The Maintenance and Consequences of a Low Quality Diet in Poecilia Latipinna

The adaptive significance of herbivory in nature is not well understood. In order to document the conditions that select for an herbivorous feeding habit, we must first understand how such a diet is maintained, and the consequences of doing so. A few studies have begun to reveal mechanisms of maintaining herbivory (i.e. selective feeding, diet mixing, etc.) and the associated life history responses (i.e. growth, reproduction, etc.) in terrestrial and marine systems; however, studies of this kind are underrepresented in the freshwater literature. In this study, I use the sailfin molly (Poecilia latipinna) as a model organism to examine diet selectivity and the effects of an herbivorous diet on growth. To study food selectivity, sailfin mollies were fed either disturbed or intact periphyton mats from one of three localities within the Everglades (Water Conservation Area 3B, the Gap, or Chekika). Mats are structured with palatable algal species (i.e. greens and diatoms) comprising the inner components of the mat, and unpalatable species (i.e. cyanobacteria) comprising the outer edges. Fish gut contents were analyzed for each treatment and periphyton locality. Results suggest that when provided access to the inner components of the mats, fish preferentially eat more palatable algae. In a second experiment, effects of an herbivorous diet were examined using neonate sailfin mollies. Fish were fed either commercial food flakes, commercial algae flakes, or ground periphyton, and growth rate was measured weekly, from birth to 21 days. Fish fed the commercial diets grew at a faster rate and reached a larger final size than those fed periphyton. These results suggest that a periphyton diet is limited in nutritional elements compared to a pure algae diet and herbivorous organisms feeding upon it may experience negative effects on growth. By studying the costs and benefits of herbivory in a freshwater system, this paper contributes to a larger study of the question of why herbivory would evolve as an adaptation when seemingly inefficient compared to carnivorous and omnivorous diets.

Caracterização transcricional dos genes CTR1 e ATP7B no peixe Poecilia vivipara: efeitos do cobre e da salinidade

Em peixes, o cobre (Cu) é absorvido a partir da água, via branquial, e pela ingestão de água e alimento, via gastrintestinal. Para evitar reações não específicas prejudiciais e suprir proteínas dependentes de Cu, existem transportadores específicos, como as proteínas de absorção de alta afinidade ao Cu (CTR1) e as Cu-ATPases (ATP7), que auxiliam na translocação intracelular do metal. No presente estudo, os genes CTR1 e ATP7B foram identificados em Poecilia vivipara e os seus transcritos foram quantificados por RT-qPCR nas brânquias, no fígado e no intestino de guarús expostos (96 h) ao Cu (0, 5, 9 e 20 µg/L) em água doce e salgada (salinidade 24). Foram identificadas novas sequências nucleotídicas dos genes CTR1 (1560 pb, completa) e ATP7B (617 pb, parcial), as quais tiveram altos valores de identidade com as descritas para Fundulus heteroclitus (CTR1=81%) e Sparus aurata (ATP7B=81%). A análise por RT-qPCR indicou níveis de transcrição para CTR1 e ATP7B em todos os tecidos analisados. Em guarús na água doce, a maior expressão da CTR1 e da ATP7B se deu no fígado. Em guarús na água salgada, a maior expressão da CTR1 ocorreu no intestino, enquanto a da ATP7B se deu no fígado e intestino. Na água doce, a exposição ao Cu aumentou o conteúdo branquial e hepático de Cu, diminuiu os transcritos de CTR1 e ATP7B nas brânquias e aumentou os transcritos destes genes no fígado, sem alterar o conteúdo corporal de Cu. Na água salgada, a exposição ao Cu aumentou o conteúdo de Cu e diminuiu o transcrito de ATP7B no intestino, sem alterar o conteúdo corporal de Cu nos P. vivipara. Estes resultados indicam que a homeostasia do Cu em P. vivipara envolve a redução da expressão do CTR1 e ATP7B nas brânquias (água doce) e intestino (água salgada) para limitar a absorção do Cu e o aumento da expressão destes genes no fígado (água doce) para facilitar o armazenamento e desintoxicação do Cu.

