ook 'n redelike mate van aktiwiteit in die brein, maag, en testes getoon (Tabe43). Na aanleiding van die hoe aktiwiteit wat LDH-2 in die spierweefsel getoon het, is aangeneem dat hierdie lokus Doreen moet stem met LDH-A, waarna in die literatuur verwys word (Chan et al; 1964;Chan et al., 1978).Whitt et al. (1975) noem dat 'n C-okus vanaf die B-okus,of deur chromosomale diploiedie of tandem duplikasie, evolueer. Hierdie outeurs het waargeneem waar die lokus in sommige spesies 'n algemene funksie in 'n verskeidenheid van weefsels verrig het, maar ook dat dit in ander spesies tot die oog of lewer beperk was. Die derde lokus wat tydens die studie waargeneem is, moet dus analoog aan die C-okus wees. Beide LDH-A en -B het anodies migreer, terwyl LDH-C na die katodekant van die gel migreer het. Op die LDH-B (LDH-1) lokus kon slegs twee allele tussen die spesies opgespoor word (Tabe4.12). Die vinnig migrerende alleel was monomorfies by al die spesies behalwe L. rosae; met die gevolg dat dit die hoogste frekwensie voorkoms getoon het en sodoende as die 100%-alleel geidentifiseer is. Die stadig migrerende alleel (90%-band) is gevorm deur die vytbandige heterosigote wat vir L. rosae waargeneem is. Hierdie vytbandige fenotipes is tipies van die tetrameriese ensiem en is ook agemeen in die literatuur waargeneem (Grant, 1981; Frankel, 1983;Basio en Taniguchi, 1984). Die voorkoms van die enkele alleel saam met die heterosigoot is nie uitsonderlik nie en is ook al deur Grant et al. (1980) waargeneem en kan dit volgenskirpichnikov (1981) op seleksie teen die stadigmigrerende aleel dui. TabeJ 4.12 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, 5005 op die onderskeie Labeo-spesies se LDH-lokusse waargeneem. Lokus R.M. Lros. LnuL L. con. L.nwL LcyL Liumb: L.cap. Li see: Lrub. LDH-A 100 1,000 1, ,000 0,970 1,000 1, , 'LDH-B 100 0,940 1, ,000 1,000 1,000 1, ,060 LDH-C ,000 1, i 1, 1,000 'n Ondersoek nil die genetiese verskilj.een populasiegenetika "an nege Labeo-spesles in Sltid-Afrika

96 Hoofstuk Met 'n vergelyking van die migrasie-afstande van die lokusse in die verskillende weefsels,,is duidelik geen verskil in die afstand van die lokusse in die hart-en spierweefsel van beide L. molybdinus en L. cylindricus waargeneem me. n beide gevalle is die hartlokus (vinnig migrerend) op presies dieselfde posisie as die van die spierlokus waargeneem en is daar aangeneem dat LDH-B nie by die twee spesies voorkom nie. Hierdie afwesigheid van LDH-B by beide spesies dui dus op 'n positiewe verwantskap tussen die twee spesies. LDH-1 beskik me oor die vermoe om tussen die Labeo-spesies te onderskei nie, aangesien die 100%-alleel oor die algemeen vasgestel is vir die spesies, maar L. cylindricus en L. molybdinus is uniek in die opsig deurdat LDH-B nie uitgedruk word in beide spesies nie en dus van die res onderskei kan word. Die bandpatrone wat vir LDH-A (LDH-2) waargeneem is (Tabel 4.12), het me 'n groot mate van variasie getoon me aangesien slegs drie allele waargeneem is. Van die nege spesies wasl. cylindricus die enigste wat polimorfisme getoon het: waar dit bestaan het uit die vinnig migrerende homosigoot en vyfbandige heterosigote. Hierdie tendens is ook by L. rosae vir LDH-B waargeneem. Die mees algemene band (100%-alleel) was vasgestel vir al die spesies, behalwe L. rosae wat polimorfles was enl. seeberi wat 'n baie stadig migrerende alleel (15%-band) getoon het. Net soos in die literatuur is ook tussen LDH-A en -B duidelike heterotetrameriese produkte waargeneem. LDH-C het net soos LDH-B ook slegs twee allele getoon. Hier is egter geen polimorfisme vir enige van die spesies waargeneem me. Die algemene fenotipes het dus bestaan uit enkelbande wat vir die onderskeie spesies vasgestel was. Die vinnig migrerende alleel is onderskei as die 100%-band en is waargeneem vir L. rosae, L. ruddi, L. congoro en L. seeberi. Die stadig migrerende alleel is daarenteen verteenwoordig in L. capensis, L. umbratus en L. rubromaculatus. Dieselfde fenomeen wat vir LDH-B waargeneem is ten opsigte van die uitdrukking van die lokus vir L. cylindricus en L. molybdinus, is ook vir LDH-C waargeneem, nl. dat daar geen aktiwiteit vir die lokus in enige weefsel van die twee spesies gevind kom word me. Hierdie verandering in geenuitdrukking het heel waarskynlik gerealiseer as gevolg van die vasstelling van 'n nulalleel vir die twee lokusse van L. cylindricus en L. molybdinus, eerder as deur die verskyning van twee nuwe lokusse wat die resultaat van 'n onlangse geenduplisering by die ander spesies sou aandui. Hierdie afwesigheid van 'n spesifieke lokus by spesies van dieselfde genus, is ook deur Grant en Stahl (1988) waargeneem Malaatdehidrogenase (MDH) n dierselle word daar twee genetiese sisteme aangetref. Een word beheer deur chromosomale DNA en die ander deur die DNA van die mitochondria (Shows et al., 1970). Daar is vasgestel dat mitochondriale ensieme meer betrokke is by die oksidasie van malaat, terwyl die sitoplasmiese ensieme die teenoorgestelde reaksie kataliseer (Kaplan, 1%1; 1%3). Volgens hierdie outeur lei die bogenoemde interaksie tot die vorming van ATP vanaf NADH wat in die mitochondria gevorm word. Die oksaloasetaat diffundeer na die sitoplasma, waar dit tot malaat gereduseer word deur die sitoplasmiese ensiem. Diffusie van malaat na die mitochondria verseker die herhaling van die siklus (Kaplan, 1%1; 1%3). Hierdie mitochondriale en sitoplasmiese vorme van MDH manifisteer dit self in die twee lokusse wat in die algemeen in die literatuur vir die ensiem gevind word. So byvoorbeeld het McAndrew en Majumdar (1983) twee lokusse waargeneem vir die tilapias wat hulle bestudeer het en het MDH-1 en MDH-2 die hoogste aktiwiteit in onderskeidelik die spier en lewer getoon. Grant (1985) het ook twee sones van aktiwiteit waargeneem in die spierweefsel van Engraulis capensis, maar die mees katodiese lokus se aktiwiteit was sodanig dat interpretasie nie moontlik was nie. MDH-1 het egter duidelike enkelbandige homosigote en driebandige heterosigote getoon, Grant et ale (1980) het tot soveel as vier MDH-okusse in die spierweefsel van Oncorhynchus nerka waargeneem. Grant en Leslie (1983) het daarenteen 'n enkele lokus met driebandige heterosigote en enkelbandige homosigote in die spier, hart, lewer en oog van Lophius upsicephalus waargeneem. Grant en Stahl (1988) het ook nie die verwagte twee MDH-okusse nie, maar wel drie vir Gadus morhua n Ondersoek na die genetiese verskitl«en poputasi«: genetika,'an nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

97 4-30 Hoofstuk4 waargeneem. Die agemene tendens in die literatuur was egter dat twee lokusse waargeneem is (Grant en Utter, 1980; Grant et al; 1983; Lizemore, 1986; Van der Bank, 1988). Tabe14.13 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos op die onderskeie Labeo-spesies se MDH-lokus waargeneem. Lokus R.M.. L.ros. L. nul. L. C071. L.moL L.cyL L.umb. L.cap. Li see: L.mb. MDH 135 0,260 0, ,000 1,000 1, , , ,970 Denker gedrukte waardes: Hardy Weinbergverhouding waar p > 0,05 (Sien Tabe4.22) Die resultate van hierdie studie stem dan ook ooreen met die algemene bevinding van die literatuur, n. dat twee sones van aktiwiteit waargeneem is. Die aktiwiteit van die stadig migrerende sone was egter so aag gewees, dat korrekte interpretering onmoontlik was. Volgens Grant (1985) verteenwoordig hierdie diffuse sone heel waarskynik die mitochondriale ensiem. Die drie allele wat in Tabel 4.13 aangedui _ word, is dus die wat vir die vinnig migrerende sone in spier-, lewer- en hartweefsel waargeneem is. Die polimorfisme wat op die lokus waargeneem is, het uit enkelbandige homosigote en driebandige heterosigote bestaan, wat tipies vir die dimeriese ensiem is (Grant et al; 1983). Hierdie polimorfisme het egter net by L. cylindricus en L. rubromaculatus voorgekom. Eersgenoemde het beide homosigote (stadig en vinnig) saam met die driebandige heterosigoot getoon, terwyl by L. rubromaculatus slegs die stadigmigrerende alleel (l00%-band} saam met die heterosigoot voorgekom het, Hierdie spesie se verhouding van die waargenome tot die verwagte heterosigote, het voldoen aan die waarde soos bereken deur die Hardy-Weinbergverhouding. L. cytindricus het daarenteen nie aan die verwagting voldoen nie (Sien Tabe4.22).. Behawe vir die bogenoemde twee spesies, was die 100%-band vasgestel vir L. capensis, L. umbratus, L. motybdinus en L. seeberi. Die aleel wat die vinnigste migreer het (135%-band), het bestaan uit die atematiewe alee van L. cylindricus en L. rubromaculatus, wat ook die polimorfisme tot gevolg gehad het en dus uniek vir die twee spesies was. Die oorblywende alleel (111%-band) was uniek vir L. rosae, L. ruddi en L. congoro; en was dan ook die enigste alleel wat vir die drie spesies opgemerk is Malaatensiem (ME) Hierdie ensiem kataliseer die oksidatiewe rekarboksilasie van L (of D)-malaat na pirovaat, in die teenwoordigheid van piridiennukleotiedkoensiem en divalente metaakatione (wakura et al; 1978). Die ensiem beskik oor bindingsentra vir NAD en malaat. Binding van die NAD veroorsaak 'n spesifieke verandering van die konformasie van die ensiem, wat die daarstelling van die malaatbindingsentrum tot gevolg het. Na binding van malaat, is die produk C02. Pirovaat word waarskynlik in die eindvorm as tweede produk vrygeste. Laastens word NADH vrygestel en die ensiem keer na die oorspronklike konfigurasie terug (Bergmeyer et al., 1983). Hoe ME aktiwiteit word gewoonlik in skelet-, hart- en lewerweefsel gevind, terwyllaer aktiwiteit in gonades, brein en oe voorgekom het (Cruz et al; 1982). Ten spyte van hierdie wye verspreiding van die ensiem, het Grant (1985) slegs 'n enkele lokus vir Engraulis capensis gevind. Dieselfde is vir Merluccius capensisen M. paradoxuswaargeneem (Grant et al; 1987). 'n Tweede lokus is egter vir C111pea harengus gevind (Grant, 1981,1984; Komfield et al., 1981). Cruz et al. (1982) het dieselfde tendens vir Tilapia zilli opgemerk. Die meer katodale lokus het egter ooreenkomste getoon met MDH wat betref migrasie-afstand en kleuringseienskappe. Dit wit dus voorkom of die band wat die stadigste migreer het, die enigste werklike lokus aandui, aangesien beide 'n Ondersoek1Ul die genetieseverskllle en populasiegenetika ~an nege Labeo-spesies in Slid.Ajrikil

98 Hoofstuk ensieme dieselfde substraat gebruik. Dit kan ook wees dat 'n mitochondriale lokus voorkom soos in ander spesies (Cohen en Omen, 1972; Poveyet al., 1975; Basio en Taniguchi, 1984). ' Stoneking et al. (1979) het 'n totaal van drie lokusse in Salvelinus fontinalis gevind, maar die resolusie van die derde mees anodale lokus was van so aard dat geen interpretasie gedoen kon word nie. Allendorfet al, (1977) het ook drie lokusse by Salmo trutta waargeneem. Die derde lokus het slegs as 'n enkele band vertoon. Die eerste en die tweede lokusse is hoofsaaklik in die oog, hart en spierweefsel as vyfduidelike bande gevind. ndien die aktiwiteit van ME in die verskillende weefsels van die nege Labeo-spesies (Tabel 43), met die inligting in die iteratuur vergelyk word, is dieselfde aktiwiteitsverspreiding waargeneem: n1. dat die hoogste aktiwiteit in die lewer, hart en skeletspier voorgekom het (Cruz et al; 1982). Die uitdrukking van die sones wat na k1euring in die onderskeie weefsels opgemerk is, is verklaar as 'n enkele lokus op grond van die ooreenstemmende migrasietempo's wat waargeneern is. Tabe14.14 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele, soos op die onderskeie Labeo-spesies se ME-okus waargeneem. Lokus R.M. Li ros; L.nul. L. con. L.11Ol. L.cyL Lumb. Leap. Li see: L. rub. ME 127 1, , ,000 1,000 Met interpretering van die gels na histochemiese kleuring, is drie allele tussen die nege spesies waargeneem (Tabe4.14). Dit is interessant om op te merk dat geen polimorfismevir enige van die drie allele voorgekom het nie. Hierdie allele is dus uitgedruk as 'n enkele, monomorfiese band, waarvan slegs die migrasiesnelheid vir sommige van die spesies verskil het. So byvoorbeeld het al die spesies van die Limpoporiviersisteem, behalwe L. congoro; ten opsigte van die ensiemlokus ooreengestem, deurdat a1mal die 100%-band getoon het. L. congoro het daarenteen dieselfde alleel (82%-band) as L. seeberi getoon. Die alleel wat die vinnigste migreer het (127%-band), is by al drie die oorblywende spesies waargeneem, n1. L. capensis en L. umbratus vanuit die Oranje-Vaalriviersisteem en L. rubromaculatus vanuit die Tugelariviersisteem. Hierdie algehele monomorfiese voorkoms vir ME, is ook deur Van der Bank (1988) vir die Tilapia-spesies wat deur hom geanaliseer is,opgemerk Mannosefosfaatisomerase (MP) Hierdie ensiem kataliseer die reaksie waar mannose-6-fosfaat omgesit word na fruktose-6-fostaat. n die literatuur is aktiwiteit vir die ensiem in die spier, lewer, gal, hart, brein en nier waargeneem (Larner, 1971). Grant et al. (1980) het 'n enkele lokus by Onchorhynchus nerka in die spierweefsel opgemerk. Hierdie lokus het tipiese enkelbandige homosigote en dubbelbandige heterosigote getoon, en dus die monomeriese struktuur van die ensiem (Harris en Hopkinson, 1976) gekomplimenteer. Grant en Stahl (1988) het ookslegs 'nenkele lokusvir MP opgemerktydens analisering van tweekabeljou spesies. Die twee outeurs het die hoogste aktiwiteit in die skeletspier en oogvloeistof, vir die spesifieke twee spesies, waargeneem. Dieselfde tendens as hierbo, is ook deur Grant et a1. (1987) vir Matuccius capensis en M. paradoxus waargeneem, behalwe vir die verskil dat die enkele lokus 'n hoe mate van aktiwiteit in die skelet- en hartspier getoon het. Die resultate van hierdie studie het, soos uit die literatuur verwag is, ook net 'n enkele lokus getoon. Hierdie lokus se aktiwiteit was egter, inteensteling met die verskeidenheid wat in die literatuur opgemerk is, net tot die hartweefsel be perk (Tabel 43). Die dimeriese ensiemstruktuur van MP het duidelik navore gekom met die dubbelbandige heterosigote wat op die lokus waargeneem is. 'n Ondersoek nadie genetiesererskil1e en ptjplllasiegenetika,'an nege Labeo-spesies in Sllid-Afrika

99 4-32 Hoofstuk4 'n Vergelyking van die nege spesies se MP-lokusse, het 'n totaal van vyf allele opgelewer (Tabel 4.15). Die alleel wat die vinnigste van die vyf migreer het (1l7%-band), was uniek tot L. congoro. As gevolg van die voorkoms van hierdie alleel, was die spesies ook die enigste een wat polimorfisme getoon het, aangesien dit die alleel was wat oorsprong aan die dubbelbandige heterosigote gegee het. Soos by 'n aantal van die lokusse wat reeds in die literatuur en ook tydens hierdie studie beskryf is, het net die een homosigoot (100%-band) saam met die heterosigoot voorgekom. Behalwe vir L. ruddi, het die ander spesies vanuit die Limpoporiviersisteem ook die 100%-band getoon. Dit is interessant om op te merk dat L. ruddi homself van al agt die ander spesies onderskei, deurdat dit die stadigste alleel (98%-band) opgelewer het. Die twee simpatriese spesies van die Oranje-Vaalriviersisteem het 'n unieke alleel (103%- band) saam met L. seeberi van die Olifantsriviersisteem, gedeel. Daar is wel 'n baie klein verskil in die migrasietempo van L. rubromaculatus en diebogenoemde drie spesies opgemerk. Alhoewel hierdie verskil in migrasietempo baie klein was, was dit tog baie duidelik waarneembaar en is hierdie alleel (102%-band) uniek gewees vir L. rubromaculatus. Tabe14.15 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele soos op die onderskeie Labeo-spesiesse MP-lokus waargeneem Lokus RoM. Lros. L.nuL L. con. Lmol. L.cyL L.umb. Leap. Li see; Lnw. MP 117 0,Q ,000 1,000 1, , ,000 0,930 1,000 1, , Peptidases (PEP) Hierdie groep ensieme speel 'n baie belangrike rol tydens die biosintese van proteiene (nternational Union of Biochemistry, 1%5). Volgens Palmer (1981) besit elke polipeptiedketting, wat deur translasie gesintetiseer word op grond van die boodskap wat deur die b-rna gedra word, 'n N-formielmetionien as die N-terminus. Hierdie formielgroep kom egter nie voor in die finale proteien nie. Dit is by die vinnige verwydering van hierdie N-terminale residu, waar peptidases 'n belangrike funksie verrig. bv,l-leusielpeptied + Hio = L-leusien + peptied (nternationalunion of Biochemistry, 1965). Die kleuringsmetode vir die opsporing van peptidases berus op die vrystelling van 'n dipeptied of tripeptied van 'n L-aminosuur, wat 'n sensitiwiteit vir die werking van 'n L-aminosuuroksidases, wat in die kleuringsoplossing teenwoordig is, toon (Cruz et al; 1982). Tydens hierdie outeur se elektroforetiese analisering van Tilapia zilli, is van twee dipeptiedsubstrate (nl. leusiel-glisiel en glisiel-tirosien) gebruik gemaak vir die kleuring van die peptidases. Dit was nodig om die gels so vinnig as moontlik te interpreteer, aangesien oorontwikkeling baie vinnig na kleuring voorgekom het. 'n Totaal van drie lokusse is tydens hierdie studie opgemerk. Grant en Leslie (1983) het drie verskillende di- en tripeptiedes as substrate gebruik vir die opsporing van peptidases, tydens die bestudering van Engraulis capensis. Met die dipeptied leusiel-tirosien (LT), is 'n totaal van vier sones met verskillende weefselaktiwiteite, opgemerk. LT-1 was algemeen in al die weefsels wat ondersoek is en dubbelbandige heterosigote is soms waargeneem. LT-2 was tot die hart beperk, terwyl LT-3 en LT-4 onderskeidelik uniek tot die lewer en oogvloeistof was. Met die gebruik van die tripeptied leusiel-glisiel-glisien as substraat, is 'n enkele anodiese lokus opgemerk. Daar is egter twee sones van aktiwiteit met die gebruik van die tripeptied, fenielalanien-prolien, waargeneem. Die sone wat in die lewerweefsel voorgekom het, se aktiwiteit was te laag om enige afleidings te kon maak. 'n Enkele band (PHP-1) is daarenteen in die spier-, oog- en hartweefsel waargeneem. 'n Ondersoek na die genetiese verskille en populasiegenetikd van nege Labeo-spesiesin Suid-Afrika