Identificação e expressão de genes relacionados à via esteroidogênica e resposta antioxidante após a exposição à Atrazina em Poecilia vivipara (Poeciliidae, Cyprinodontiformes)

O herbicida Atrazina (ATR) é um agrotóxico utilizado há cerca de 50 anos, responsável pelo controle seletivo de plantas daninhas em cultivo de arroz, milho e cana-de-açúcar, principalmente. Estudos recentes apontam diversos efeitos desse herbicida em invertebrados e vertebrados, através da contaminação do solo, bem como da lixiviação para os ecossistemas aquáticos. Foi demonstrado que a ATR é um desregulador endócrino, além de causar efeitos como estresse oxidativo, imunotoxicidade e distúrbios no metabolismo energético. No presente estudo, a espécie nativa Poecilia vivipara foi utilizada como modelo experimental para identificar e analisar a expressão de genes atuantes na via esteroidogênica (StAR e Cyp19a1) e genes atuantes no sistema de defesa antioxidante enzimático (SOD-1 e CAT), frente a exposição à diferentes concentrações de ATR. Sequências parciais dos genes-alvo foram obtidas e comparadas com sequências disponíveis de espécies próximas. Foram analisadas a expressão órgãoespecífica para cada um dos genes isolados, bem como a expressão dos genes frente à exposição ao herbicida atrazina. Os animais foram expostos a ATR em concentrações de 2, 10 e 100 µg/L e a expressão dos genes em gônadas e fígado desses animais foram analisadas em 24 e 96 horas de exposição. As sequências obtidas dos genes StAR, Cyp19a1, SOD-1 e CAT apresentaram 821, 80, 954, 350 pares de bases respectivamente, com identidades que variam de 86 a 100% com espécies filogeneticamente próximas a P. vivipara. Os animais apresentaram uma maior expressão dos genes StAR e Cyp19a1 nas gônadas e no fígado, enquanto a menor expressão se mostrou em órgãos como intestino e baço. Já os genes SOD e CAT apresentaram uma maior expressão no fígado, e menor expressão no intestino. Em relação à expressão gênica frente à exposição à ATR, os resultados apontaram para uma indução dos genes StAR, SOD e CAT em 24 horas, nas gônadas e no fígado, enquanto 8 que a expressão do gene Cyp19a1 foi aumentada apenas após 96 horas de exposição. Foi demonstrado que o herbicida ATR, mesmo em baixas concentrações, é capaz de desregular a expressão de genes que codificam tanto para proteínas componentes da via de síntese de hormônios esteróides, quanto para enzimas atuantes na resposta antioxidante celular de P. vivipara. 

Dynamic social networks in guppies (Poecilia reticulata)

One of the main challenges in the study of social networks in vertebrates is to close the gap between group patterns and dynamics. Usually scan samples or transect data are recorded to provide information about social patterns of animals, but these techniques themselves do not shed much light on the underlying dynamics of such groups. Here we show an approach which captures the fission-fusion dynamics of a fish population in the wild and demonstrates how the gap between pattern and dynamics may be closed. Our analysis revealed that guppies have complex association patterns that are characterised by close strong connections between individuals of similar behavioural type. Intriguingly, the preference for particular social partners is not expressed in the length of associations but in their frequency. Finally, we show that the observed association preferences could have important consequences for transmission processes in animal social networks, thus moving the emphasis of network research from descriptive mechanistic studies to functional and predictive ones.

Reproductive Biology of Amblema neislerii, Elliptoideus sloatianus, Lampsilis subangulata, Medionidus penicillatus, and Pleurobema pyriforme (Bivalvia: Unionidae): final report

A study on the reproductive biology of Amblema neislerii, Elliptoideus sloatianus, Lampsilis subangulata, Medionidus penicillatus, and Pleurobema pyriforme was conducted from May 1995 to May 1997. The objectives of this study were as follows: 1) determine period of gravidity for each of the five mussel species, 2) determine host fish via laboratory experiments, 3) test whether unionid glochidia will transform on a nonidingenous fish, and 4) describe the glochidial morphology for each of the five mussel species using a scanning electron microscope. Amblema neislerii are tachytictic breeders and were found with mature glochidia in May. Elliptoideus sloatianus are tachytictic breeders and were found with mature glochidia from late February to early April. Lampsilis subangulata are bradytictic breeders and were found with mature glochidia from December to August. Superconglutinates were released by L. subangulata from late May to early July. Medionidus penicillatus are bradytictic breeders and were found with mature glochidia in November and February to April. Pleurobema pyriforme are tachytictic breeders and were found with mature glochidia from March to July. The following fish species served as hosts for A. neislerii: Notropis texanus, Lepomis macrochirus, L. microlophus, Micropterus salmoides, and Percina nigrofasciata. The following fish species served as hosts for E. sloatianus: Gambusia holbrooki, Poecilia reticulata, and P. nigrofasciata. The following fish species served as hosts for L. subangulata: G. holbrooki, P. reticulata, L. macrochirus, Micropterus punctulatus, and M. salmoides. The following fish species served as hosts for M. penicillatus: G. holbrooki, P. reticulata, Etheostoma edwini, and P. nigrofasciata. The following fish species served as hosts for P. pyriforme: Pteronotropis hypselopterus, G. holbrooki, and P. reticulata. Poecilia reticulata, a nonindigenous fish, served as a host for E. sloatianus, L. subangulata, M. penicillatus, and P. pyriforme. (76 page document)