100 Hoofstuk Grant et ale (1987) het dieselfde drie substrate as Grant en Leslie (1983) gebruik, waarna vyf sones van aktiwiteit vir Merluccius capensis en M. paradoxus opgemerk is. Leusiel-tirosien het drie van die vyf sones opgelewer, en is deur die outeurs geidentifiseer as PEP-A, -C en -X. Fenielalanien- prolien en leusiel-glisiel-glisien het abei 'n enkele lokus getoon en is onderskeidelik as PEP-D en PEP-B geidentifiseer. Van die vyf lokusse, was PEP-B die enigste wat polimorfisme opgelewer het, Die vyf lokusse het alma 'n hoe aktiwiteit in die skeletspier getoon, terwyl PEP-A ook in die hart voorgekom het. Grant en Stahl (1988) het dieselfde tendens vir Gadusmorhua en G. macrocephalus ten opsigte van die voorkoms van PEP-okusse, in die teenwoordigheid van die genoemde substrate, opgemerk. Hierdie twee outeurs het egter gevind dat PEP-C net tot die oog beperk was en dat 'n hoe aktiwiteit vir PEP-A en -B, ook in die lewerweefsel voorkom. Volgens Frick (1983) kom daar normaalweg ses geneties onafhanklike peptidases voor, nl. PEP-A, -B, -C, -0, -E en -S. Hierdie outeur het egter gevind dat die substraat wat gebruik word om die peptidases op te spoor, 'n betroubare indikator van die peptidase se identiteit is. n hierdie publikasie is 'n volledige uiteensetting van die substraatspesifiteit van die onderskeie peptidases in verskillende weefsetipes, te vinde. PEP-C is hoofsaaklik in die brein en in 'n mindere mate in die oog teenwoordig, terwyl PEP-A, -B, -0 en -S in die nier en boonste gedeelte van die spysverteringskanaal gekonsentreerd is. Tydens die histochemiese kleuring van die gels waarop die onderskeie Labeo-spesies verteenwoordig is, isvan dieselfde di- en tripeptiedes as Grant en Leslie (1983) gebruik gemaak om as substrate tydens die kleuringsreaksie te dien. Leusiel-tirosien het twee sones van aktiwiteit opgelewer (Tabel 4.16), wat tot die spier, lewer, hart, nier, testes en maag beperk was (Tabe43). Volgens Frick (1983) reageer hierdie substraat net met PEP-A, -C en -S,maar PEP-C is hoofsaaklik tot die brein en oog beperk. Dus is hierdie twee lokusse onderskeidelik as PEP-A en PEP-S geidentifiseer, PEP-A het slegs 'n enkele monomorfiese lokus, met dieselfde migrasietempo vir al nege die spesies, getoon (Tabe4.16). PEP-S het ook geen polimorfisme getoon nie, maar daar was we 'n verskil in die migrasie-afstand van die drie monomorfiese allele wat op die lokus voorgekom het. L. rosae en L. congoro het die 86%-alleel gedeel, terwyl L. cylindricus en L. molybdinus die stadigmigrerende aleel (60%band) getoon het. L. ruddi het daarenteen die mees algemene alleel (100%-band), saam met L. capensis, L. umbratus, L. seeberi en L. tubromaculatus gedeel (Tabe4.16). Leusiel-glisiel-glisien het slegs 'n enekele sone van aktiwiteit, wat tot die nierweefsel beperk was, opgelewer (Tabel 43). Volgens Frick (1983) toon hierdie substraat 'n hoe aktiwiteit vir PEP-B en is hierdie lokus as PEP-B geidentifiseer, 'n Enkele monomorfiese band, met geen migrasieverskille tussen die spesies nie, is vir die lokus waargeneem (Tabel 4.16). Fenielalanien-prolien het presies dieselfde tendens as bogenoemde lokus getoon, nl. die enkele monomorfiese band (Tabel 4.16). Volgens Frick (1983) is hierdie substraat uniek tot PEP-D en ishierdie lokus daarom as PEP-D, geidentifiseer. Tabel 4.16 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele soos op die onderskeie Labeo-spesies se PEP-okusse waargeneem. Lokus R.M. Lros. L. rod. L con. LmoL LcyL Lamb. L. cop. Lsee. Li rub., i PEP_A 1 ' !PEP-B,j i PEP_DZ 100 1, PEP_S 1 i i i i i, i Sleutel; 1 substraat: 3 substraat: leusiel-tirosien leusiel-glisiel-glisien 2 substraat: fenielalanien-prolien 'n Ondersoek nildie gendiese "erskille en poplliasie. gendika ~an nege Labeo-spesles in Said-Afrika

101 4-34 Hoofstuk Fosfoglukooaatdehidrogeoase (PGD) 6-Fosfoglukooaatdehidrogeoase is '0 dimeriese ensiem wat in alle weefseltipes volop voorkom en 'n rol in die pentosefosfaatsikus speel (Harris en Hopkinson, 1976). Glukose word me altyd deur die proses van gikolise of deur die sitroensuursikus geoksideer nie. n sekere weefses,'soos die lewer word tot 50% van die suiker deur middel van die pentosefosfaatweg geoksideer. n hierdie siklus word gukose-6-fosfaat deur 'n reeks reaksies omgesit in 'n vyf-koolstofsuiker, n. ribulose-5-fosfaat. PGD kataliseer die oksidatiewe dekarboksilasie van glukonaatsuur en is saam met die ensiem gukose-6-fosfaatdehidrogenase verantwoordelik vir die oksidasie van die heksosefosfaat en die vorming van twee molekules NADPH (Bohinski, 1983). Allendorfet al. (1977) het bewyse vir die aanwesigheid van twee lokussebysalmo trutta gevind. Die een lokus is net in die lewer opgemerk, terwyl die tweede een tot die oog en nier beperk was. Cruz et al. (1982) het daarenteen slegs 'n enkele PGD-sone met 'n lae mobiliteit vir Tilapiasilli waargeneem. Die hoogste aktiwiteit het in die lewer voorgekom, maar 'n redelike mate van aktiwiteit is ook in die hart, skeletspier en brein opgemerk. Hierdie outeurs noem dat 'n progressiewe afname in aktiwiteit van die ensiem opgemerk is, met 'n toename in die tyd wat die weefseltipes in die vrieskas gestoor is. Met die elektroforetiese anaisering van Lophius upsicephalus het Grant en Leslie (1983) ook net 'n enkele PGD-lokus opgemerk. Hierdie lokus was die beste uitgedruk in die spierweefsel, waar duidelike driebandige heterosigote (wat tipies vir die dimeriese ensiem is) opgemerk is. Presies dieselfde tendens is deur McAndrew en Majumdar (1983) opgemerk in die Tilapia-spesies wat hulle bestudeer het. Grant et al. (1983) het ook 'n enkele sone van aktiwiteit vir Limanda aspera waargeneem. Hierdie outeurs het '0 totaal van vyfallele tydens die analise opgemerk, en noem pertinent dat die heterosigote, drie bande of bree sones vertoon het, afhangende van die relatiewe mobiliteitevan die allele. Die analisering van die verskillende weefseltipes van die onderskeie Labeo-spesies, het aan 'n enkele PGD-sone oorsprong gegee, wat ooreenstem met die algemene bevindinge in die literatuur. Hierdie sone se aktiwiteit het ook ooreengestem met die weefselverspreiding soos in die literatuur waargeneem (Cruz et al. 1982; Grant et al; 1983; McAndrew en Majumdar, 1983) n. hart- en lewerweefsel (Tabel 43) en is daarom ook as 'n enkele lokus geinterpreteer. Tabe14.17 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskiende allele soos op die onderskeie Labeo-spesies se PGD-okus waargeneem. Lokus RoM. Lros. Lrud. Li con: LnwL LeyL Lllmb. Leap. Li see. Lntb. PGD 133 0, S ,160 ll. 0,952. 1, ,940 0,950 0,840 1,000 0, ,090 0,460 Donker gedrukte waardes: Hardy.Weinbergverboudingwaar p > 0,05 (Sien Tabe4.22). Hierdie PGD-okus het 'n totaal van sewe allele tussen die verskieode spesies opgelewer (Tabel 4.17). Die voorkoms van so '0 hoe aantal allele op 'n enkele lokus kansekerlik aan hand van die hoe mate van polimorfisme wat waargeneem is, verklaar word. Die enigste drie spesies wat nie polimorfisme getoon het nie, is L. umbratus en L. rubromaculatus watalbei monomorfies vir die 100%-band was en L. 'n Ondersoek lu die genetiese verskille en populasiegenetika van negelabeo-spesies in S"id Afrika

102 HooCstuk cylindricus wat monomorfies vir die alleel was wat net vinniger as die bogenoemde twee spesies se alleel, migreer het (111%-band). Die enigste ander spesie wat hierdie alleel (111) saam metl, cylindricus gedeel het, is weereens soos in 'n aantal van die lokusse wat reeds beskryf is, L. molybdinus. Beide homosigote en die driebandige heterosigote is vir hierdie spesie waargeneem. Die vinnig migrerende alleel (133%-band) was uniek vir hierdie spesie. Dit is egter interessant om op te merk dat L. molybdinus een van die slegs twee spesies is, waar hierdie verhouding van die homosigote tot die heterosigote aan die verwagte waardes soos deur die Hardy-Weinbergverhouding bereken, voldoen het (Tabe4.17). L. rosae het saammet L. ruddi; L. congoro en L. capensis ook die 1oo%-band getoon, L. capensis se altematiewe homosigoot en driebandige heterosigote, is inteenstelling met die eersgenoemde drie spesies, deur 'n alleel gevorm wat stadiger as die 100%-band migreer het, nl. 83%-alleel. Hierdie stadige alleel is ook by L. seeberi waargeneem. Die vinnig migrerende alleel wat by L. rosae voorgekom het,' 122%-alleel, was uniek tot die spesie en het oorsprong aan slegs die ander homosigoot gegee. nteenstelling met L. rosae, waar geen heterosigote waargeneem is Die, het L. ruddi net die een homosigoot (l00%-band) en 'n aantal driebandige heterosigote (116/100) getoon. Hierdie 116%-band is ook by L. congoro waargeneem, waar dit aan die vinnig migrerende homosigoot en driebandige heterosigote oorspronggegee het. Behalwe die 83%-alleel het L. seeberi ook 'n unieke, vinnig migrerende aleel (127%-band) getoon. Die spesie het dus albei homosigote sowel as die heterosigoot besit. Die waargenome waardes van hierdie homo- en heterosigote het egter, soos die meeste van die ander spesies, Die aan die verwagte waardes soos deur die Hardy-Weinbergverhouding bereken, voldoen nie, Daar sal later meer volledig oor die waameming uitgebrei word (Sien Tabe4.22) , Fosfoglukomutase (PGM) Fosfoglukomutase speel 'n belangrike rol tydens aerobiese glikolise en ook glikogenese, waar dit die veranderingvanglukose-1-fosfaat na glukose-6-fosfaat kataliseer (Long, et al; 1961). Allendorf et al. (1977) het tydens 'n elektroforetiese analisering van Salmo trutta, twee PGM-sones van aktiwiteit opgemerk. PGM-1 was tot die spier en lewer beperk, terwyl PGM-2 in die spier en oog die hoogste aktiwiteit het. McAndrew en Majumdar (1983) asook Grant et al. (1980) het daarenteen slegs 'n enkele PGM-okus tydens hul navorsing opgespoor. Theragra chalcogramma se lokus was tot die lewer beperk en het geen genetiese variasie getoon nie (Grant, et at. 1980). Daarenteen was die aantal 1ilapia-spesies wat deur McAndrew en Majumdar (1983) bestudeer is, se lokus tot die spierweefsel beperk en het dit uitdrukking aan duidelike enkelbandige homosigote en dubbelbandige heterosigote gegee. Twee lokusse is deur Grant (1985) vir Engraulis capensis waargeneem. Die anodiese PGM-110kus het die hoogste aktiwiteit in die spierweefsel getoon. PGM-2 was daarenteen die sterkste in die lewer- en hartweefsel uitgedruk en het katodies migreer. Op beide die lokusse is enkel- sowel as dubbelbandige fenotipes waargeneem. Grant en Stahl (1988) het ook twee lokusse vir die monomeriese ensiem, tydens die bestudering van Gadus morhua en G. macrocephalus, waargeneem. Die lokus wat die vinnigste migreer het (PGM-1) was die beste uitgedruk in die spierweefsel. PGM-2 was daarenteen die prominentste in die lewerweefsel, maar die resolusie was sodanig dat dit korrekte interpretering bemoeilik het. Na die histochemiese kleuring van die gels waarop die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies verteenwoordig was, is net soos algemeen in die literatuur opgemerk is (Allendorfet al.; 1977; Grant en Leslie, 1983; Grant, 1985), ook twee duidelike lokusse waargeneem. Albei hierdie lokusse het anodies migreer. Die mees anodiese lokus (PGM-1) was net tot die lewer beperk, terwyl die stadiger lokus (PGM-2) hoe aktiwiteit in lewer- sowel as spierweefsel getoon het. Dieselfde tendens is deur Grant et al. (1987) waargeneem. Daar is geen heterodimeriese band tussen die twee lokusse waargeneem nie. PGM-1 het 'n totaal van vier allele tossen die onderskeie Labeo-spesies opgelewer. A die spesies behalwe L. ruddi, L. molybdinus en L. cylindticus het slegs die 100%-band getoon. L. ruddi was "n Ondersoek ld die genetlese verskllle en populasiegenetika "an ncge Labeo-spesies in Slid-Afrika

103 4...:..36. Hoofstuk4 daarenteen monomorfies vir die stadigste alleel (90%-band) en L. motybdinus vir die vinnigste band (107%-band). L. cylindricus was die enigste spesie wat polimorfisme getoon het. Hierdie polimorfisme het slegs uit die hoe frekwensievoorkoms van die stadig migrerende, unieke homosigoot (103%-band) en 'n baie lae frekwensievoorkoms van die vinnig migrerende homosigoot (107%-band), bestaan (Tabel 4.18). PGM-2 het 'n groter mate van genetiese diversiteit as PGM-1, getoon. So byvoorbeeld is daar 'n totaal van ses allele tussen die spesies waargeneem en het slegs L. ruddi; L. congoro, L. umbratus en L. seeberi nie polimorftsme getoon Die. Van die vier spesies was almal, behalwe L. congoro; monomorftes vir die 1oo%-band, terwyl L. congoro monomorfies vir die stadig migrerende band (73%-band) was. By die spesies waar polimorfisme voorgekom het, het L. rosae en L. molybdinus beide die homosigote in assosiasie met die dubbelbandige heterosigoot getoon, terwyl die ander spesies of die vinnige of die stadige homosigoot saam met die dubbelbandige heterosigoot getoon het (Tabe4.18). Tabe14.18 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele soos op die' onderskeielabeo-spesies se PGM-lokusse waargeneem. Lokus R.M. L.ros. L.nuL L. con. L.mol. L.eyL L.amb. L.cap. Li see: L.mb. PGM ,000 0, , ,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1, ,000 PGM ,030 0, ,000 1,000 0,970 1, ,010 0, , o,sso 0, ,440 1,000 0,821 Donker gedrukte waanles: Hardy.Weinbergverhouding waar p > O.OS(Sien Tabel4.22) Dit is interessant om op te merk dat die polimorfisme van L. capensis en L. rubromaculatus deur presies dieselfde allele gevorm is (100;112). L. rosae en L. molybdinus het in 'n groot mate die voorkoms van die stadigste alleel (73%-band) met L. congoro gedeel. Die vinnig migrerende alleel van L. molybdinus (84%-band) was egter uniek vir die spesie. L. rosaehet behalwe die stadige alleel (73%-band), nog twee ander allele (80;92) getoon. Hierdie spesie het dus in plaas van die normale twee-alleelsisteem, 'n drie-alleelsisteem vir die spesifteke lokus uitgedruk. Die verhouding van die homo- tot heterosigote vir die drie-alleelsisteem het egter nie aan die verwagte waardes voldoen Die (Sien Tabe4.22). Beide die 80- en 9O%-allele was ook uniek vir L. cylindricus. Volgens hierdie lokus wil dit dus tog voorkom of die spesies van die Limpoporiviersisteem die stadiger allele gedeel het, terwyl die twee spesies van die Oranje-Vaalriviersisteem in 'n groot mate met die Kaapse en Natalse spesies ooreengestem het, ten opsigte van die allele wat op die lokus uitgedruk is Superoksieddismutase (SOD) McCord en Fridovich toon in 1969 aan dat die koperproteien, eritrokruprien, die xantien-oksidase gekataliseerde reduksie van sitochroom C, inhibeer. Reduksie van sitochroom C vind plaas as gevolg van die produksie van die superoksiedanioon deur xantienoksidase in die teenwoordigheid van xantien, hipoxantien of asetaldehied. nhibering van die reduksiereaksie vind plaas as gevolg van die ensiematiese dismutasie van die superoksiedanioon. Verskeie verskillende koper-, sink-, mangaan-, of ysterbevattende superoksieddismutases is al beskryf in byna alle suurstofverbruikende organismes. 'n Ondersoekno die genetiese verskille en populaslegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

104 Hoofstuk Met elektroforetiese analise vind Grant (1985) 'n enkele SOD-okus in lewerweefselvan Engraulis capensis. Dieselfde is waargeneem deur McAndrew en Majumdar (1983); Phillip et al. (1983); Grant et al. (1983) en Grant et al. (1987) in onderskeidelik Tilapia zilli; Tiiapia-spp., Micropterus salmoides, Limanda aspera en Merluccius capensis. Behalwe vir Grant (1985), het al die bogenoemde outeurs die dimeriese struktuur van die ensiem bevestig deur die enkelbandige homosigote en driebandige heterosigote, wat op die gels waargeneem is. Grant (1985) het egter bree, stadiger migrerende bande as heterosigote geinterpreteer. Die outeur skryf dit toe aan die feit dat die elektroforetiese tydsduur te kort was. Cruz et al. (1982) asook Grant en Stahl (1988) het ook net 'n enkele SOD-okus opgemerk vir onderskeidelik Tilapia zi//i en Gadus morhua. Hierdie lokus was egter nie net tot die lewerweefsel beperk nie, maar het vir die eersgenoemde spesie ook hoe aktiwiteit in die spier, hart, oog, brein en testes getoon. Daarenteen is vir Gadus morhua ook 'n hoe aktiwiteit in die spier opgemerk. Die elektroforetiese analisering van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies het dan ook, soos deurgaans in die literatuur waargeneem is, net 'n enkele lokus was as 'n duidelike akromatiese band waargeneem is (Plaat 10), opgelewer. Die aktiwiteit van die lokus wat nie net tot die lewer beperk nie, maar het dit ook 'n hoe mate van aktiwiteit in die spier en testes getoon (Tabe43). Tabe14.19 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele soos op die onderskeie Labeo-spesiesse SOD-okus waargeneem. / Lokus RoM. L. ros-: L.rud. L. con. L.nwl. L.eyL L.umb. L.eap. Li see; L.rub. SOD 135 1, , , ,000 1,000 Met interpretering van hierdie enkele okus (Tabel 4.19) is 'n totaal van drie allele tussen die nege spesies opgemerk. Nie een van die spesies het enige genetiese diversiteit getoon Die en gevolglik is die lokus as 'n reguit, enkele band by al die spesies waargeneem. Behalwe vir L. molybdinus, L. cylindricus en L umbratus, was al die ander spesies vasgestel vir die alleel met die hoogste frekwensievoorkoms (100%-band). L. umbratus was uniek vir die vinnigste alleel (135%-band), terwyl beidel. molybdinus en L. cylindricus die stadig migrerende alleel (5%-band), baie na aan die oorsprong, getoon het Serum Transferiene (TF-S) Die proteiensisteem het hierdie ondersoek na die genetiese diversiteit en die onderlinge verwantskappe van die Suid-AfrikaanseLabeo-spesies, afgesluit. Hierdie proteien neem deel aan die vervoer van yster, wat noodsaaklik is vir die biosintese van die hemogiobienmolekuies en dit speel 'n belangrike rol by die betagiobuliene van die bloedserum. Die gemak waarmee transferiene deur elektroforese opgespoor en bespeur kan word en die onverwagte eenvoud van oorerwing van die transferienlokus (TF-S), het die publisering van baie artikels wat oor die polimorfisme van die proteien handel, tot gevolg gehad. Die uitdrukking van die lokus verskil tussen die meeste visspesies. Die aantal allele varieer van twee tot dertien, maar meestal van drie tot vier (Kirpichnikov, 1981). Volgens Valenta et al. (1976) kom transferiene in aile visse voor en verteenwoordig dit 'n monomeriese struktuur. Geen tweede lokus is vir die drie-en-sestig spesies wat deur Kirpichnikov (1981) bestudeer is, gevind Die. Normaalweg vertoon die TF-S-lokus 'n aantal bande wat nie geneties verklaar kan word Die. Die teenwoordigheid van hierdie bande word nie deur toeval verklaar Die,maar word deur verskeie outeurs aan die tweede funksie van die proteien gekoppel, naamlik die immunologiese funksie (Manwell en Baker, 1970; Hegenauer en Saltman, 1975). - 'n Ondersoek no die geneliese verski1leen populasiegenelika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

105 4-38 Hoofstuk4 Die aantal allele in die TF-S-okus van die Cyprinidae toon groot variasie: So byvoorbeeld is slegs twee allele by individue van Leuciscusidus (Valenta et 01., 1976) enaspius aspius (Sedoven Krivasova, 1973) gevind. Agt allele het in Cyprinus carpio (Valenta, 1978) voorgekom en tot tien allele is by individue van Barbus barbus (Valenta et al., 1976) gevind Hierdie enkele lokus wat konsekwent in die literatuurwaargeneem is, is ook vir die nege Labeo-spesies na elektroforetiese skeiding van die bloedserum, opgemerk. Die enkelbandige en dubbelbandige fenotipes wat merna waargeneem is, is verklaar as die enkelbandige homosigote en dubbelbandige heterosigote, op grondvan die dimeriese struktuurvan die proteien (Valenta, 1976). Die hoe mate van polimorfisme wat in die literatuur vir die proteien beklemtoonword, word uitgedruk in die nege allele wat tussen die nege spesies op die lokus voorgekom het (Tabe4.20). Vier van die nege spesies (L. rosae, L. ruddi, L. congoro en L. seeberi) het egter elkeen net 'n enkele monomorfiese alleel wat in migrasietempo verskil het, uitgedruk. L. ruddi en L. seeberi het al twee die 100%-alleel getoon terwyll. rosae en L. congoro onderskeidelik uniek vir die 106%-banden 1l0%-bandwas. Tabe14.20 Relatiewe mobiliteite (R.M.) en frekwensies van die verskillende allele soos op die onderskeie Labeo-spesiesse TF-S-okus waargeneem Lokus RoM. LTOS. Lrud. Leon. L.moL L.cyL Li umb: L.cap. Lisee: L.nlb. TF S 125 0, , ,000 0,100 0, ,000 0, ,000 0, ,900 1,000 0, ,130 0,240 0, , ,150 Donker gedrukte,.,aardes: Hardy-Weinbergverhoudingwaar p > 0.05 (Sien Tabe4.22) Vir die vyfspesies wat polimorfies was, het L. capensis met 'n totaal van vier allele die grootste mate van diversiteit getoon. Hierdie allele het uit die drie stadigste allele (85,89,94) en ook die alleel net vinniger as die 100%-band (103), bestaan (Tabel 4.20). Van Vuuren (1986) het dieselfde hoe mate van transferienpolimorfisme vir L. capensis waargeneem. Beide L. umbratus en L. molybdinus het 'n drie-alleelsisteem uitgedruk. Twee van die drie allele van L. umbratus het ooreengestem met die stadige allele van L. capensis, nl. 85 en 94, terwyl die derde alleel (llo%-band) ooreengestem het met die monomorfiese band van L. congoro. Die stadige alleel van L. molybdinus was daarenteen dieselfde as die van L. rosae (106%- band), maar die spesie het dit van al agt die ander onderskei deurdat die twee vinnigste allele (117,125) uniek vir die spesie was. Hierdie was ook die enigste spesie waar die waargenome waardes van die homo- tot heterosigote nie aan die verwagte waardes, 5005 deur die Hardy-Weinbergverhoudingbereken, voldoen het nie.l. rubromaculatus enl. cylindricus het albei slegs twee allele getoon, waar die stadigste aueel van L. cylindricus dieselfde was as die vinnigste van L. rubromaculatus (loo%-band). Die vinnige alleel van die eersgenoemde spesie was analoog aan die van L. congoro en L. umbratus, terwyl die stadige alleel van L. rubromaculatus oorvleueling met L. umbratus.en L. cylindricus, getoon het.. 'n Ondersoek nil die genetiese verskille en populasiegenetlka,'an nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

106 Hoofstuk Met 'n nabetragting van die nege-en-twintig protefenlokusse wat in die tien verskillende weefsels met behulp van die twee elektroforetiese analiseringstegnieke geidentifiseer is, is monomorfiese sowel as polimorfiese lokusse onderling tussen die spesies opgemerk. Dit was ook opvallend dat die verskillende weefseltipes nie dieselfde lokusse uitgedruk het nie. Sommige van die lokusse (bv. GAP-, MP-l, PGM-) was slegs tot een weefseltipe beperk, terwyl van die ander (bv. EST-, EST-2, GP-) tot in soveel as sewe verskillende weefseltipes voorgekom het, Die nege-en-twintig okusse het ook nie almal dieselfde resolusie en skeiding in die onderskeie buffers getoon nie. Dit is dus essensieel om 'n verskeidenheid van buffers te analiseer, indien daar nog nie inligting in die literatuur vir 'n spesifieke spesie se elektroforetiese analisering beskikbaar is nie, om sodoende die buffers te identifiseer wat maksimale skeiding en resolusie sallewer. Nie op een van die nege-en-twintig okusse is polimorfisme vir al nege die spesies waargeneem nie, maar daar is we op vier van die okusse (GPD, PGD, PGM-2 en TF-S) vir vyf of meer spesies polimorfisme op diesefde okus opgemerk. Daarenteen is daar op nege van die lokusse (CK-l, -2; LDH-C; ME; PEP-A, -B, -0, -S; SOD) geen polimorfisme vir enige van die nege spesies waargeneem nie. Die spesiespesiwiteit van hierdie verskillende allele en ook die frekwensievoorkoms daarvan het waardevolle genetiese inligting tot beskikking geste, en sal dit vervolgens bespreek word Unieke lokusse en allele vir die nege spesies 'n Vergelyking van die mono- sowel as die polimorfiese okusse het 'n aantal lokusse waarvan die onderskeie allele uniek was vir die verskillende spesies, opgelewer (Tabel 4.21). L cylindricus het in totaal die meeste unieke allele (4) opgelewer, L. rubromaculatus was daarenteen die enigste spesie waar slegs 'n enkele unieke alleel ten opsigte van die ander spesies waargeneem is. By L. rosae en L. congoro kon egter nie eens een alleel opgespoor word, wat instaat was om die twee spesies van al die ander te Tabe4.21 Die nege Labeo-spesies met die okusse en allele wat uniek is vir die onderskeie spesies. Spesle Kenrnerkende lokus A1leel L rosae FST-l 100 FST-l 106 ME 100 ESf MP 98 L congoro L umbratus FST-l 109 ME 82 ek- 90 OH- 135 OH CK- 124 L molybdinus CK-2 6S L seeberi ESf-S 115 CK- 73 L rubromaculus MP 102 L cylindricus AK 57 CK-2 80 ESf-2 133, ESf-S Denker gedrukte waardes onderskei slegs tussen die twee betrokke spesies. aangesien hierdie twee spesies nie 'n unieke alleel besit nie. 80 'n Ondersoekno diegenetieseverskilleen populasiegendika van negelabeo-spesies in Slid.A/rika

107 4-40 Hoofstuk4 onderskei nie. Die allele wat in Tabe14.21 vir die twee spesies aangedui is, is daarom slegs uniek vir die identifisering van L. rosae en L. congoro. Behalwe vir die enkele allele wat in die tabel aangedui is, is daar ook onderling tussen die spesies nog 'n groter hoeveelheid allele waargeneem wat tussen, by. twee of drie spesies kan onderskei. Hierdie spesiespesifieke allele was dan ook instaat om die L. cylindricus individu, waarvan die skubtellings met die variasiereekse vanl. molybdinus oorvleuel het (3.3.1), onomwonde asl. cytindricus te identifiseer, Die unieke allele kan behalwe vir naverwante spesie identifisering, ook gebruik word as addisionele hulpmiddel om hibriede van naverwante spesies te onderskei. Van Vuuren (1986) was dan ook instaat om hibriede van L. capensis xl. umbratus vanuit Hardapdam (S.WA) te identifiseer, deur DH as genetiese merker te gebruik. Die waarde van DH as genetiese merker om tussen die twee spesies te onderskei, het ook duidelik na vore gekom tydens hierdie studie ( ), en het sodoende ook die herhaalbaarheid van die tegniek bewys. Hierdie kenmerkende allele kan ook baie nuttig wees in die identifisering van sinonieme van die groot aantal Labeo-spesies wat vir Afrika beskryfis. Reid (1985) noem dat L. rubropunctatus nie op grond van die lae dorsale vin, in vergelyking met L. congoro, spesie status verdien nie. L. altivelis wat daarenteen baie naverwant aanl. rosae is,word van-diespesie opgrond van die hoe seilagtige dorsale vin onderskei. Bell-Cross (1976) en ook Jubb (pers. med. met Reid, 1985) voel egter dat dit moontlik dieselfde spesie, met omgewingsgeinduseerde verskille, kan wees. Net so word die moontlikheid van L. baldasseroni as sinoniem van L. molybdinus bevraagteken (Reid, 1985). Hierdie spesifieke probleme en soortgelyke probleme met ander spesies, kan heeltemal uit die weg geruim word indien die genetiese struktuur van elke spesie bekend is Afwykings van die venvagte Hardy-Weinbergverhoudings Soos reeds by 'n aantal ensiemlokusse tydens die bespreking van die ejektroforetiese resultate genoem is, is daar verskeie lokusse van die nege spesies wat nie aan die verwagte verhouding van die aantal homosigote tot heterosigote (soos bereken deur die Hardy-Weinbergverhouding) voldoen het nie (Tabel 4.22). By L. rosae is drie van die lokusse waargeneem (GPO, PGO, PGM-2), terwyl by L. congoro (GPO en PGO) en L. rubromaculatus (GPO en PG-2) elk twee lokusse opgemerk is. Die ander ses spesies het elkeen net een lokus gehad waar polimorfisme waargeneem is, wat me aan die Hardy-Weinbergverhouding se verwagte waardes voldoen het nie. Oit is interessant om op te merk dat by al die afwykings net 'n tekort en nerens 'n oormaat heterosigote opgemerk is me. Volgens Allendorf Tabe14.22 Lokusse van die negelabeo-spesies waarvan dieverwagte Hardy-Weinbergverhoudings beduidende afwykings op 'n 95%-intervalskaal (X = 3,84) getoon het. v:vryheidsgrade Ensiem Spesle Heterosjgete G teets V waargeneem verwag EST S Lruddi 4 10,56 12,78 1 GPD Lrosae ,89 1 L congoro 4 21,76 35,41 1 L umbratus 2 16, Lrubromaculatus GP Z Lrubromaculatus ,49 1 MOH L cylindricus 10 19,24 10,67 1 PGD Lrosae ,69 1 L congoro 6 13, L capensis ,33 1 / i Lseeberi PGM-2 Lrosae i 4,97 1 i! TF S L molybdinus 11 18, 'n Ondersoek 1tl die genetiese verskille en populasiegenetlka van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

108 Hoofstuk en" Utter (1979) word hierdie tekort aan heterosigote dikwels waargeneem, aangesien suiwer panmiktiese groepe skaars is. Verskeie redes word dan ook in die literatuur aangevoer vir moontlike verklarings van hierdie afwykings van die verwagte waardes: Die moontlikheid dat die Wahlundeffek (Wahlund, 1928) tot die tekort aan heterosigote gelei het, is hoogs onwaarskynlik, aangesien hierdie effek op die vermenging van verskillende visgroepe en 'die gevoiglike verskil in alleelfrekwensies, berus, Die spesies wat tydens hierdie studie versamel is, het egter geen onlangse vermenging met 'n ander natuurlike bevolking of kunsmatig geteeide bevolking ondergaan nie en gevolglik word die tekort aan heterosigote as gevolg van die spesifieke manier, nie as baie moontlik beskou me. nteling kan daarenteen wel deel aan die tekort van heterosigote he, aangesien dit algemeen bekend is dat inteling tot 'n toename aan homosigote lei (Falconer, 1960; Allendorf en Utter, 1979). Menslike aktiwiteite, soos die bou van damme en keerwalle wat die natuurlike broeimigrasieroetes van hierdie spesies vernietig, is 'n werklikheid [Gaigher et at; 1980) en kan dus maklik realiseer in kleiner effektiewe broeibevolkings, wat onvermydelik sal lei tot 'n toename in homosigote en afname in heterosigote. Daar sal egter onder bevolkingsheterosigositeit (4.9.5) meer volledig aan hierdie punt aandag geskenk word, aangesien daar 'n algehele bee1d van die onderlinge kruisings in die verskillende spesies geskep word en nie net ten opsigte van 'n enkele lokus nie. 'n Derde moontlikheid waaraan hierdie tekort aan heterosigote toegeskryf kan word, is selfsorterende kruisings en koppe1ings. As gevolg van"die kompleksiteit van selfsorterende kruisings en ook koppelings (Kirpichnikov, 1976), asook die tekort aan enige genetiese inligting van die onderskeie Labeo-spesies, kan nie veel oor die invloed van die koppelings en ook selfsorterende kruisings op die spesies se genetiese diversiteit gese word nie. Die enigste opmerking wat we hieroor gemaak kan word, is dat dit volgens die literatuur (Li, 1976; Allendorf en Utter, 1979) nie 'n baie algemene verskynsel is me. 'n Volgende moontlikheid wat deur Kirpichnikov (1981) genoem word, is die seleksie teen een van die homosigote of die heterosigoot. Volgens hierdie outeurword die verskynsel algemeen opgemerk. Dit is dan ook heel waarskynlik een van die belangrikste oorsake vir die tekort aan heterosigote wat op die onderskeie lokusse onderling tussen die negelabeo-spesies opgemerk is. Behalwe die bogenoemde redes wys Van der Bank (1988) daarop dat die afwykings van die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings wat hy waargeneem het by die Tilapia-spesies wat deur hom bestudeer is, moontlik verklaar kan word as gevoig van 'n onlangse genetiese bottelnek. Hierdie hipotese word gestaaf deur die onlangse droogtes oor die afgelope agt jaar in suidelike Afrika, wat sekerlik tot 'n verminderingin diegenetiese diversiteit van 'ngroot aantalbevolkingsgelei het. Laastens is die moontlikheid dat hierdie tekort aan heterosigote deur'n te klein steekproefgrootte (wat nie 'n verteenwoordigende beeld sou skep nie) veroorsaak is, ook oorweeg. Volgens Grant et al. (in druk) is vyftig individue, om vir alleelfrekwensies wat moontlik verkeerd geinterpreteer is te kompenseer, heeltemal voldoende. Daar is dus gevoel dat die tekort aan heterosigote tydens hierdie studie, nie aan die getal individue wat geanaliseer is, toegeskryf kan word nie. Dit wit dus voorkom of inte1ing, wat tot genetiese bottelnekke kan ei, en ook natuurlike seleksie moontlik verklarings vir hierdie afwykings van die verwagte Hardy-Weinbergverhoudings, wat vir die verskillende Labeo-spesies opgemerk is, kan wees. On Ondersoek na die gmt!tiese rerskiue en pop"lasiegeneti,", ran nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

109 4-42 HooCstuk Bevolkingsheterosigositeit Die statistiese verwerking van die genetiese inligting, soos verkry uit die elektroforetiese analisering van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies, het 'n gemidde1de bevolkingsheterosigositeit gelewer wat tussen 0,0109 (L ruddi] en 0,1079 (L molybdinus) gewissel het (Tabel 4.23). n die literatuur is die bevolkingsheterosigositeit van panmiktiese bevolkings (dw.s. 'n natuurlike vrytelende bevolking) gevind om redelike variasie te toon: by. 0,067 vir Engraulis japonicus (Fujio en Kato, 1979); 0,065 vir Clupea. harengus (Grant, 1981); 0,110-0,128 vir Engraulis capensis (Grant. 1985) en 0,130 Gadus morhua (Grant en Stahl, 1988). Nevo (1978) het die gemiddelde bevolingsheterosigositeit van 51 teleoste wat deur hom geanaliseer is, as 0,051 gevind. Tabe14.23 Aanduiding van die bevolkingsheterosigositeit en die standaardafwyking van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. Spesies Bevolkingsheterosigositeit Lrosae 0,0758 ± 0,0296 Lruddi 0,0109 ± 0,0082 Lcongoro 0,0298 ± 0,0183 L molybdinus 0,1079 ± 0,0511 L cylindricus 0,0978 ± 0,0504 L umbratus 0,0329 ± 0,0240 L capensis 0,0755 ± 0,0313 L seeberi 0,0244 ± 0,0183 L rubromaculatus 0,0584 ± 0,0265 'n Vergelyking van die gemiddelde bevolkingsheterosigositeit van die nege Labeo-spesies wat tydens hierdie studie bestudeer is, kontrasteer duidelik vir L ruddi, L seeberi, L congoro en L umbratus met L rosae; L molybdinus, L. cylindricus; L capensis en L rubromaculatus: waar die eersgenoemde vier opmerklik 'n laer gemiddelde heterosigositeit as die panmiktiese bevolkings van die literatuur toon. Die laasgenoemde vyf spesies se gemiddelde bevolkingsheterosigositeit vergelyk daarenteen baie goed met die waardes in die literatuur en is daarom ook aangeneem dat hierdie spesies se effektiewe geenpoel nog nie sodanig deur onnatuurlike toestande beinvloed is, sodat genetiese verarming voorgekom het nie. Die lae heterosigotiese waardes van L ruddi, L seeberi, L congoro en L umbratus korreleer in 'n hoe mate met die lae waardes wat Van der Bank (1988) vir die Tilapia-spesies wat hy bestudeer het (0,021 0,047), gevind het. Dit is interessant om op te merk dat L ruddi wat die laagste heterosigositeit getoon het, nie tydens die broei-seisoen stroom op migreer nie en in die standhoudende poele bly : waar hulle dan ook broei (Pienaar, 1978). Die genetiese diversiteit van so 'n bevolking sal dus baie meer beperk wees as die van die spesies waar daar 'n jaarlikse broeimigrasie plaas vind, wat gepaard gaan met 'n vermenging van 'n groot aantal individue se genetiese struktuur en die gevolglike vermeerdering in genetiese diversiteit. As die droogte van die afgelope paar jaar dan nog inag geneem word, waar enige genetiese materiaal verhoed is om hierdie broeibevolkings van L ruddi in die onderskeie poele binne te kom, aangesien daar nie water was wat bevolkings onderling verbind het nie, is dit vanselfsprekend dat genetiese verarming tot 'n hoe mate bevoordeel kon word. Buiten hierdie droogte het die damwal die invloed van enige reen wat moontlik vir 'n kort tydperk standhoudende poele met mekaar kon verbind het, uitgeskakel en sodoende ook die binne kom van enige nuwe genetiese materiaal van die dam se kant, uitgesluit. Hierdie geisoleerde situasie aan die onderkant van Glen Alpinedam (waar die spesie inderdaad versamel is) het dus 'n ideale situasie vir die vorming van 'n genetiese bottelnek geskep en manifisteer die invloed daarvan dit self in die baie lae gemidde1de bevolkingsheterosigositeit wat vir L ruddi waargeneem is (Tabe4.23).. 'n Ondersoek. nodie genetiese verskille en populasiegenetiluj "an nege Labeo-spesies in Slid-Afrika

110 Hoofstuk ". Die lae heterosigositeit van L. seeberi (0,0244) kan moontlik 'n aanduiding wees van die invloed wat 'n groot vermindering in 'n spesie se getalle op die spesies se gemiddelde bevolkingsheterosigositeit kan he. Persoonlike kommunikasie met die boere in die omgewing waar hierdie spesie versamel is, het aan die lig gebring dat hulle nie meer die jaarlikse broeimigrasie vir die spesie waarneem nie. Hamman (pers. med. met Skelton, 1987) het dieselfde tendens opgemerk. Hierdie massa migrasies het sekerlik 'n hoer genetiese diversiteit tot gevolg gehad, as gevolg van die groot getalle vis wat onderling kan kruisteel, met 'n gevolglike hoe graad van genetiese diversiteit, Met die verkleining van die effektiewe broeibevolking moes daar noodwendig ook van die genetiese diversiteit verlore gegaan het. Volgens Skelton (1987) is hierdie onrusbarende afname in die getalle van die spesie hoofsaaklik as gevolg van habitatsvemietiging deur die bou van hindemisse (bv. damme en keerwalle) in die natuurlike migrasieroetes van die spesie. Die vrylating van die uitheemse spesies imicropterus dolomieu en M. salmoides) hetegter ook 'n groot aandeel in hierdie spesie se lae getalle. Heide L. congoro (0,0298) en L. umbratus (0,0329) se laer as normale bevolkingsheterosigositeit, dui ook op 'n moontike onlangse genetiese bottelnek tydens hierdie spesifieke twee bevolkings se geskiedenis. Dit blyk dus asof inteling en die gevolgike genetiese bottelnekvorming, inderdaad 'n rol speel by sommige van die Labeo-spesies waar afwykings in die verwagte waardes van homo- tot heterosigote opgemerk is. Hierdie berekening van die spesies se gemiddelde bevolkingsheterosigositeit, is egter gebaseer op spesies waarvan die migrasie tussen bevolkings verskil en ook groot verskille teenwoordig is in die getalle van bevolkings, wat ook die heterosigositeit van 'n bevolking sal beinvloed (Gyllensten, 1985).Hierdie kleiner gemiddeldes van die vier spesies is dus nie 'n aanduiding van 'n kleiner geenpoel vir die spesies in geheel nie, maar net vir die vier bevolkings. Dit is dus noodsaaklik om 'n aantal allopatriese bevolkings van die nege verskillende spesies te analiseer, voordat 'n realistiese weergawe van die spesie se totale genetiese samestelling verkry kan word Samevatting DE FAO-VERSLAG VAN baie klem opdie noodsaaklikheidvan die inkorporeringvan genetiese diversiteit in enige bewaringsprogram. Volgens hierdie verslag is 'n essensiele voorvereiste vir die bewaring van 'n genetiese hulpbron, die korrekte identifisering van 'n spesie, aangesien 'n foutiewe indruk van die spesie se genetiese samestelling verkry sal word, indien dit verkeerdelik geidentifiseer is. Die morfometriese en meristiese vergelyking van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies het aan die Jig gebring dat die normale uitwendige kenmerke beslis instaat is om hierdie spesies van mekaar te onderskei. Daar is egter enkele gevalle opgemerk waar hierdie klassieke metodes nie instaat was om wetenskaplik aanvaarbare identifikasies te maak nie: So byvoorbeeld het Van Vuuren (1986) gevind dat hierdie eienskappe heeltemal onvoldoende was om suiwer individue te onderskei van L. capensisx L. umbratus hibriede in Hardapdam (S.WA.). Net so het die individu waarvan die identifiserende kenmerke, eienskappe van L. molybdinus sowel as L. cylindricus getoon het (33.1), baie gissings tot gevolg gehad tydens hierdie studie. Gaigher en B1oemhof (1975) noem ook die moontlikheid van hibridisasie tussen L. rosae en L. congoro asook L. molybdinus en L. ruddi wat korrekte identiftsering nog verder kan bemoeilik tydens opvolgende studies. Na die elektroforetiese analisering van die nege Labeo-spesies is defnitiewe genetiese merkers vir elkeen van die Labeo-spesies waargeneem. Die waarde van hierdie genetiese merkers het dan ook duidelik na yore gekom tydens hierdie studie, waar die vertwyfeling wat geheers het tydens die identifisering van die individu wat kenmerke van L. cylindricus sowel as L. molybdinus getoon het, uit die weg geruim is. Hierdie genetiese merkers kan ook 'n baie belangrike rol speel in die identiftsering van suiwer broei-bevolkings, wanneer daar aan die kunsmatige teling van die spesies gedink word (soos wei die geval byl. seeberiis). Seleksievir spesifieke eienskappe (bv. hoe temperatuurtoleransie) sal heel waarskynlik in die nabye toekoms ook aan die orde van die dag wees, deur die eienskappe aan van hierdie genetiese merkers te koppel Elektroforese kan dus as 'n addisionee identifiseringstegniek dien, in gevalle waar probleme met die skeiding van naverwante spesies en ook hut moontlike hibriede, ondervind word. Dit is egter vanselfsprekend dat hierdie genetiese kenmerke van 'n spesie eers bekend 'n Ondersoek. lu die genetiese verskil1e en populaslegendika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

111 4-44 Hoofstuk4 moet wees voordat die spesie met behulp van elektroforese geidentifiseer kan word. Volgens die genoemde FAO- verslag (1981) is een van die belangrikste beperkings vir die genetiese manupilering en bewaring van spesies, hierdie tekort aan kennis van die genetiese struktuur van spesies. Hierdie elektroforetiese analisering van die nege Suid- Afrikaanse Labeo-spesies, kan nou as 'n basis dien vir die opbou van kennis in verband met die genetiese struktuur van hierdie belangrike genus. Hierdie kennis kan dan ook as 'n basis funksioneer van waar 'n genetiese bloudruk (soos weerspieel in hulle alleel variasies) vir elke spesie saamgestel kan word. Die verskil in die eienskappe van die onderskeie ensiemsisteme manifisteer dit self in die verskil in aktiwiteit wat waargeneem is vir die tien weefselsoorte wat tydens die studie gebruik is, en ook die verskil in uitdrukking op die drie buffersisteme wat saam met die stysel as ondersteuningsmedia gedien het vir die skeiding van die ensieme. Met hierdie belangrike inligting nou bekend, nl. watter ensiem toon die hoogsteaktiwiteit in die verskillende weefseltipes, watter buffer toon die beste skeiding sowel as resolusie, ens. sal opvolgende genetiese studies baie vergemaklik word. Die identifisering van die verskillende spesies is egter nie die inisierende dryfveer agter hierdie genetiese ondersoek van die verskillende Suid-Afrikaanse Labeo-spesies gewees nie, maar we hierdie algehele tekort aan enige genetiese inligting rakende hierdie belangrike genus, waarvan reeds twee spesies (L. capensis enl. umbratus) kommersieel ontgin word en ook een (L. seeberi) wat op die nuutste Rooi-Data-Lys (Skelton, 1987) verskyn. Alhoewel dit uiters noodsaaklik sal wees om nog 'n aantal allopatriese bevolkings van elke spesie te analiseer, voordat 'n meer vollediger beeld van elke spesie se genetiese samestelling verkry sal word, het hierdie studie tog daarin geslaag om die genetiese struktuur (soos uitgedruk in die verskillende alleelvariasies) van die onderskeie bevolkings wat bestudeer is, weer te gee en dus 'n basis te skep waarvan opvolgende studies geloots kan word., Die statistiese verwerking van hierdie genetiese data het dan ook aan die lig gebring dat die ontwrigting van natuurlike habitatte hoofsaaklik as gevolg van die mens se inmenging, by. die bou van damme en keerwalle, boerdery-aktiwiteite en besoedeling, alreeds gerealiseer het in die afname in genetiese diversiteit van sommige van die bevolkings wat bestudeer is. Die gevolglike onrusbarende lae getalle van L. seeberi, noodsaak 'n kunsmatige teelprogram ter aanvu1ling van die spesie in natuurlike habitatte (Skelton, 1987). Dit sal egter fataal wees om hierdie teelbevolkings suiwer op uitwendige kenmerke saam te stet, aangesien die waarskynlikheid hoog is dat daar van die genetiese diversiteit verlore sal gaan. Sulke geneties arme individue sal dan ook die natuurlik vrytelende bevolkings negatiefbeinvloed, wat uiteindelik tot 'n geneties arme spesie sal lei, wat nie 'n hoe tolleransie ten opsigte van skielike omgewingsveranderinge sal besit nie. Met 'n vergelyking van die inligting wat uit hierdie elektroforetiese analise verkry is, met die inligting van die morfometriese en meristiese ondersoek van die nege Labeo-spesies, kon geen korrelasie tussen die twee stelle data getrek word nie. So byvoorbeeld het L. ruddi, alhoewel dit die laagste gemiddelde bevolkingsheterosigositeit getoon het, morfometriese en meristiese variasiereekse opgelewer wat groter was as die van die ander spesies waarmee dit 'simpatries voorkom, maar tog 'n hoer gemiddelde bevolkingsheterosigositeit as L. ruddi opgelewer het. Dit blyk dus dat hierdie groot variasie wat L. ruddi getoon het, eerder omgewingsgeinduseerd is en nie geneties nie. Hierdie stelling 'is gegrond op die bogenoemde feit, nl. dat L. ruddi 'n kleiner bevolkingsheterosigositeit as van die ander spesies toon, maar tog was die spesie se variasiereekse groter as die van die spesies wat 'n hoe bevolkingsheterosigositeit opgelewer het. McAndrew et al. (1982) het ook hierdie gebrek aan verwantskap tussen morfologiese variasie en ensiem heterosigositeit by Pleuronectens platessa opgemerk. Behalwe dat belangrike inligting oor die genetiese samestelling van visspesies tydens so 'n studie ingewin word, word terselftertyd ook inligting oor geassosieerde terreine van soogeografie en gevolglik die palaeo-geskiedenis van die sub-kontinent beskikbaar gestel, wat ook tot 'n beter begrip van die onderlinge verhoudinge tussen die onderskeie Labeo-spesies in Suid-Afrika en ook Afrika, kan lei, Hierdie onderlinge verhoudinge en die moontlike ondersteunende rol wat hierdie genetiese inligting kan speel by die mees onlangse hipoteses oor hierdie spesies se soogeografie, word breedvoerig in die volgende hoofstuk bespreek. 'n Ondersoek nil die genedese verskille en populasiegenetika ran nege Labeo-spesles in Said-Afrika

112 5 Morfologiese en molekulere vergelyking van die nege spesies

113 'n Ondersoek 7Ul die genetiese verskille en populasiegenetika mn neg«labeo-spesies in Slid-Afri/m

114 nhondsopgawe bladsy 5. Morfologiese en molekulere vergelyking van die nege spesies 5.1 nleiding K1adisties Feneties Metodes en tegnieke Kladistiese vergelyking Fenetiese vergelyking Meristiese en morfometriese data Biochemiese data 5.5 Resultate en bespreking Kladistiese beskouing Fenetiese beskouing Soijgeografie Samevatting 5-24 "n Ondersoek T/Q die genetiese verskill«en populasiegenetika,"annege Labeo-spesies in Suid-Afrika

115 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

116 Hoofstuk nleiding, V;OLGEl'lS GREENWOOD (1983) SAL die fynere besonderhede van die verspreidingspatrone en die biogeografie van hedendaagse fauna eers verstaanbaar word, wanneer meer inligting beskikbaar is oor die filogenetiese verwantskappe van die fauna. Hierdie outeur voel ook dat indien hierdie informasie nie op 'n baie groter skaal as tans beskikbaar is nie, sal dit onmoontlik wees om die terrein van werk1ike biogeografiese navorsing te betree. Dit blyk dus essensieel om 'n metode te identifiseer wat 'n betroubare weergawe kan gee van die moontlike verwantskappe wat onderling tussen spesifieke spesies of genera heers. Hierdie evolusionere ontwikke1ing van 'n spesie of genus manifesteer dit self deur veranderinge in spesies teweeg te bring, waar natuurlike seleksie die dryfveer agter hierdie veranderingsproses is (Crowe, n druk). Filogenetici lei dan evolusionere patrone en verwantskappe af tussen organismes deur die mate van ooreenstemming, ten opsigte van hierdie veranderinge, inag te neem. Hierdie tipe van klassifikasie kan egter in sommige gevalle tot 'n misleidende beeld van die ware filogenetiese ontwikkeling bydra, aangesien oppervlakkige ooreenkomste tussen nie-verwante spesies kan voorkom. So byvoorbeeld noem Olson (1981) en Sibleyet at. (1987) dat die tradisionele taksonome hulle filogenetiese voorstellings baseer op niksbeduidende of twyfelagtige bewyse, soos die beskrywing van fragmente van enkele bene, te spyte van die onsekerheid oor die homologie van die onderskeie strukture. As gevolg van 'n poging om sulke arbitrere en subjektiewe beginsels tydens hulle navorsing te voorkom, het twee groepe denkrigtings (fenetici en kladistici) ontstaan (Crowe, n druk). FiguurS.l Die verspreiding van die genetiese afstande tussen verwante taksa (Thorpe, 1982). Bevolkings van desejrde spesies Genera van dieserde families ,,,, Afstand(D) 'n OmJersoek na die gendiese rers/liue en populasie. genetika ran nege Labeo-spesies in S"id.A/rika

117 5-2 HoofstukS Elektroforese stel molekulere sistematici instaat, om gedeeltes van individue te bestudeer wat dikwels deur morfoloe geignoreer word (bv, bloed, spier, lewer, ens.), Aangesien verskille in elektroforetiese mobiliteite van proteiene, gebruik kan word as 'n maatstaf van die variasie in die nukleotied volgorde in die nukluere DNA, kan die Mendeleense data wat van hierdie elektroforetiese inligting verkry word, nou gebruik word om morfologies-kriptiese spesies te identifiseer, deur die toepassing van die genetiese identiteit () en genetiese afstand (D) (Thorpe, 1982). Waardes van 1 varieer tussen 0,0 (totaal verskillend) en 1,0 (identies) terwyl die waardes van Dtussen 0,0 (dieselfde bevolkingsamestelling) en oneindig, wissel (Figuur 5.1). So byvoorbeeld het Shaklee et al. (1982) gevind, dat D van kongeneriese visspesies tussen 0,03 en 0,61 met 'n gemiddeld van 0,30 wissel; en D tussen genera van dieselfde familie varieer tussen 0,58 en 1,21. Hierdie grense tussen 'n taksonomiese vlak en die opvolgende een is egter nie 'n vasgestelde waarde nie, aangesien evolusionere divergensie 'n kontinue proses is (Ferreira et al; 1984). Soos reeds opgemerk is blyk dit noodsaaklik om 'n manier te verkry wat betroubare moontlike filogenetiese verwantskappe kan weergee. Aangesien hierdie Mendeleense variasie 'n maatstaf van die veranderinge in die nukleotied volgorde van die nukluere DNA is, kan dit ook gebruik word om die mate van nukluere verskil en ooreenkomste en dus ook die mate van verandering wat vanaf 'n gemeenskaplike voorouer plaasgevind het tussen spesies, aan te dui. Hier is dus 'n manier, wat op die molekulere samestelling van die geneties bepaalde ensieme se inligting gebaseer is, om moontlike filogenetiese verwantskappe te postuleer. Hierdie Mendeleense data kan dus gebruik word om filogenetiese verwantskappe tussen kongeneriese spesies en naverwante genera af te lei. Fenetiese en kladistiese metodes word soms deur molekulere sistematici gebruik om filogenetiese afleiding te maak (Van der Bank, 1988). 5.2 Kladisties HERDE MEfODE KAN beskou word as 'n taksonomiese teorie waar organismes georden of geklasifiseer word na aanleiding van die mees resente herkoms van die verskillende individue, dit wil se op grond van die mees resente vertakkingspunt 5005 in die afgeleide filogenetiese verwantskappe bepaal (Mayr, 1969). Kladistici hou ook vol dat die filogenie vir bestaande taksa afgelei kan word van 'n volledige analisering van karakteristieke eienskappe. By die toepassing van hierdie metode word kwantitatiewe karakteristieke eienskappe van groepe aan mekaar gemeet, gesien nit die oogpunt van primitiewe of evolusioner hoer ontwikkelde eienskappe. Dit is dan slegs hierdie hoer ontwikkelde eienskappe wat aangewend word in die berekeninge van filogenetiese verwantskappe (Crowe, n druk). Met die toepassing van die metode kan probleme ondervind word, aangesien sommige van hierdie gemeenskaplike, hoer ontwikkelde eienskappe foutiewelik as sulks kan voorkom. So 'n eienskap waaraan foutiewe filogenetiese waarde geheg word, sal dus lei tot 'n verkeerde indruk van die onderskeie filogenetiese verwantskappe. PAUP ("Phylogenetic Analysis Using Parsimony, version 2.4, Swofford, 1985") kan gebruik word om hierdie probleme te oorkom, deur die aantal evolusionere stappe te verminder en dus die kortste dendrogram te bereken (Felsenstein, 1983; Sober, 1983). 5.3 Feneties VOLGENS MAYR (1%9) kan fenetici verwantskappe tussen taksa bepaal, deur 'n bepaling van die algehele ooreenkomste wat tussen die taksa voorkom: waar aan die onderskeie ooreenkomste dieselfde waarde gehegword. Feneticivoel soms dat die filogenie van die meeste organismegroepe, nie baie betroubaar afgelei kan word nie as gevolg van: onvoldoende fossielrekords, evolusionere konvergensie en ook die ongelyke tempo van evolusie tussen verskillende geslagte. Hulle aanvaar egter dat evolusionere verwantskappe afgelei kan word deur die kwantifisering van organismes se ooreenkomste, deur 'n afstandsverwante-waarde aan karakteristieke eienskappe tussen die verskillende groepe toe te ken. Hierdie waardes (matriks) kan toegepas word met die opstelling van 'n dendrogram om verwantskappevoor te stel. Fenetici beweerdus dat probleme soos konvergensie oorbrug kan word indien genoegeienskappe inag geneemword en indien gelyke statistiese waarde aan hierdie eienskappe gegee word (Crowe, n druk). 'n Ondersoek lu die genetiese verskille en populasiegenaika..an negelabeo-spesles in Suid-Afrika

118 Hoofstuk Metodes en tegnieke -. DE MORFOMETRESE, MERSTESE en biochemiese data r is kladisties met mekaar vergelyk, om sodoende die mate van korrelasie (van die verwantskappe tussen die onderskeie spesies soos deur hierdie data respektiewelik aangedui) uit te lig. Hiema is die morfometriese, meristiese en biochemiese data ook feneties geanaliseer, om hiermee die verwantskappe wat tussen die onderskeie spesies (soos met behulp van hierdie sienswyse verkry is) te vergelyk met die verwantskappe volgens die kladistiese sienswyse, Die wyse waarop die onderlinge kladistiese en fenetiese vergelyking van die spesies - met betrekking tot bulle meristiese, morfometriese en biocbemiese inligting - geskied bet, het as volg verloop: Kladistiese vergelyking Tydens die kladistiese vergelyking van die morfometriese, meristiese en elektroforetiese data, is van die onafhanklike alleelmodel (Tndependent allele method") gebruik gemaak. Mickevich en Mitter (1981) het die beginsels vanhierdie model as volg uiteengesit: Daar is geen voorkeur rede om enige kombinasie van die waargenome allele te ignoreer me, aangesien die aantal allele op 'n lokus kan en sal varieer tussen verskillende taksa. Hierdie aanwesigheid en afwesigheid van individuele allele kan dus as 'n onafhanklike proses beskou word. Hierdie model funksioneer dus deurdat elke kenmerk as 'n afsonderlike karakter beskou word, waar elke karakter een van twee moontlikhede bet: aanwesig of afwesig. Die aan- of afwesigheid van 'n spesifieke karakter is met bebulp van 'n binere koderingsisteem aangedui, waar 1 die aanwesigheid en 0 die afwesigheid van 'n spesifieke karakter aandui, n die geval van die elektroforetiese data is 'n alleel as aanwesig beskou wanneer die frekwensie meer of gelyk aan 0,05 wasen afwesigindien die frekwensie minder as 0.05 was. Behalwe die bogenoemde model is daar ook filogenetiese verwantskappe tussen die nege spesies verkry, deur gebruik te maak van die gemeenskaplike alleelmodel ("shared allele method"). Dit was egter moontlik om hierdie model slegsop die elektroforetiese data toe te pas, aangesien die lokus in geheel as 'n karakter beskou word, inteenstelling met die eersgenoemde model waar die morfometriese en meristiese eienskappe asook die allele onderskeidelik as karakters beskou is. Hierdie model berus dus op die afleiding van filogenetiese verwantskappe op grond van die aan- of afwesigheid van allele op 'n spesifieke lokus (karakter), terwyl morfometriese en meristiese eienskappe geen onderverdelings besit nie en dus slegs aan- of afwesig kan wees (binere kodering). Die gemeenskaplike alleelmodel het ontstaan met die uitgangspunt dat 'n lokus die karakter is wat veranderinge tydensevolusie ondergaan (Mickevich en Mitter, 1981; 1983). Elke lokus word dus beskou as 'n enkele karakter waarvan die eienskappe bepaal word deur die kombinasie van die allele. Die kodering van die verskillende lokusse tydens bierdie studie, het geskied soos beskryf deur Mickevrich en Mitter (1981), waar die mees algemene alleel as die primitiefste beskou is. Hierdie matrikse van geordende karaktereienskappe (komende van 'n gemeenskaplike voorouer) van beide modelle, is gebruik om minimumafstand-filogenetiese bome te konstrueer, deur gebruik te rnaak van PAUP. Die konstruering van hierdie dendrogramme berus op die minimaliseringvan die. boomlengtes, deur die pad te volg waar karakteristieke eienskappe die minste veranderinge ondergaan het ten opsigte van die hipotetiese voorouer. Hierdie sal dus die boom wees waar die minste stappe nodig is om die evolusie van elke karakteristieke eienskap te verklaar ten opsigte van die gepostuleerde filogenetiese ontwikkeling soos deur die boom aangedui Fenetiese vergelyking Meristiese en morfometriese data Die fenetiese uitgangspunt vir die verwerking van die morfometriese en meristiese data is toegepas deur berekening van die Euklidiese afstande. Hierdie afstande is bereken deur 'n gesamentlike 'n Ontlen6ek f/q die ge1ldieseverskilk enpopl/qsiegelldiluj van negelabeo-spesies in Sllid J;./rika

119 5-4" HoofstukS frekwensie-analisetabel vir onderskeidelik al die meristiese en die morfometriese data op te ste, waarna hierdie inligting met behulp van "Statgraphics"-programmatuur verwerk is om aan die Euklidiese afstande oorsprong te gee. Deur hierdie afstande met behulp van groeperingsanalises verder te verwerk, was dit ook moontlik om 'ngrafiese projeksie te verkry van die onderlinge verwantskappe wat tussen die spesies heers, op grond van hulle meristiese en morfometriese eienskappe wat ondersoek is Biochemiese data Die koeffisiente van die genetiese identiteit () en afstand (D) is bereken van die alleelfrekwensies soos beskryf deur Nei (1972, 1978). Die standaardafwyking van die genetiese afstand is ook bereken (Nei en Roychoudhury, 1974). Die berekening van die genetiese identiteit het die volgende behels: Jxx = (L L xiy2)/lokusse waar: waar: J xx en Jxy die gemiddeldes is van die som van die kwadrate van die alleelfrekwensies oor ale okusse van spesies x en y respektiewelik. Pxij die alleelfrekwensie van die jde -aleei van die ide -lokus in bevolking-x is. J yy word op die selfde manier bepaal. Jxy = (L L PxijPxij)l1okusse Die genetiese afstand (D), is die negatiewe natuurlike ogaritme van () Nei, 1972: D,= -n () Waardes van wissel tussen 0 (geen ooreenkomste) en 1 (identies). Waardes van D wissel tussen 0 (identies) en oneindig. D is egter slegs bruikbaar vir waardes tussen 0 en 1,5, aangesien die metode nie meervoudige mutasies in berekening kan bring nie. Nei (1978) noem dat 'n verkeerde beeld van die genetiese afstand verkry kan word indien 'n klein steekproef (minder as vyftig individue) gebruik word. Hierdie outeur maak daarom voorsiening vir kleiner steekproewe deur die genetiese afstand as voig aan te pas (nie sydig) : D = -n [Gxy / G x Gy] waar: Gx en G y die gemiddeldes van (2nx Jx - 1)/(2nx 1) en (2ny Jy - 1)/(2ny - 1) is. Gxy = JAY ndien die genetiese afstand egter klein is, is bogenoemde aanpassing van die genetiese afstand steeds onvoldoende en is 'n groter steekproef nodig om die ware beeld van die genetiese verwantskappe te verkry(nei, 1978).. 'n Tweede faktor wat die betroubaarheid van die genetiese afstand kan verlaag, is die bevolkingsheterosigositeit. Die standaardafwyking van die genetiese afstand is groot as die heterosigositeit hoog is. Nei (1978) noem dat 'n groot steekproef dus geneem moet word indien die gemiddelde heterosigositeit hoer as 0,1 is. n albei gevalle (Nei,1972; Nei,1978) is dit noodsaaklik om soveel as moontlik lokusse te bestudeer. Nei et ale (1983) noem dat ten minste dertig lokusse nodig is vir sinvolle afleidings. Afgesien van bogenoemde twee metodes, is ook die van Rogers (1972) vir die berekening van die genetiese afstand op die resultate toegepas. Die metodes soos deur Nei (1972, 1978) en ook Rogers (1972) beskryf is, het almal sekere nadele en tekortkominge met die berekening van die genetiese afstand en die opstel van dendrogramme. Hierdie verskille kan kortliks as volg saamgevat word: 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskilk en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

120 Hoofstuk5 5-5 " Eerstens bepaal Rogers (1972) die genetiese afstand, deur 'n genetiese afstand vir elke lokuste bereken en dan die gemiddelde van hierdie afstand oor ale lokusse te bepaal. Daarenteen bereken Nei (1972, 1978) die genetiese afstand deur eers die genetiese identiteit te bereken oor alle allele, ongeag die lokusse. Die genetiese afstand word gedefinieer as die negatiewe natuurlike logaritme van die genetiese identiteit. Hierdie metode het 'n nadeel by die opstel van dendrogramme, aangesien die vasstelling van alleelfrekwensies van 'n spesifieke lokus van voorouers by vertakkingspunte, afhanklik is van alleelfrekwensiesby ander lokusse. Hierdie nadeelword breedvoerigbespreekin Rogers (1986). Die tweede verskil is 'n tekortkoming van Rogers (1972) se metode: Die genetiese afstand tussen twee spesies op 'n spesifieke lokus, varieer tussen nul en een waar een 'n aanduiding is van geen ooreenkomste nie, dit wil se geen gemeenskaplike allele kom op die lokus voor nie. Dit geld egter slegs vir monomorfiese lokusse. lndien een of albei die lokusse polimorfies is, is die genetiese afstand minder as een, at kom geen gemeenskaplike allele voor nie. Rogers (1986) neem die voorbeeld van 'n vier-alleellokus met die volgende frekwensies: 0,5; 0,5; 0; 0 vir spesie 1 en 0; 0; 0,5; 0,5 vir spesie 2. Alhoewel dit duidelik is dat geen ooreenkomste op hierdie lokus aangetref word nie, lewer die genetiese afstand 'n waarde van 0,707. Hierdie afstand sal verder verklein soos die aantal allele per lokus toeneem. lndien die spesies hoofsaaklik verskil in frekwensie van gemeenskaplike allele, is die probleem egter aansienlik kleiner. Die genetiese afstand van Nei (1972, 1978) het nie hierdie tekortkoming nie, Die derde verskil tussen die genetiese.afstande van Nei (1972) en Rogers (1972) is as gevolg van die feit dat eersgenoemde nie die driehoeksongelykheidseienskap besit nie. Enige afstandsfunksie, D(X, V), vanpunte X en Y is'n metriek as dit die volgende eienskappe besit (Pitts, 1972): i) D(X, Y) ~ 0 vir alle X en Y ii) D(X, Y) = 0 slegs as X = Y iii) D(X, Y) = D(Y, X) vir alle X en Y iv) D(X, Y) s D(X, Y) + D(Y, Z) vir alle X, Y en Z (driehoeksongelykheid). Beide berekeninge van Nei (1972, 1978)sowel as die van Rogers (1972) beantwoord aan die eerste drie eienskappe, maar slegs die afstand soos deur Rogers bereken, voldoen aan die vierde eienskap. Dit kan as volg verduidelik word: Die afstand tussen twee taksa kan vir enige dendrogram beskou word as die som van die lengtes van die vertakkings wat die betrokke taksa verbind. As figuur 5.2 dus inag geneem word, is die afstande tussen die drie spesies X, Y en Z as volg: D(X, Y) D(X,Z) D(Y,Z) dus: =a+b =a+d+c = a + e (waar e = d + c) =b+e D(X, Y) + D(Y, Z) = a + e + 2b Aangesien b nie negatiefkan wees nie, sal D(X, Y) + D(Y, Z) ~ D(X, Z) Die tekortkoming van Nei (1972) kan dus maklik na aanleiding van die bogenoemde vergelykings, waargeneem word: ndien die alleelfrekwensies van 'n enkele lokus van die drie taksa X, Y en Z respektiewelik (1, 0), (0,5, 0,5) en (0,1) is, sal die standaard genetiese afstand van Nei (1972) die volgende wees: D(X, Y) = D(Y, Z) = 0,347 en D(X, Z) = a 'n Ondersoek na die gendiese verskioeen populaslegenelikd van nege Labeo-spesies in Sllid-A/rikD

121 5-6 Hoofstuk5 Figuur5.2 Dendrogram van die hipotetiese taksa x, yen Z, met die vertakkings (a, b, c en d) wat die vertakkings verbind. z Nei (1983) beweer egter dat.die standaard genetiese afstand geleidelik sal neig om aan driehoeksongelykheid te voldoen soos die aantallokusse toeneem. Farris (1985) wys daarenteen daarop dat dit slegs salgeskied, indien die evolusie van geenfrekwensies plaasvind aan die hand van die model waaraan Nei sy genetiese afstandbereken het. Volgens hierdie model gee elke mutasie oorsprong aan 'n nuwe alleel, alleel frekwensies verander teen 'n konstante tempo en die tempo van frekwensie veranderinge is baie laag. Aangesien dit uit die voorafgaande duidelik is dat hierdie metodes sekere voor- en nadele onder gegewe toestande het, is die toepaslikheid hiervan op die resultate getoets deur elke metode te evalueer aan die ~and van genoemde voor- en nadele Resultate en bespreking VOLGENS CROZAT (1964) is 'n betroubare soogeografie van naverwante spesies met verskillende geografiese verspreidings, slegs moontlik vanaf 'n deeglik gekonstrueerde filogenie en me vice versa me. Geen grondige veralgemening kan dus afgelei word vanaf die verspreidingspatrone van.taksa, as die monoftlie van die taksa nog bepaal moet word me. Daarom is dit dan ook goed gedink om met behulp van die meristiese en morfometriese data, sowel as die biochemies verkrygde genetiese inligting van die onderskeie Labeo-spesies, die onderlinge verwantskappe tussen die nege spesies te bepaal. Deur hierdie inligting met behulp van kladistiese sowel as fenetiese groeperingsmetodes te analiseer, kan die twee metodes se resultate met mekaar vergelyk word om sodoende vas te stel of daar we noemenswaardige verskille is tossen die twee metodes se eindprodukte. Laastens kan hierdie hipotetiese filogenetiese verwantskappe vergelyk word met van die mees resente hipoteses oor die moontlike migrasieroetes waarmee hierdie spesies Suid-Afrika binnegekom het en die gevolglike soogeografie van die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies, sowel as die moontlike interaksies en gemeenskaplike voorouers Kadistiese beskouing Die afstandsmatriks en ook die kladogramme wat met behulp van hierdie afstande gekonstrueer is, vir onderskeidelik die meristiese en morfometriese eienskappe van die nege verskillende Labeo-spesies, word in Tabelle 5.1 en 5.2 en Figure 53 en 5.4 weergegee. Die verwerking van die biochemies verkrygde genetiese data word daarenteen in Tabelle 53 en 5.4 en Figure 5.5 en 5.6 weergegee. Met 'n evaluering van die grafiese projeksie (Figuur 5.3) wat gekonstrueer is vanaf die afstandsmatriks (Tabel 5.1) van die meristiese verwantskappe wat onderling tossen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies voorkom, is drie duidelike hoof vertakkings opgemerk. Opvallend van die vertakking waarmee L. ruddi, L. rosae, L. congoro; L. molybdinus, L. capensis en L. rubromaculatus geassosieer is, is dat dit presies dieselfde ses spesies is wat 'n baie noue assosiasie getoon het tydens die ooreenstemrningsanalises wat in hoofstuk drie op hierdie nege spesies uitgevoer is. Net so het hierdie ooreenstemmingsanalises ook vir L. cylindsicus, L. umbratus en L. seeberi bewys as die drie spesies wat genoegsame statistiesbeduidende verskille tossen die nege spesies toon, sodat hulle op grond van 'n Ondersoek 1Ul die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesles in Sllid.A/rika

122 HoofstukS 5-7 meristiese kenmerke redelik maklik uitgeken kan word. Dit is dan ook onverwags dat L seeberi (hoogste skubtellings) saam met L. cylindricus (laagste skubtellings) geassosieer word op die tweede hooftak. L umbratus het daarenteen, soos verwag is, aleen op die derde en laaste hoofvertakking voorgekom. Hierdie onverwagse verwantskap van die spesie met die laagste skubtellings (L. cy/indricus) met die spesie wat die hoogste skubtellings getoon het (L. seeberi), kan sekerlik toegeskryf word aan die teenwoordigheid van transverse plikae aan die binnekant van beide die ippe van hierdie twee spesies. Dieselfde tendens is by L. rosae; L. ruddi, L. congoro en L molybdinus opgemerk: Waar L. rosae en L congoro se meristiese parameters statisties nader verwant was, terwyl die van L. ruddi en L. molybdinus meer ooreenkornste getoon het (Tabelle 32 en33 en Figure 3.2 en 33), maar L. rosae is met L. ruddi en L. congoro met L. molybdinus geassosieer na die afstandsmatriks met behulp van PAUP verwerk is (Figuur 53). Ook bier was dit baie opvallend dat hierdie assosiasie op die teenwoordigheid van die plikae gegrond was, waar L. rosae en L. ruddi geen plikae aan die binnekant van die boonste of onderste lippe getoon het nie, terwyl daar by L molybdinus en L. congoro plikae aan die binnekant van beide die lippe aanwesig was. FiguurS.3 Kadogram van die meristiese eienskappe van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika SODS bereken deur PAUP - - Li rosae Lruddi L capensis L.j L molybdinus L rubromaculatus Lcongoro L seeberi ---1 L cylindricus Li umbratus TabelS.l Afstandsmatriks van die voorouerlike verwantskappe tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos bereken deur PAUP ten opsigte van hierdie spesies se meristieke. Spesie Lros. Lnul. Leon. LmoL LC]L Lumb. Leap. Li see: Lnul. 11,000 Leon. 16,000 17,000 LmoL 10,000 11,000 6,000 LC]L 29,000 30,000 21,000 19,000 Lumb. 30,000 21,000 36,000 30,000 49,000 Leap. 44,000 45,000 36, ,000 64,000 Lsee. 44,000 45,000 36,000 34, Lrub. 32,000 23, , ,000 'n Ondersoek na diegeneties«"erskille en populasiegendika van nege Labeo-spesles in Suid-Afrika

123 5-8 Hoofstuk5 As die noue verwantskap wat L. capensisen L rubromaculatus ten opsigte vanmeristiese kenmerke deel en ook die feit dat dit met behulp van hierdie kladistiese uitgangspunt bewys is om baie nouverwant te wees (Figuur 53) inag geneem word, isdit nie onverwags as hierdie twee spesies ook die enigste twee is wat transverse plikae aan die binnekant van slegs die boonste lip besit nie. Hierdie opvallende verwantskap tussen die spesifieke twee spesies is ook alreeds deur ander outeurs opgemerk (Jubb, 1967; Reid, 1985), wat tot spekulasies gelei het dat L. capensis moontik aan L rubromaculatus kon oorsprong gegee het (Jubb en Farquharson, 1965; Gaigher en Pott, 1973). Ten spyte van die effense hoer aantal skubbe wat by L. capensis en L. rubromaculatus waargeneem is, het die mate van oorvleueling wat dit met die genoemde vier spesies vanuit die Limpoporiviersisteem getoon het, tot gevolg gehad dat groeperingsanalises (PAUP) L. capensis en L. rubromaculatus nader aan die vier spesies van die Limpoporiviersisteem beskou het, as aan beide L. umbratus en L. seeberi. Daarenteen voel Bowmaker et ale (1978) dat die spesies van die Oranje-Vaalriviersisteem en ook die Olifantsriviersisteem (S.W.-Kaap) naverwant behoort te wees. Die hoe aantal skubbe wat L. umbratus en L. seeberiin vergelyking met die ander sewe spesies toon, is die vemaamste rede wat hierdie twee spesies van die ander onderskei. Hierdie groot mate van verskil ten opsigte van die ander sewe spesies in terme van die getal sknbbe, is deur die kladistiese sienswyse as 'n hoe mate van evolusionere veranderinge gesien wat hierdie twee spesies vanaf die bipotetiese voorouer ondergaan het, Hierdie hoe mate van evolusionere veranderinge manifisteer dit dan ook in die lang taklengtes waannee die twee spesies onderskeidelik in die kladogram uitgedruk word (Figuur 53). Die hoe mate van evolusionere verskilten opsigte van die hipotetiese voorouer, wat deur lang taklengtes aangedui word, is ook baie opvallend by die morfometriese analisering van dienege spesies (Figuur 5.4) vir L. umbratus gewees, Hierdie koppeling van L. umbratus aan 'n hoe mate van evolusionere ontwikkeling, kan waarskynik verklaar word deur die duidelike makrosefaliese kop (d.w.s. groot en rond) en die klein ogies, in vergelyking met die ander agt spesies. Dit is ook interessant om op te merk dat L capensis en L. rubromaculatus wei as naverwant beskou is;: maar het dit volgens die kladistiese sienswyse me dieselfde noue morfometrieseas meristiese verwantskappe nie. Figuur5.4 Kladogram van die morfometriese verhoudings van die nege Labeo-spesies in Said-Afrika, soos bereken deur PADP. L molybdinus j L capensis Y L. rabromaculatus J ~ Li seebai. Lrosae Lruddi L cylindricus i Lcongoro Lumbraius, 'n Ondersoek na die genetiese verskille en poplliasie. genetihl van lwgelabeo-spesies in Slid-Aj'rika

124 HoofstukS 5-9 TabelS.2 Afstandsmatriks van die voorouerlike verwantskappe tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos bereken deur PAUP ten opsigte van hierdie spesies se morfometriese verhoudings. Spesle Lros. LnuL Leon. 1.. mol LeyL Lumb. L Clp. Li see, Li rud: 24,000 Leon. 20, mol ,000 26,000 L.eyL 23,000 11,000 27,000 41,000 L.zunb. 100, ,000 92,000 76, ,000 Leap ,000 3S,OOO 19,000 SO,OOO see. 65,000 73,000 57,000 41,000 72,000 55, Lrub. 49,000 57,000 41,000 2S,OOO S6,OOO 57,000 16, Die enigste twee spesies wat we 'n noue verwantskap getoon het ten opsigte van die morfometriese verhoudings, is L. ruddi en L. cylindricus. Die noue assosiering van die twee spesies is nie onverwags as die hoe mate van oorvieueling van die verhouding van standaardlengte/liggaamsdiepte (Figour 3.6) en koplengte/oogdeursnee (Figuur 3.9) in berekening gebring word nie. Alhoewel daar tog van die ander spesies was wat ook baie duidelike ooreenkomste ten opsigte van hulle liggaamsbou getoon het (bv, L. congoro en L. rubromacu/atus met 'n diep liggaamsbreedte teenoor L. cy/indricus en L. ruddi met 'n skraalliggaamsdiepte), het die kladistiese verwerking van hulle morfometriese verhoudings nie enige noue verwantskappe tussen die spesies uitgewys nie. Oor die ftlogenetiese waarde wat aan die onderskeie verwantskappe tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies geheg kan word, op grond van die bogenoemde twee stelle data, sal nie veel oor gespekuleer word voordat die kladistiese sowel as die fenetiese uitgangspunte vir die saamgroepering van die nege spesies, volledig uiteengesit is nie. Die verwerking van die afstandsmatriks van die biochemies verkrygde molekulere inligting, op grond van die onafhanklike kladistiese alleelmodel (Tabel 53), het 'n baie meer eksplisiete onderskeid en saamgroepering van die nege spesies, as enige van die bogenoemde twee stelle data tot gevolg gehad. TabelS.3 Afstandsmatriks van die voorouerlike verwantskappe tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos bereken deur PAUP ten opsigte van hierdie spesies se elektroforetiese inligting, volgens die onafhanklike alleelmode.. Spesie Lros. Li rud. 1.. eon. i L.moL LeyL Ll/mb. Leap. i Lsee. Li rud, 31,000,,! 1,, Leon S.000, i i LmoL i SO.OOO i LeyL j ! LlTnb j Leap. Li see:, , ! Li rub, 'n Ondersoeknil die genetiese verskill«en populasiegenetiluz van negelabeo-spesiesin Said-Afrika

125 5-10 Hoofstuk5 FiguurS.s Kladogram van die biocherniese data van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos bereken deur PAUP volgens die onafhanklike alleelmodel. -l Li rosae Lcongoro 1 Lruddi Li umbratus r L capensis l r L rubromaculatus l r Li seeberi 1 L molybdinus L cylindricus Opvallend van die saamgroepering van die nege spesies in Figuur 5.5, is die noue verwantskap wat L. rosae, L. congoro en L. ruddi (Limpoporiviersisteem) op grand van hierdie biocherniese data toon. Net so het L. capensis en L. umbratus (Oranje-Vaalriviersisteem) en ook L. rubromaculatus (Tugelariviersisteem) noue assosiasie getoon op grond van hulle molekulere inligting, soos uitgedruk in die spesies se alleelvariasies. Hierdie noue assosiasie tussen die genoemde spesies, manifisteer dit ook self in die gemeenskaplikevoorouers wat hulle gedeel het om die naverwante molekulere inligting te kon besit. Vanuit Figuur 5.5 is dit onverwags dat L. seeberi nie saam met die twee spesies van die Oranje-Vaalriviersisteem en die spesie vanuit die Tugelariviersisteem gegroepeer is me, aangesien daar algemeen in die literatuur aanvaar word dat hierdie vier suidelike spesies naverwant is (Jubb en Farquharson, 1965; Gaigher en Pott, 1973). Dit is interessant am op te merk dat Reid (1985) we hierdie vier endemiese spesies ook as morfologies naverwant beskou het. Die feit dat hierdie spesie op grond van die onafhanklike alleelmodel as 'n meer prirnitiewe spesie ten opsigte van die ander drie beskou word en dus ook op 'n baie lang periode van isolasie van die verskillende riviersisteme dui, word ondersteun deur die teenwoordigheid van so baie endemiese spesies in die Olifantsriviersisteem (S.W.-Kaap) en ook die tekort aan duidelike geografiese oorblyfsels wat op 'n verbinding tussen die Oranje- Vaalriviersisteem en die Olifantsriviersisteemin die S.W.-Kaap dui. Dit is ook interessant om op te merk dat dit nie noodwendig is dat spesies van dieselfde riviersisteem naverwant moet wees me. L. molybdinus en L. cylindricus, vanuit die Limpoporiviersisteem, is bewys om op die onafhanklike alleelmodel so naverwant te wees dat hulle 'n gemeenskaplike voorouer moes besit het. Daarteenoor het L. rosae, L. ruddi en L. congoro wat simpatries met die bogenoemde twee spesies voorkom, meer alleliese variasies met die spesies vanuit die Oranje-Vaal- entugelariviersisteemgedeel, as met L. molybdinus en L. cylindricus (Figuur 5.5). Dit blyk dus asof L. rosae, L. congoro en L. ruddien ook L. capensis, L. umbratus enl. rubromaculatus van 'n baie meer resente voorouer afstam, as wat die geval is tussen die vyfspesies wat simpatries in die Limpoporiviersisteem voorkom. 'n Verklaring van die verwantskappe wat hierdie vyf noordelike spesies deel op grond van hulle molekulere inligting, soos gesetel in hulle alleelvariasies, aan die hand van die soogeografie van die spesies is onmoontlik: Aangesien daar vir vier (behalwe L. ruddi) van die spesies ook verskeie allopatriese bevolkings in van die meer noordelike riviersisteme voorkom, tot so ver as die Ooskus van Kenia (L. cylindricus: Bell-Cross, 1982). n die totale verspreidingsgebied van die spesies kom daar ook 'n groat aantal Labeo's voor, wat heel waarskynlik naverwant is aan van die vyf spesies. Dit sal dus onwys 'n Onderso'ek na die genetiese verskille en populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

126 Hoorstuk wees om oor die moontlike filogenetiese verwantskappe van die vyf spesies te spekuleer as die naverwante spesies nie ook in berekening gebring word nie. Met 'n nabetragting van die hipotetiese filogenetiese verwantskappe wat onderling tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies heers, en gegrond is op 'n kladistiese uitgangspunt waar van die onafhanklike alleelmodel gebruik gemaak is, het twee duidelike filogenetiese lyne navore gekom: Aan die eenkant is daar die lyn wat aan die vier suidelike spesies (L. capensis, L. umbratus, L. rubromaculatus en L. seeberi) en ook drie van die noordelike spesies (L. rosae, L. ruddi en L. congoro) oorsprong gegee het, terwyl die tweede lyn aan slegs L. molybdinus en L. cylindricus oorsprong gegee het, Daar is egter heel waarskynlik naverwante spesies na die noorde wat ook deel van die twee gepostuleerde filogenetiese lyne sal uitmaak. nteenstelling met die onafhanklike allee1model (Figuur 55) het die verwerking van die afstandsmatriks van die biochemiese data op grond van die gemeenskaplike alleelmodel (Tabel 5.4), die vier suidelike spesies in geheel nader verwant aan mekaar uitgedruk (Figuur 5.6). L. seeberi is ook nie as die primitiefste van die vier beskou nie, maar we as 'n resente spesie wat 'n gemeenskaplike voorouer met L. capensis deel. Beide die onafhanklike en gemeenskaplike modelle het egter hierdie baie noue verwantskap tussen die vier spesies, soos dit uitdrukking vind in hulle alleelvariasies, baie duidelik uitgelig. Die verskil in die onderlinge assosiering van die vier spesies ten opsigte van die twee modelie, beklemtoon ook die noue biochemiese verwantskap wat russen die spesies heers. Hierdie selfde mate van noue ooreenkomste tussen die vier suidelike spesies, is ook deur Reid (1985) opgemerk tydens sy morfologiese ondersoek van die Labeo-genus in Afrika. Hierdie noue assosiasie tussen die vier spesies TabelS.4 Afstandsmatriks van die voorouerlike verwantskappe tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos berekendeur PAUPten opsigte van hierdie spesies se elektroforetiese inligting, volgens die gemeenskaplike alleelmodel. Spesie 1...ms. 1...rud con mol. 1...cyL 1...umb. 1...eap. L.see. Ls rud; 0, con. 0,419 0, mol ,267 1, cyL 1,034 0,966 0,966 0,724 Lumb. 1,355 1,000 1,258 1, azp. 1,581 1,226 1,484 2,000 1,690 0, see. 1,677 1, ,069 1,759 0,710 0, rub. 1,032 1,677 0,935 1,414 1,103 0,516 0, FiguurS.6 Kladogram van die biochemiese data van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos bereken deur PAUP waar van die gemeenskaplike alleelmodel gebruik gemaak is., ~ Li ruddi Lcongoro Y L rosae L mo/ybdinus L cylindriclls r----1 L umbrarus \ L capensis '--_---' L nlbromaclilanls Lsecberi 'n Ondersoek 11Q die gendiese verskille en populasiegendika van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

127 5-12 Hoofstuk5 na aanleiding van die kladistiese uitgangspunt, sal egter eers met die fenetiese sienswyse gekorreleer word voordat daar verder oor moontlike filogenetiese verwantskappe besin sal word Die gemeenskaplike alleelmodel (Figuur 5.6) het net soos die onafhanklike alleelmodel (Figuur 55) ook twee hoof filogenetiese vertakkings vir die moontlike ontwikkeling van die vyf Limpoporiviersisteemspesie voorgeste. Die verskil is egter dat die gemeenskaplike alleelmodel vir L. ruddi as die primitiefste van die vyfbeskou, terwyl L. molybdinusen L. cy/indricus daarenteen as die primitiefste beskou is deur die onafhanklike alleelmodel. Waar L. ruddi beskou is om 'n gemeenskaplike voorouer met L. rosae en L. congoro te gedeel het (onafhanklike alleelmodel), laat die gemeenskaplike alleelmodel egter blyk dat L. cylindricus en L. molybdinus dieselfde voorouer met die twee spesies moes gedeel het. Dit is egter opvallend dat beide die modelle vir onderskeidelik L. rosae en L. congoro en L. cylindricus en L. molybdinus as nouverwant beskou het, op grond van hulle genetiese inligting soos gemaniftsteer in die verskillende ensieme wat tydens elektroforese geanaliseer is. Soos reeds opgemerk is, sal dit egter onwys wees om die onderlinge verwantskappe tussen die spesies te probeer verklaar, as die aantal noordelike spesies wat sirnpatries met die spesies aangetref word nie in aanmerking geneem word me. Daarom sal dan tydens die bespreking van die verwerking van hierdie elektroforetiese data op grond van die fenetiese uitgangspunt, gekyk word ofdaar me meer duidelikheid oor hierdie verwantskappe wat tussen die vyfspesies heers, verkry kan word me Fenetiese beskouing Die afstandsmatriks van die Euklidiese afstande en ook die fenogramme wat behulp van hierdie afstande gekonstrueer is, vir onderskeidelik die meristiese en morfometriese eienskappe van die nege verskillende Labeo-spesies, word in Tabelle 55 en 5.6 en Figure 5.7 en 5.8 weergegee. Die verwerking van die biochemiese data word daarenteen in Tabelle en Figure weergegee. Die verwerking van die Euklidiese afstande (Tabel55) van die meristiese data het 'n groter onderskeid as die van die morfometriese data, tussen die spesies gemaak (Figure 5.7 en 5.8). Volgens hierdie data is L. ruddi en L. congoro nouverwant, terwyl L. rosae en L. molybdinus daarenteen meer nouverwant aan mekaar is. 'n Vergelyking van die aantal skubbe op die laterale lyn en om die koudale pedunkel, toon dat die eersgenoemde twee spesies se aantal skubbe baie ooreenstem (Figure 32 en 33). Die oorvleueling van die twee spesies is sodanig dat hulle dieselfde modus om die koudale pedunkel toon (Tabel 3.2). Hierdie selfde hoe mate van oorvleueling aangaande die getal skubbe, het waarskynlik die assosiering van L. rosae en L. molybdinus tot gevolg gehad. Die effens hoer aantal skubbe van L. capensis en L. rubromaculatus het dieselfde hoe mate van ooreenstemming getoon, met die gevolglike noue assosiering van die twee spesies (Figuur 5.7). FiguurS.7 Fenogram van die meristiese verwantskappe tussen die negelabeo-spesiesin Suid-Afrika, soos bereken vanuit die matriks van die Euklidiese afstande. Li ruddi i! ! L-j Li congoro Lrosae L molybdinus l L capensis L rubromaculatusl L cylindricus L umbratus L seeberi \ 1 'n Ondersoek no die gene/iese verskille en populasiegenetika..an nege Labeo-spesiesin Suid-Afrika

128 Hoofstnk TabelS.5 Afstandsmatriks van die Euklidiese afstande, soos op grond van die meristiese eienskappe van die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika bereken. Spesie Lros. LnuL Leon. LmoL LeyL Lumb. Leap. Li see, Li rud, 7.$2 Leon. 6,20 1,20 LmoL 6,09 8,38 5,68 LeyL 9,93 10,57 9,88 9,82 Lumb. 14,28 14,68 14,22 13,72 15,16 Leap. 9,82 11,14 10,24 10,53 12,16 15,74 Li see: 15,46 15,58 15,44 15,20 16,25 18, Lrub. 8.$9 7,97 8,72 8,26 9,98 14,20 8, Dit is dus opvallend dat die fenetiese uitgangspunt presies dieselfde ses spesies as die kladistiese uitgangspunt, op grond van die meristiese parameters, as naverwant beskou bet. Al verskil wat we met die onderlinge assosiering van die ses spesies voorgekom bet, op grond van die twee uitgangspunte is dat: L ruddi en L. congoro en ook L rosae en L molybdinus (Figuur 5.7) deur die fenetiese uitgangspunt beskou is om naverwant te wees, terwyl die kladistiese sienswyse daarenteen vir L molybdinus en L congoro en L rosae en L. ruddi as nader verwant beskou bet (Figuur 53). Hierdie verskil in die naverwante groepering van dieselfde vier spesies, deur bierdie twee verskillende uitgangspunte, is beel waarskynlik gesetel in die teenwoordigheid van die transverse plikae, dit wil se die kladistiese uitgangspunt bet die teenwoordigheid of afwesigheid van die plikae meer gewig laat dra as die fenetiese uitgangspunt. Hieruit blyk die waarde, om meer as een metode te gebruik vir die groeperingsanalises van naverwante spesies, baie duidelik. Dit wil dus voorkom asof dit noodsaaklik sal wees om we meer as een metode te gebruik om betroubare groeperings te kan verkry. Swofford (1981) bet dan ook opgemerk dat die enigste manier om te bevestig of 'n voorgestelde dendrogram die filogenetiese verwantskappe tussen spesies die akkuraatste uitbeeld, is om aile moontlike dendrogramme vir die spesifieke parameters te evaueer. Die boe aanta skubbe van beide L seeberi en L umbratus, bet daartoe aanleiding gegee dat beide die spesies nie as nouverwant met enige van die ander spesies beskou is nie (Figuur 5.7). Net so bet die lae aantal skubbe van L cylindricus daartoe gelei dat dit nie as nouverwant met van die ander spesies beskou is nie: Alboewel daar basies geen oorvleueling met die ander spesies was ten opsigte van die spesie se geta skubbe nie, was die variasiereeks van L cylindricus nader aan die eersgenoemde ses spesies as aan die van L. umbratusen L. seeberi (Figure 3.2 en 33), met die gevolg dat L cylindricus na die groeperingsanalise, bewys is om nader verwant aan die spesies met die laer aantal skubbe te wees (Figuur 5.7). Hierdie verskil in die onderlinge assosiering van die drie spesies op grond van die kladistiese en fenetiese modelle: Waar die kladistiese model L. seeberi (boogste skubtellings) naverwant aan L cylindricus (aagste skubtellings) beskou bet (Figuur 53) terwyl die fenetiese model duidelik onderskeid tussen die drie spesies gemaak bet - is weereens gesetel in die teenwoordigheid van die transverse plikae wat meer gewig by die kladistiese uitgangspunt gedra bet, aangesien beide L seeberi en L cylindricus plikae aan die die binnekant van die boonste sowel as die onderste lippe het. Soos reeds vroeer opgemerk is, het die morfometriese inligting tot die saamgroepering (feneties) van meer spesies as die meristiese data, gelei. So byvoorbeeld is L congoro, L capensis, L molybdinus en L rubromaculatus aan die een kant gegroepeer (Figuur 5.8). Van hierdie vier spesies is die nouste verwantskap (net soos by die meristiese inligting) tussen L capensis en L rubromaculatus getoon, en kon dit sekerlik verwag gewees het, aangesien hierdie twee spesies se morfometriese verhoudings so te se eenders is (Tabelle 3.5 en 3.6). Die assosiering van die bogenoemde vier spesies is dan ook heel waarskynlik as gevolgvan die spesies se grater liggaamsdiepte wat eie is aan hierdie Labeo-spesies. 'n Ondersoek lu die genetiese renkille en popnlasiegenetika ran nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

129 5-14 Hoofstuk5 Daarenteen was die spesies met die meer silindriese liggaamsvorms en gevolglike meer skraler liggaamsvorm (L ruddi, L. cylindricus, L. seeberi), meer nader verwant aanmekaar gewees (Figuur 5.8). FiguurS.8 Fenogram van die morfometriese verwantskappe tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, soos berekenvanuit die Euklidieseafstande. - L congoro Lcapensis L rubromaculatus L molybdinus Li ruddi L cylindricus Lseeberi Lrosae L umbratus TabelS.6 Afstandsmatriks van die Euklidiese afstande, soos op grond van die morfometriese eienskappevan die nege Labeo-spesies in Suid-Afrikabereken. Spesie Lros. Li rud: Leon. L.mol.. LcyL L.umb. Leap. Lsee. Lrud. 10,65 Leon. 10,62 10,76 L.moL 10,31 9,79 8,98 LcyL 12, ,60 8,89 L.umb. 16,73 15,98 16,72 14,91 15,12 Leap. 11,78 11,20 11,22 7,74 10,02 15,OS Li see; 12,08 9,25 12,26 9,78 11,26 15,79 11,37 Lrub. 11,07 9,79 9,14 7,09 10,19 15,48 3,31 9,92 Dit is egter interessant om daarop te let dat, L rosae wat verwag sou word om met die spesies met die dieper liggaamsvorme geassosieer te word, me by die genoemde groep van die spesies ingesluit is me. Net so is ook L umbratus, wat 'n baie kenmerkende skraalliggaamsvorm getoon het, nie by die groep spesies met 'nskraalliggaamsvormingesluit nie. Hierdie onverwagte dissosiasie van hierdie twee spesies met die verwagte assosierings, kan sekerlik verklaar word deur die morfometriese verhoudings van die onderskeie spesies te vergelyk: Vanuit Figuur 3.7 is dit dan ook duidelik dat die modus van die verhouding van standaardlengteikoplengte vir L rosae 'n heelwat hoer waarde getoon het as die ander spesies met 'n bree liggaamsdiepte en 'n sterk ontwikkelde koudale pedunkel. Hierdie kort kop in vergelyking met die standaardlengte van L rosae, het dan heel waarskynlik aanleiding gegee tot die dissosiering van die spesie met die spesies waarmee dit verwag sou word om mee geassosieer te word, nl, die met 'n meer kompakte liggaamsvorm. Net soos koplengte tot die dissosiasie van L rosae gelei het, het die baie klein ogies (Figuur 3.9) en die kenmerkende makrosefaliese kop van L umbratus tot die dissosiasie gelei van die spesie met die spesies wat 'n skraalliggaamsvorm het. 'n Ondersoek no die geneliese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Suld-Afrika

130 HoofstukS 5-15 Opvallend in die vergelyking van die twee stelle fenetiese data, is dat L. capensis en L. rubromaculatus op grond van beide die morfometriese verhoudings en meristiese tellings as naverwant beskou is. 'n Verdere vergelyking van die groepering van die onderskeie spesies, soos op grond van die morfometriese data beskryf is, laat dit duidelik na yore kom dat die twee stelle data, behalwe vir L. capensis en L. rubromaculatus, Die dieselfde onderlinge verwantskappe tussen die spesies uitgebeeld het Die (Figuur 5.7 en 5.8). Dit is egter interessant om op te merk dat vier van die vyf Limpoporiviersisteem se spesies (L. rosae, L. congoro; L. ruddi, L. molybdinus) deur die toepassing van die fenetiese model op die meristieke as naverwant beskou is. Dit is net die lae aantal skubbe van L. cytindricus; 5005 reeds bewysis, wat veroorsaak het dat die spesie Die saam met die bogenoemde vier spesies geassosieer is nie. Daarenteen het die groepering van die spesies, soos voorgestel deur die morfometriese model, die verwantskap tussen hierdie vyf spesies as baie oppervlakkige uitgedruk en is net L. ruddi en L. cylindricus as naverwant beskou Weereens, behalwe vir L. capensis en L. rubromaculatus, is dieselfde tendens by die ander spesies opgemerk, nl. dat die twee stelle data hulle met verskillende spesies saam gegroepeer het op grond van die moontlike verwantskappe wat tussen hulle kan heers as gevolg van gemeenskaplike morfologiese kenmerke. 'n Vergelyking van die kladistiese en fenetiese modelle vir onderskeidelik die morfometriese en meristiese eienskappe, het dit duidelik laat blyk dat daar we 'n verskil is in die modelle se uitgangspunte. Daar was dus ook baie opvallende verskille in groepering van die spesies: bv. waar die teenwoordigheid van transverse plikae die spesie met die laagste skubtellings geassosieer het met die spesie wat die hoogste skubtellings getoon het (kladisties), terwyl dit nie die geval was by die fenetiese model nie. Aan die ander kant was daar egter ook spesies wat deur beide die kladistiese sowel as die fenetiese modelle, beskou is om naverwant te wees (n. L. capensis en L. rubromaculatus). Dit is dan oak heel waarskynlik die opvallende ooreenkomste tussen die twee spesies, wat daartoe gelei het dat L. capensis en L. rubromaculatus deur beide bogenoemde modelle en ook wetenskaplikes (Jubb, 1%7; Reid, 1985) beskou is om naverwant te wees. Hierdie hipotese sal ook met die biochemiese saamgroepering van die spesies vergelyk word, om sodoende 'n korrelasie tussen morfologiese en genetiese data (soos uitgedruk in die spesies se alleelvariasies) te kan maak. Net so sal die kladistiese en fenetiese modelle van hierdie uitwendige kenmerke eers met die biochemiese data vergelyk word, voordat spekulasies oor die filogenetiese waarde daarvan gemaak kan word. Die mate van ooreenstemming (1) en ook die genetiese afstand (D) soos onderskeidelikbereken is, deur Nei (1972, 1978) en Rogers (1972) se metodes op die biochemiese data toe te pas, word in Tabelle weergegee. Grafiese projeksies van die verwantskappe tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeospesies, soos op grond van die bogenoemde drie metodes bereken, word in Figure weergegee. Met 'n evaluering van hierdie grafiese projeksies, wat deur middel van groeperingsanalises (UPGMA) uitgevoer is, is dit baie interessant om op te merk dat al drie hierdie fenetiese modelle vir die verwerking van die biochemiese data, presies dieselfde eindresultate gelewer het: Die noue biochemiese verwantskap tussen die vier spesies vanuit die Oranje- Vaal-, Tugela- en Olifantsriviersisteme (S.W.-Kaap) kan duidelik waargeneem word met die saamgroepering van die vier spesies in die onderskeie fenogramme (Figure ). Net so is die eenderse onderverdeling van die vyf spesies vanuit die Limpoporiviersisteem in twee hoof filogenetiese lyne, ook baie opvallend. A die nadele van Nei (1972, 1978)en Rogers (1972) se metodes wat onder bespreek is, het dus nie gerealiseer in die drie metodes se eindresultate nie. Dit kan heel moontlik deur Nei (1983) se bewering verklaar word, n.: dat sy metodes na driehoeksongelykheid sal neig soos die aantal lokusse toeneem. Rogers (1972) se negatiewe eienskappe het dus ook heel waarskynlik na normaal geneig as gevolg van die groot aantallokusse wat geanaliseer is. Hierdie normalisering van die statistiesverwerkte data, soos die aantal lokusse toeneem, aksentueer net weereens die noodsaaklikheid om 'n groot aantal lokusse, eerder as 'n groot aantal individue, te analiseer. Aangesien hierdie drie modelle dieselfde eindresultate opgelewer het, sal die interpretering van die data slegs aan die hand van Nei (1972) se resultate gedoen word. Nei (1978) en Rogers (1972) se verklaring van die ooreenstemming (1) en genetiese afstande (D) wat onderling tussen die nege spesies voorkom, sal op presies dieselfde wyse geskied en ook dieselfde verwantskappe tussen die spesies beklemtoon. 'n Ondersoek na die geneline verskilk en populasiegenetika vannege Labeo-spesies in Said-Afrika

131 5-16 Hoofstnk5 Tabe15.7 Genetiese identiteit (Nei, 1972) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, Spesie LTOS. Lrud. Leon. Lmoi. LcyL Lumb. Leap. Li see; Lrud. 0,8441 Leon. 0,9368 0,8004 Lmoi. 0,7537 0,6987 0,7177 L.cyL 0,7258 0,6955 0,7012 0,8779 Lumb. 0,7792 0,7632 0,7632 0,6811 0,6749 Lcop. 0,7894 0,7808 0,7808 0,6739 0,6601 0,8972 Li see: 0,7618 0,7552 0,7552 0,6840 0,6748 0,8001 0,8388 Lnlb. 0,8214 0,8278 0,8278 0,7353 0,7177 0,8699 0,9009 0,7957 Tabel5.8 Die standaardgenetiese afstand (Nei, 1972) op 'n skaal van 0 tot 1 (onder diagonaal) en die standaardafwyking (bo diagonaal) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, Die genetiese verskille is die resultaat van 29 lokusse. Spesie LTOS. Li rud. L.eon. L.mo. LcyL L.umb. Leap. Lisee; Li rub. L.TOS. - 0,0561 0,0333 0,0749 0,0814 0,0760 0,0680 0,0740 0,0615 L.rud. 0,1695-0,0671 0,0878 0,0887 0,0738 0,0704 0,0764 0,0598 Leon. 0,0653 0,2260-0,0835 0,0870 0,0727 0,0647 0,0691 0,0622 Lmoi. 0,28"..8 0,3586 0,3317-0,0496 0,0918 0,09'..8 0,0908 0,0792 L.cyL 0,3205 0,3631 0,3550 0,1302-0,0931 0,0946 0,0931 0,0829 Li umb; 0,2495 0,2702 0,2613 0,3841 0,3933-0,0441 0,661 0,0503 Leap. 0,2364 0,2474 0,2161 0,3947 0,4064 0,1135-0,0572 0,0422 Li see; 0,2721 0,2807 0, ,2230 0,1758-0,0688 Lntb. 0,1%7 0,1890 0,1988 0,3075 0,3316 0,1394 0,1044 0, ~ Figuur5.9 Fenogram om die genetiese afstand (D) tussen die negelabeo-spesies in Suid-Afrika aante dui, volgens Nei (1972) se verwerkingvan die biochemiesedata. i ~ '-1 _ Li umbratus L seeberi Lruddi L congoro Lrosae L molybdinus L cylindricus =oj 'n Ondersoek no die genetiese verskille en populasiegenetlka van nege Labeo-spesies in Suid-Afrika

132 HoofstukS 5-17 Tabe15.9 Genetiese identiteit (Nei, 1978) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, Spesie Li ros: Li rud; Leon. LmoL LcyL Lumb. Lazp. Li se«: LnuJ. 0,8445 Leon. 0,9371 0,8006 LmoL 0,7403 0,6861 0,7048 LcyL 0,7129 0,6829 0,6886 0,8463 Lumb. 0,7796 0,7634 0,7703 0,6688 0,6627 Leap. 0,7901 0,7812 0, ,6542 0,8932 Li see; 0,7622 0, ,6627 0,8004 0,8392 Lrub. 0,8221 0,8"-81 0,8201 0,7'..22 0,7049 0,8703 0,9015 0,7760 Tabe15.10 Die standaard genetiese afstand (Nei, 1978) op 'n skaal van 0 tot 1 (onder diagonaal) en die standaardafwyking (bo diagonaal) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika. Die genetiese verskille is die resultaat van 29 lokusse. Spesle Lms. Lirud: Leon. LmoL LcyL Lumb. Leap. Li see, Lirub, Li ros; - 0,0561 0,0333 0,0782 0,0844 0,Q705 0,0680 0, Lsrud: 0,1691-0,0671 0,0908 0,0916 0,0737 0, Leon. 0,0648 0, ,0899 0,07'..7 0, LmoL 0,3007 0,3768 0,3499-0,0562 0,0947 0, O.W..5 LcyL 0,3384 0,3813 0,3731 0,1668-0, , Lumb. 0, ,2616 0,4022 0, Leap. 0,2356 0, ,4126 0,4243 O,llJO ,0421 Li see, 0, ,2357 0,3980 0, , Lrub. 0,1960 0, ,3254 0,3496 0,1389 0,1037 0, Figuur5.10 Fenogram om die genetieseafstand (0) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika aan te dui, volgens Nei (1978) se verwerking van die biochemiese data L seebai 0.19 Li ruddi l 0.17, L molybdinus L cylindricus 'n Ondersoek lu die genetiese verskille en populasiegenetikd van negt:labeo-spesies in Suid-Afrika

133 5-18 Hoofstuk5 TabelS.ll Genetiese afstand (Rogers, 1972) tussen die nege Labeo-spesies in Suid-Afrika, Die genetiese verskille is die resultaat van 29 lokusse. Spesie L.TOS. L.rud. L. con. L.mol. L.eyL Li umb, L.eap. L. see. L.rud. 0,3359 Li con: 0,1597 0,4413 L.moL 0,5216 0,6122 0,5808 L.eyL 0,5658 0,6189 0,6105 0,2531 L.umb. 0,4648 0,4845 0,4751 0,6485 0,6650 L.eap. 0,4474.0,4511 0,4147 0,6653 0,6839 0,2450 Li see: 0,4978 0,4948 0,4290 0,6418 0,6634 0,4102 0,3417 L.mb. 0,3846 0,3697 0,3788 0,5511 0,58% 0,2844 0,2352 0,4307 FiguurS.ll Fenogram om die genetiese afstand (D) tussen die negelabeo-spesies in Suid-Afrika aan te dui, vogens Rogers (1972) se verwerking van die biochemiese data L. rubromaculatus 0.39 L. capensis 0.44 L umbratus ~ 0.61 L. seeberi 0.37 Lruddi 0.16 '--- L. congoro 0.25 L. rosae L molybdinus L cylindricus Die genetiese afstand tussen die nege spesies het gevarieer tussen 0,0653 (L. congoro en L. rosae) en 0,4064 (L cylindricus en L. capensis) (Tabe 5.8); Die standaardafwyking vir hierdie nege spesies se genetiese afstand het tussen 0,0333 en 0,0946, met 'n gemiddeld van 0,0718, gewisse (Tabel 5.8). Thorpe (1982) het 'n gemiddelde genetiese afstand van 0,62 tussen kongeneriese spesies (d.w.s. spesies van dieselfde genus) gevind vir verskillende spesies van invertebrate sowel as vertebrate. Daarenteen het Shaklee et ai. (1982) 'n genetiese afstand wat tussen 0,025 en 0,65, met 'n gemiddeld van 0,36, vir kongeneriese vistaksa waargeneem. Hierdie groot verskil in die gemiddelde waardes van Thorpe (1982) en Shaklee et 01. (1982) is heelwaarskynlik as gevog van die wye verskeidenheid van taksa (vertebrate sowel as invertebrate) wat die eersgenoemde outeur geanaliseer het, terwy aasgenoemde se studie segs kongeneriese vistaksa ingesluit het. Hierdie genetiese variasie wat tussen die nege Labeo-spesies opgemerk is, dui dus op volwaardige spesiestatus vir elkeen van hierdie spesies. Dit is interessant om op te merk dat die minste mate van genetiese ooreenstemming tussen twee spesies vanuit verskiende riviersisteme voorgekom het, n. L capensis (Oranje-Vaalsisteem) en L cylindricus (Limpoposisteem). Daar is dan ook aan die verwagting voldoen dat die twee spesies wat die naaste verwant is, simpatries voorkom. Ten spyte van hierdie waameming dat die simpatriese spesies die naaste verwant was, wou dit tog voorkom asof dit nie die agemene tendens is nie. So byvoorbeeld is 'n groter genetiese afstand tussen L. cylindricus en L. ruddi opgemerk, as tussen enige van die vier Labeo-spesies wat in die Oranje-Vaal-, Tugela- en Olifantsriviersisteme (S.W.-Kaap) teenwoordig is 'n Ondersoek no die genetiese l'ers/(ioe enpopulasiegenetilall'an nege Labeo-spesies in Slid-Afrilal

134 Hoofstuk (Tabel 5.8). Dieselfde is vir L molybdinus waargeneem. Dit blyk dus asof kongeneriese, simpatriese spesies Dienoodwendig 'n kleiner genetiese afstand as kongeneriese, allopatriese spesies toon nie. Die vier "suidelike Labeo-spesies" van Suid-Afrika, waarvan een in die Olifantsriviersisteem van die S.W.-Kaap (L seeberi), twee in die Oranje-Vaalriviersisteem (L capensis enl umbratus) en ook een in die Tugelariviersisteem (L rubromaculatusy voorkom, is geneties onderling baie nader verwant aan mekaar, as aan enige een van die vyf "noordelike Suid- Afrikaanse Labeo-spesies" van die Limpopo-, Pongola- en nkomatieriviersisteme (Tabe5.8). nteressant van die eersgenoemde vier spesies is dat L. capensis van al drie die ander, die meeste genetiese verwantskappe met hierdie drie deel en sodoende nader verwant is aan die drie, as wat enige van die drie aan mekaar is. So byvoorbeeld is die genetiese afstand tussen L capensis en L rubromaculatus die kleinste, nl, 0,1044;L. capensis en L umbratus 0,1135 en die tussen L capensis en L. seeberi 0,1758. Van Vuuren (1986) het die genetiese afstand tussenl. capensis en L umbratus as 0,1377 gevind Hierdie verskil in waarde is moontlik as gevolg van die lae aantal (6) ensiemsisteme wat deur die outeur gebruik is. Soos reeds genoem is, het die resultate van hierdie studie egter die noodsaaklikheidom 'n hoe aantal ensiemsisteme, eerder as 'n hoe aantal individue, te bestudeer baie beklemtoon. As gevolg van die hoe aantal skubbe van beide L. seeberi enl umbratus blyk dit op die oog af of hierdie twee spesies naverwant is, en het die kladistiese sowel as die fenetiese verwerking van die meristieke en die morfometrieseverhoudings 'n noue verwantskap tussen die twee spesies voorgestel. Hierdie noue verwante eienskappe het dan ook daartoe aanleiding gegee dat aangeneem is dat L. umbratus aan L. seeberi oorsprong gegee het, met 'n verbinding tussen die Olifantsriviersisteem (S.W.-Kaap) en die Oranje-Vaalriviersisteem (Jubb en Farquharson, 1%5). Dit is egter baie interessant om op te merk dat L. seeberi geneties baie nouer verwant is aan L capensis (0,1758), as wat dit aan L umbratus is (0,2230). As die Oranje-Vaalriviersisteem dus met die Olifantsriviersisteem verbind was, waarvoor daar we bewyse is (Skelton, 1986) wit dit dus voorkom volgens die biochemiese inligting asof dit eerder L capensis was wat 'n gemeenskaplike voorouer met L seeberi gedeel het, Die relatiewe groot verskil tussen die genetiese afstande van L umbratus (0,1135) en L rubromaculatus (0,1044) tot die van L capensis, in vergelyking met die van L seeberi (0,1758) tot L capensis, dui moontlik (soos in die literatuur opgemerk is) op 'n baie lang periode van isolasie tussen die twee riviersisteme - wat dan ook ondersteun word deur die teenwoordigheid van so baie endemiese spesies in die Olifantsriviersisteem (S.W.-Kaap) en ook die tekort aan duidelike geografiese oorblyfsels wat op so 'n verbinding kon dui (Skelton, 1986). Die hipotese in die literatuur dat L capensis en L rubromaculatus baie nouverwant is (Jubb, 1%7; Reid, 1985), en dat eersgenoemde aan laasgenoemde oorsprong gegee het (Gaigher en Pott, 1973), word baie sterk ondersteun deur hierdie noue genetiese variasie wat tussen die twee spesies heers (0,1044). Hierdie genetiese aanduiding van spesiasie van 'n oer-l capensis nadat dit die Tugelariviersisteem binnegedring het, word nog verder deur geologiese bewyse ondersteun, waarvan die herleiding van die Slangrivier een van die mees bekendste gevalle is: Die Slangrivier wat oorspronklik in die Oranje-Vaalriviersisteem ingevloei het, vloei tans in die Buffelsrivier (sytak van die Tugela). Hierdie verandering in vloeirigting en die gevolglike verskuiwing van die spesies wat op daardie tydstip in die rivier teenwoordig was, het tydens die Plioseentydperk plaasgevind (Crass, 1962). nteenstelling met die vier spesies wat so pas bespreek is, en wat as 'n groep noue genetiese verwantskappe getoon het, is daar twee duidelike groepe tussen die Limpoporiviersisteem se vyf spesies waargeneem: Aan die eenkant is daar L. rosae, L. congoro en L ruddi en aan die anderkant L cylindricus en L molybdinus. Van die eersgenoemde drie spesies het L. rosae en L congoro die meeste genetiese verwantskappe getoon, met 'n genetiese afstand van 0,0653.L ruddi het daarenteen nie 'n baie noue genetiese verwantskap met L. congoro getoon nie (0,2260), maar we met L. rosae (0,1695). Die statistiese verwerking van die gemeenskaplike biochemies-genetiese data van L moiybdinus en L. cylindricus ten opsigte van die vyfspesies, het 'n genetiese afstand (0,1302) wat kleiner is as die tussen L rosae en L. ruddi (0,1695), opgelewer, 'n Ondersoek na die genetiese rerskiue en poplllasiegenetika van nege Labeo-spesies in S"id.A/rika

135 5-20 Hoofstuk5 'n Vergelyking van die genetiese verwantskappe wat die twee groepe van die Limpoporiviersisteem gedeel bet en uitgedruk is in die genetiese afstande wat vir die spesies bereken is (Tabel 5.8), bet 'n groter genetiese afstand getoon tussen die twee groepe van die Limpoporiviersisteem, as enige van die waardes wat L rosae, L congoro en L ruddi van die vier meer suidelike spesies skei: by. L. ruddi en L cylindricus 0,3631; L congoro en L mo/ybdinus 0,3317 teenoor L rosae en L capensis 0,2364; L. congoro en L seeberi 0,2359. Soos reeds by die kladistiese model opgemerk is, kom daar 'n aantal allopatriese bevolkings van die spesies en ook verskeie naverwante spesies verder noord in Afrika voor. Dit sal dus ook in bierdie geval onwys wees as hierdie naverwante spesies nie in berekening gebring word, indien daar meer duidelikbeid oor die onderlinge moontlike filogenetiese verwantskappe van die vyf noordelike Suid Afrikaanse Labeo-spesies verkry wil word nie. Die feit dat L. ruddi endemies tot die Limpopo- en Pongolariviersisteme is en ook die feit dat die spesie se uiterlike bou na die van L. umbratus trek (bv. terminaal gelee bek, redelike klein en dus hoe aantal skubbe), bet in die verlede die vermoede laat ontstaan dat L. umbratus moontlik oorsprong aanl ruddi kon gegee bet tydens 'n verbinding van die Oranje-Vaalriviersisteem met die Limpoporiviersisteem (Jubb en Farquharson, 1965; Gaigher en Poll, 1973). Dit is egter interessant om op te merk dat L. ruddi geneties (soos uitgedruk in bulle alleelvariasies) nader verwant is aan L. rosae as aan enige een van die twee Oranje-Vaalriviersisteem se spesies. Daar word dus gevoel dat die moontlikheid boogs onwaarskynlik is dat L. umbratus of L capensis 'n gemeenskaplike voorouer tydens die vroee geskiedenisvan Suid-Afrika, met L. ruddi kongedeel het, Die noue genetiese verwantskap wat L. rosae en L. ruddi deel (0,1695) in vergelyking met die ander spesies; kan die vermoede laat ontstaan dat L. rosae en L. ruddi 'n gemeenskaplike voorouer kon gedeel bet. Dit is egter opvallend dat alhoewel L. congoro ook 'n baie nou genetiese verwantskap met L. rosae toon, is daar nie dieselfde mate van noue genetiese ooreenkomste tussen L. congoro en L. ruddi opgemerk nie. Dit is dus nie moontlik dat 'n oer-l rosae aan L. ruddi kon oorsprong gegee bet nie, aangesien L. ruddi dieselfde noue genetiese assosiasie met L. congoro sou gedeel bet as dit 'n gemeenskaplike voorouer met L rosae sou gedeel bet. Daarom word gevoel dat hierdie spesie moontlik saam met die ander, van die Zambesieriviersisteem ingekom bet en sal'n verdere ondersoek moontlik 'n naverwante spesie verder noord oplewer. Met 'n vergelyking van die fenetiese verwerking van die meristiese, morfometriese en biocbemiese data, was dit opvallend dat die meristiese en morfometriese data nie dieselfde verwantskappe (bebalwe vir L. capensis en L. rubromaculatusy tussen die spesies aangedui bet nie. Nie een van bierdie twee stelle uitwendig waarneembare kenmerke, bebalwe vir L capensis en L. rubromaculatus, bet dieselfde verwantskappe onderling tussen die spesies getoon, as wat die fenetiese verwerking van die biocbemiese data dit uitgedruk bet nie. Presies dieselfde tendens is opgemerk by die kladistiese saamgroepering van die nege Labeo-spesies, op grond van bulle morfometriese, meristiese en biocbemiese data. Met 'n evaluering van die kladistiese en die fenetiese sienswyses se verwerking van die meristiese tellings van die nege spesies, is basies dieselfde twee boof filogenetiese lyne vir die onderskeie sienswyses waargeneem: Waar die ses spesies met 'n hoe mate van oorvleueling ten opsigte van bulle aantal skubbe na die eenkant gegroepeer is, terwyl die ander drie spesies op die tweede lyn verteenwoordig is en van mekaar onderskei is op grond van bulle kenmerkende aantal skubbe. Die onderlinge assosiering van die spesies met mekaar op die twee ontwikkelingslyne, bet egter verskil vir die fenetiese en kladistiese modelle. Soos reeds aangedui is, is hierdie verskille in die twee mode lie se voorstellings van die filogenetiese verwantskappe tussen die nege spesies op grond van bulle meristiese eienskappe veroorsaak, deur die fynere groeperingsmetodes van die twee sienswyses, aangesien daar meer waarde aan verskillende eienskappe (bv. teenwoordigheid van plikae) gebeg word deur die twee sienswyses. Hierdie verskil in die twee sienswyses se finale groeperingsmetodes, bet ook baie duidelik na yore gekom tydens die toepassing daarvan op die morfometriese verboudings: Waar die kladistiese sienswyse slegs 'n enkele ontwikkelingslyn voorstel (Figuur 5.4), terwyl daar 'n baie meer verklaarbare en eksplisiete groepering van die nege spesies, deur die fenetiese sienswyse daar gestel is (Figuur 5.8). Dit 'n Ondersoek Ul die genetiese verskilken populasiegenetika "an nege Labeo-spesies in Sllid-Afri!al

136 Hoofstuk byk dus duidelik uit hierdie menstiese en morfometriese data, dat die fenetiese en kladistiese uitgangspunte we verskil het in hulle finale weergawe van die hipotetiese filogenetiese verwantskappe tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies. Dit was egter me moontlik om 'n definitiewe keuse tussen die twee sienswyses te maak vir die mees aanvaarbare hipotetiese voorstelling vir die filogenetiese ontwikkelingvan die nege spesiesnie, Wat we twyfelagtig was aangaande die parameters wat gebruik is (meristieke en morfometrie), is die feit dat beide die fenetiese en kladistiese uitgangspunte in 'n groot mate verskil het in die voorstelling van die moontlike filogenetiese geskiedenis van die spesies (behalwe vir L. capensis en L. rubromaculatus]: As' egter inag geneem word dat dit algemeen in die literatuur bekend is dat hierdie meristiese en morfometriese eienskappe onderhewig is aan omgewingsveranderinge (Barlow, 1961; Ali en Lindsay, 1974; Peden, 1979; Van der Bank, 1984), is sulke teenstrydige verwantskappe nie baie onverwags nie. Voordat daar egter enige verdere bespiegelinge oor die filogenetiese waardes van hierdie twee stelle morfologiese kenmerke gemaak word, is dit miskien eers noodsaaklik om die biochemies verkrygde genetiese data, se filogenetiese hipoteses te evalueer. Met die bespreking van die biochemiese data, soos voorgestel deur die kladistiese en fenetiese sienswyses, is drie duidelike filogenetiese ontwikkelingslynewaargeneem. Hierdie drie lyne het dan ook elke keer die basis gevorm waarvolgens die twee sienswyses hulle modelle saamgestel het. Die noue verwantskap wat L. molybdinus en L. cylindricus met L. congoro en L. rosae deel, terwyl L. ruddi as redelik primitiefbeskou word op grond van die gemeenskaplike alleelmodel (Figuur 5.6), is die grootste teenstrydigheid wat onderling tussen die modelle wat op die biochemiese data gegrond is, opgemerk is. Al drie die fenetiese modelle (Figure U) en ook die kladistiese onafhanklike alleelmodel (Figuur 5.5) het daarenteen virl. ruddi as naverwant aan L. rosae en L. congoro beskou, terwyll. molybdinus en L. cylindricus as redelik primitiefbeskou is. Die kladistiese sowe1 as die fenetiese modelle toon egter dat L. rosae en L. congoro 'n gemeenskaplike voorouer moes gedeel het, soos ook die geval is met L. molybdinus en L. cylindricus. Soos reeds van te yore opgemerk is, sal dit egter eers noodsaaklik wees om die meer noordelike, naverwante spesies van hierdie bogenoemde vyf spesies se biochemies-genetiese data in te sluit, voor sulke teenstrydighede soos deur die twee kladistiese modelle uitgelig, uit die weg geruim kan word. Hierdie biochemies gebaseerde kladistiese en fenetiese modelle dui egter almal daarop, dat die vier suidelike Labeo-spesies in Suid-Afrika wei 'n gemeenskaplike voorouer gedeel het. Daar het we verskille voorgekom in die onderlinge assosiering van die vier spesies, maar dit is net 'n beklemtoning van die noue genetiese eienskappe, soos uitgedruk in hulle alleelvariasies, wat die spesies onderling deel. Daar is dus net soos by die morfometriese en meristiese data nie een van hierdie filogenetiese bome wat op die biochemiese data gebaseer is, wat die kladistiese of fenetiese sienswyse as die mees korrekte weergawe ondersteun nie. Swofford (1981) se sienswyseom so veel as moontlik dendrogramme te evalueer om sodoende die mees akkurate of aanvaarbare filogenetiese voorstellings van 'n aantal spesies of 'n genus te verkry, word dus in 'ngroot mate deur die resultate van hierdie studie beklemtoon. Wat we opvallend was, is dat die dendrogramme wat op die biochemiese data gebaseer was baie meer konsekwent was as die wat op die morfometriese en meristiese data gegrond was. Hiermee word nie bedoel dat die filogenetiese waarde wat aan hierdie uitwendig waarneembare kenmerke gekoppel kan word en wat tog ook in 'n mate geneties bepaal word, heeltemal geignoreer moet word nie: Beide die kladistiese en fenetiese modelle van hierdie uitwendige kenmerke het 'n noue verwantskap tussen L. capensis en L. rubromaculatus gepostuleer, wat wel ook baie duidelik na yore gekom het met die fenetiese verwerking van die biochemiese data. Reid (1985) het met sy morfologiese ondersoek van die Labeo-genus in Afrika, ook vir L. capensis, L. umbratus, L. seeberi en L. rubromaculatus saam gegroepeer as die meer suidelike groep wat noue verwantskappe met mekaar deel. Hierdie opvallende morfologiese ooreenkomste van die vier suidelike spesies het dan ook daartoe gelei, dat aangeneem is datl. capensis aanl. rubromaculatus kan oorsprong gegee het (Jubb en Farquharson, 1965; Gaigher en Pott, 1973). Net so is deur die bogenoemde outeurs aangeneem dat L. umbratus moontlik kon oorsprong gegee het aan L. seeberi; met 'n verbinding tussen die Oranje-Vaalsisteem en die Olifantsisteem (S.W.-Kaap). Die terminaal gelee bek en redelike hoe aantal skubbe vanl. ruddi, het hierdie outeurs ook laat vermoed dat die vis moontlik die resultaat van 'n verbinding tussen die Oranje-, 'n Ondersoek na die geneliese verskille en populosiegmetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika

137 5-22 Hoofstuk5 Vaal- en Limpoporiviersisteme kan wees, waar L. umbratus dus die voorouer van L. ruddi was. Die verwerking van die biochemiese data het dit egter duidelik laat blyk dat L. ruddi meer alleelooreenkomste met van die Limpoporiviersisteem se spesies deel, as met enige van die Oranje-Vaalriviersisteem s'n en is dit dus onwaarskynlik dat L. umbratus die voorouer van L ruddi kon gewees het, Net so het Nei (1972, 1978) en Rogers '(1972) se genetiese afstande asook die gemeenskaplike alleelmodel 'n nouer verwantskap tussen L capensis en L seeberi uitgewys, as wat die geval was tussen L. umbratus en L. seeberi. Dit is dus duidelik dat die biochemiese genetiese analisering van 'n spesie of 'n genus essensiele addisionele inligting kan verskaf, wat nie beskikbaar is met 'n suiwer morfologiese ondersoek nie. 5.6 Soogeografie MET HERDE BELA.'lGRKE filogenetiese verwantskappe tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies (soos uitgedruk in hulle alleelvariasies) nou beskikbaar, was dit moontlik om die volgende soogeografiese hipotese vir die Suid-Afrikaanse Labeo-spesies voor te stel. Hierdie bespreking is dan ook teen die agtergrond van dit wat reeds in die literatuur beskikbaar is oor die spesies se soogeografie en ook die palaeo-geskiedenis van die subkontinent, uitgevoer. Daar word in die algemeen aanvaar dat sentraal, tropiese Afrika die bron van oorsprong was vir die visse van die streek (Bowmaker et al., 1978). Bell-Cross (1968) wys duidelik daarop dat geeneen van die vernaamste visgenera, wat suidwaarts vanaf die Zairerivier voorkom, afwesig in die sisteem is nie. Hy meen daarom dat hulle van hierdie punt af versprei het, soos moontlike kanale vir verspreiding beskikbaar geraak het. Dit is dan nie onverwags as daar ook algemeen in die iteratuur gevoel word, dat 'n groot aantal van die huidige Suid-Afrikaanse varswatervisspesies hulle teenwoordigheid te wyte het aan die suidelike migrasies vanuit hierdie sentrale bron van vis (Gaigher en Pott, 1973; Bowmaker et al; 1978).., Daar is egter tans geen geografiese bewyse dat daar we 'n verbindingls of rivierrowing/s (river capture) tydens die palaeo-geskiedenis van Afrika, tussen die proto-limpoporiviersisteem en die proto-zambesieriviersisteem, voorgekom het nie (Wellington, 1955; Patridge en Maud, 1987). Volgens Partridge en Maud (1987) is dit baie duidelik vanaf die oorgeerfde rivierkronkelings van alle belangrike subeskarpement riviere, dat die dreineringstelsel van die -Afrika-oppervlakte reeds 'n hoe mate van stabiliteit getoon het voor landontwikkeling (bv, opheffing, eskarpterugsnyding, erosiesiklusse, ens.) begin het - nadat kontinentskeuring plaasgevind het. Ten spyte van hierdie tekort aan bewyse spekuleer Bowmaker et al. (1978) we tog oor 'n moontlike verbinding tussen die Makgadikgadipanne (Zambesiesisteem) en die Limpoposisteem. Net so het Gaigher en Pott (1973), op grond van die verspreiding van suidelike Afrika se varswatervisspesies, 'n vroeere verbinding tussen die Limpopo- en Zambesiesisteme en ook tussen die Oranje-Vaal- en Zambesiesisteme gepostuleer. Alhoewel daar geen geomorfiese bewyse vir direkte verbindings ofrivierrowings tussen die Limpopo- en Zambesiesisteme bestaan nie, dui die verspreiding van L.cylindricus tog onomwonde op 'n suidwaartse migrasie: Aangesien dit heel onwaarskynlik sal wees dat die proto-l. cylindricus in al die riviersisteme waarln dit voorkom, van die ooskus van Kenia in die noorde tot by die Pongolasisteem in die suide, tot L. cylindricus sou ontwikkel het as dit die spesies se palaeo-verspreiding was. Die teenwoordigheid van L. rosae, L. congoro en L. molybdinus in die riviere van sentraal Afrika en ook die Limpopo-, nkornatieen Pongolasisteme, insinueer ook 'n defnitiewe migrasie na die meer suidelike sisteme. Alhoewel daar geen geomorfiese bewyse is vir verbindings tussen hierdie suidelike sisteme en die sisteme van die sentrale bron van oorsprong nie, word daar wel gevoel dat die verspreiding van hierdie spesies wellangs die Oos-Kusroete (Bell-Cross, 1982) kon plaasgevind het. n die vroee Kryttydperk het groot gedeetes van Mosambiek se kuslyn 'n baie lae gradient gehad (Dingle et al., 1983) en het dit heel waarskynlik oorsprong aan vloedvlaktes gegee, waarmee die vissuidwaarts kon migreer het. Soos reeds al van te vore opgemerk is, sal dit egter onwys wees om enige defnitiewe gevolgtrekkings te maak oor die soogeografie van die vyf noordelike spesies, as die groot aantal allopatriese naverwante spesies wat in die riviere noord van die Limpoposisteem voorkom, nie inag geneem word nie. So 'n 'n Ondersoek no die geneliese verskllle en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Sid.Afrika

138 Hoo(stukS S-23 filogenetiese inkorporering van hierdie naverwante spesies kan heel waarskynlik ook.meer lig op moontlike suidelike migrasieroetes werp. Vanuit die alleelvariasies wat die vyfnoordelike spesies onderling gedeel het, was al die modelle wat op hierdie biochemiese data gegrond was, dit eens dat L rosae en L congoro 'n gemeenskaplike voorouer gedeel het tydens hulle palaeo-geskiedenis. Dieselfde noue filogenetiese verwantskap is tussen L. molybdinus en L cylindricus waargeneem. Hier word dus twee hoof filogenetiese lyne gepostuleer vir die ontwikkeling van die noordelike spesies. Reid (1985) wysegter daarop dat daar huidiglik meer as 'n honderd Labeo- spesies in Afrika erken word en is dit dus ooglopend dat hierdie vyf noordelike spesies in Suid-Afrika slegs 'n druppel in die emmer is van dit wat verder noord voorkom. Dit is daarom heel moontlik dat hierdie twee hipotetiese filogenetiese lyne slegs 'n klein onderafdeling is van 'n baie meer gekomplekseerde filogenetiese boom van die Labeo's in sentraal Afrika. 'n Volledige beeld sal egter eers verkry word wanneer al hierdie spesies ook in berekening gebring sal word. Net so sal die filogenetiese posisie van L ruddi heel waarskynlik beter verstaan word as daar meer helderheid oor die filogenetiese verwantskappe van al die Labeo's in sentraal Afrika verkry word. Oor die filogenetiese verwantskappe wat daar tussen die vier suidelike spesies heers, en ook hulle moontlike soogeografie, is baie meer duidelikheid verkry as in die geval van die vyfnoordelike spesies. 'n Groot dee! van hierdie duidelikheid is te danke aan die feit dat die vier spesies endemies tot Suid Afrika is. Gevoiglik kan daar dus 'n baie meer vollediger beeld geskep word as in die geval van die bogenoemde vyfspesies. Vanuit die bespreking oor die alleelvariasies wat onderling tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies gedeel word en dus 'n aanduiding is van moontlike filogenetiese verwantskappe, was die noue biochemies-genetiese band wat die vier suidelike spesies gedeel het baie opvallend. Hierdie noue genetiese band kan maklik toegeskryf word aan 'n unieke filogenetiese lyn, waarvan die natuurlike palaeo-verspreiding (van hulle gemeenskaplike voorouer) tot die proto-oranje-vaalriviersisteem beperk was. Uit hierdie studie het dit egter baie duidelik na vore gekom dat die vier suidelike spesies we ook in 'n redelike mate biochemies-genetiese verwantskappe met van die spesies in die Limpoporiviersisteem (L rosae en L congoro) deel. As hierdie suidelike ontwikkelingslyn dus we 'n geisoleerde lyn van die meer noordelike spesies was, en dus die tropiese bron van oorsprong - sou 'n mens tog nie so 'n noue alleliese verwantskap tussen die twee groepe verwag het nie. Dit blyk dus onmoontlik om die soogeografie van die vier suidelike spesies afsonderlik te beskou van die sentrale, tropiese bron van oorsprong, 5005 deur Bowmakeret al. (1978) gepostuleer. Op die vraag ofdit we moontlik was vir hierdie suidelike spesies se enkele voorouer (5005 baie duidelik na vore gekom het by al die biochemies-genetiese modelle) om van die noorde af te kon migreer na die Oranje-Vaalriviersisteem, is die antwoord ja: Soos reeds opgemerk is, het die noordelike spesies heel waarskynlik langs die Ooskus-roete tot in die Limpoposisteem migreer, net so kon hierdie voorouer dieselfde roete gevolg het. Partridge en Maud (1987) wys op duidelike stroomrowing wat tussen die Vaalrivier en die Limpoporivier plaasgevind het tydens die laat Kryttydperk. Hierdie rowing het hoofsaaklik plaasgevind as gevolg van intense erodering, wat veroorsaak is deur die stylgradient van die kontinentale waterskeidingslyn (Griekwaland-Transvaal-as) wat die twee sisteme skei. Dit wil dus voorkom asof daar we 'n voorouer van die noorde af kon migreer het na die suide, waarna dit in die proto-oranje-vaalriviersisteem beland het. Hierdie inkom van die proto-suidelike spesie moes geskied het voor die Mid-Tersiere tydperk, aangesien die Olifantsriviersisteem (S.W.-Kaap) teen daardie tyd nog deel uitgemaak het van die proto-oranje-vaalsisteem. Volgens Dingle en Henley (1984) het die dreinering van die proto-oranje-vaalsisteem tydens die Paleoseen verander van die posisie waar dit vandag uitmond, na waar die Olifantsrivier (S.W.-Kaap) tans uitmond. Hierdie verandering in die vloeirigting van die proto-oranje-vaal het tot die laat Mioseen geduur, waarna dit terug verander het na waar dit vandag uitmond. Tydens hierdie tydperk van verandering in die Oranje-Vaal se vloeirigting en die resulterende koppeling tussen die sisteem en die Olifantsriviersisteem, het dit heel waarskynlik gelei tot die verspreiding van die genoemde proto-labeo na die Olifantsriviersisteem in die S.W.-Kaap. Na die koppeling tussen die twee sisteme verbreek is, het 'n Ondersoek lu die genetiese verskille en PtJPlllasiegenetilea "an Mgt Lab_spesies in Sid-Afrika

139 5-24 Hoofstuk5 spesiasie vermoedelik gelei tot die ontstaan van L. seeberi. Net soos die bogenoemde geomorfologiese geskiedenis op 'n baie lang isolasie tydperk tussen die Olifants en Oranje-Vaal dui, het die fenetiese modelle en ook die gemeenskaplike aleelmodel (kladisties) 'n biochemies-genetiese verwantskap tussen die bogenoemde spesie en die van die Oranje-Vaariviersisteem voorgestel wat op 'n lang periode van isolasiegegrond is. Net na die verbreking van die koppeling tussen die bogenoemde twee sisteme, blyk dit volgens die biochemiese inligtingdat die proto-labeo wat in die Oranje-Vaa teenwoordig was, gedivergeer het om oorsprong aan L. umbratus en 'n proto-z, capensis te gee. Hierdie gemeenskaplike voorouer wat die bogenoemde spesies deel, is baie opvalend in die grafiese projeksies wat gekonstrueer is na aanleiding van die biochemiese data. 'n Baie belangrike rivierrowingwat tydens die Pleistoseen plaasgevind het, is die van die Slangrivier wat oorspronkik in die Oranje-Vaalriviersisteem uitgemond het, maar tans deel uitmaak van die Tugelariviersisteem (Partridge en Maud, 1987). Volgens hierdie twee outeurs was die rowing as gevolg van die intense opheffing van die oostelike gedeelte van die land, met die gevolgike hoe eroderende potensiaa van die riviere wat in hierdie gedeeltes ontspring het. Dit is opvallend dat die geomorfologiese evolusie van hierdie spesifieke rivierrowing baie jonk (Pleistoseen) is, in vergeyking met die totale evolusionere ontwikkelingvan Suid-Afrika. As die noue genetiese band (soos uitgedruk in hulle alleelvariasies) wat L. capensis en L rubromaculatus deel en wat ook weerspieel word in hulle hoogs oorvleuelende meristiese en morfometriese kenmerke, inag geneem word - is dit ooglopend dat die twee spesies 'n onlangse gemeenskaplike voorouer moos gedeel het. Hierdie hipotese word nog verder ondersteun deur die onbetwisbare geomorfologiese bewyse van'n onlangse rivierrowing tussen die twee spesies se natuurlike habitatte. Hierdie gemeenskaplike voorouer is die proto-l capensis wat gevorm is nadat die prot<rlabeo van die Oranje-Vaasisteem gedivergeer het. Dit is, interessant om op te merk dat L. capensis 'n meer stroomagtige habitat verkies, terwyl L umbratus daarteenoor eerder in stiller water opgemerk word (Bruton et al., 1982). Die verskil in habitatsvoorkeur van die twee spesies, is dan ook heel waarskynik die rede waarom L. umbratus nie ook in die Tugelariviersisteem versprei het nie, veral as inag geneem word dat Partridge en Maud (1987) daarop wys dat die genoemde rivierrowing in die steil gebiede van die oostelike eskarpement, plaasgevind het. 5.7 Samevatting MET 'N EVALCERNG van die filogenetiese verwantskappe wat onderling tussen die nege Suid-Afrikaanse Labeo-spesies aangedui is - was dit baie opvallend dat die biochemies-genetiese data baie meer konsekwent was, as in die geval van die morfometriese sowel as die meristiese data. Dit is dan ook sekerlik verstaanbaar as aanbeveel word dat hierdie molekulere inligting 'n integrale deel moet uitmaak in opvolgende filogenetiese studies. Die morfologiese data is egter nie geheel en a nutteloos nie, soos duidelik uit Reid (1985) en ook hierdie studie se resultate na vore gekom het (bv,l capensis enl rubromaculatusi. Dit blyk egter ook baie duidelik dat oppervlakkige morfologiese kenmerke, soos by. skubteings, liggaamsverhoudings, ens. baie maklik tot 'n wanindruk kan lei (bv. L. umbratus en L seeberi). Meer intensiewe morfologiese ondersoeke, soos by. kraniologiese studies, bou en voorkoms van faringiale tande, ens. kan egter meer waardevolle inligting beskikbaar stel (Greenwood, pers. med.). Uit hierdie studie het dit ook duidelik na vore gekom dat dit noodsaaklik is om meer as een uitgangspunt tc inkorporeer tydens die konstruering van fiogenetiese bome. Die kadistiese en fenetiese sienswyses het dan ook inderdaad onderling in 'n klein mate verski. Die algemene voorstelling van die nege spesies se filogenetiese verwantskappe was egter basies diesefde: Met die vier suidelike spesies as 'n enkele filogenetiese lyn en die vyf noordelike spesies wat onderling in twee lyne verdeel is. Die resultate van hierdie studie ondersteun dus Swofford (1981) se aanbeveling in 'n hoe mate, n.: dat 'n Ondersoeknodie genetiese verskille en populasiegenetika van nege Labeo-spesies in Said-Afrika