Vegetation Effects on Fish Distribution in Impounded Salt Marshes

We compared the density and biomass of resident fish in vegetated and unvegetated flooded habitats of impounded salt marshes in the northern Indian River Lagoon (IRL) Estuary of east-central Florida. A 1-m2 throw trap was used to sample fish in randomly located, paired sample plots (n = 198 pairs) over 5 seasons in 7 impoundments. We collected a total of 15 fish taxa, and 88% of the fishes we identified from the samples belonged to three species: Cyprinodon variegatus (Sheepshead Minnow), Gambusia holbrooki (Eastern Mosquitofish), and Poecilia latipinna (Sailfin Molly). Vegetated habitat usually had higher density and biomass of fish. Mean fish density (and 95% confidence interval) for vegetated and unvegetated sites were 8.2 (6.7–9.9) and 2.0 (1.6–2.4) individuals m-2, respectively; mean biomass (and 95% confidence interval) for vegetated and unvegetated sites were 3.0 (2.5–3.7) and 1.1 (0.9–1.4) g m-2, respectively. We confirmed previous findings that impounded salt marshes of the northern IRL Estuary produce a high standing stock of resident fishes. Seasonal patterns of abundance were consistent with fish moving between vegetated and unvegetated habitat as water levels changed in the estuary. Differences in density, mean size, and species composition of resident fishes between vegetated and unvegetated habitats have important implications for movement of biomass and nutrients out of salt marsh by piscivores (e.g., wading birds and fishes) via a trophic relay.

História de vida das fêmeas de três espécies de Poeciliidae de um riacho costeiro da Mata Atlântica

A teoria da história de vida é uma importante ferramenta para entender diferenças nas estratégias reprodutivas entre populações sob diferentes condições ambientais e para a inferência das possíveis adaptações locais. Os poecilídeos são excelentes modelos para estudos sobre a divergência da história de vida entre populações devido às suas peculiaridades reprodutivas baseadas em diferentes graus de viviparidade, respostas rápidas às condições ambientais, reprodução continuada e curto tempo de geração. Considerando que Phalloceros harpagos, Poecilia vivipara e Poecilia reticulata - três espécies de poecilídeos encontrados no rio Ubatiba, no município de Maricá, Rio de Janeiro - apresentam populações pouco móveis e compartilham dietas semelhantes, a competição por recursos alimentares pode influenciar bastante a história de vida dessas espécies em áreas onde as mesmas coocorrem. As coletas foram realizadas em seis localidades do rio Ubatiba, as quais foram selecionadas pelo padrão de ocorrência das espécies de poecilídeos. Para comparação das histórias de vida das três espécies, foram analisados o comprimento padrão, o tamanho da primeira maturação, o peso total, o índice gonadossomático (IGS), o tamanho da ninhada, e a presença ou ausência de superfetação. Com intuito de aferir as adaptações nas características da história de vida de cada espécie de acordo com a localidade, foram separados os dados das espécies, e então, comparadas as localidades. Além das características citadas, analisou-se também a presença ou ausência de matrotrofia. As análises de correlação demonstraram que o tamanho da fêmea influencia o peso total, o investimento reprodutivo e o tamanho da ninhada das espécies estudadas. As fêmeas grávidas de P. vivipara apresentaram os maiores valores de comprimento padrão, tamanho da primeira maturação, peso total, IGS e tamanho das ninhadas, entre as três espécies. As características da história de vida de P. reticulata exibiram semelhanças ora com P. harpagos (comprimento padrão, tamanho da primeira maturação e peso total), ora com P. vivipara (IGS). O tamanho das ninhadas diferiu significativamente entre as espécies. A superfetação esteve presente entre 12-15% das fêmeas grávidas das três espécies de poecilídeos. A análise das características da história de vida de P. harpagos de acordo com a localidade mostrou que o tamanho, peso, IGS e tamanho da ninhada das fêmeas estão intimamente relacionados à ocorrência de outros poecilídeos. As fêmeas de P. vivipara também apresentaram variações de IGS e tamanho da ninhada ligadas à coocorrência, contudo, não mostraram diferenças de tamanho e peso de acordo com a localidade. Já P. reticulata apresentou diferença de peso, IGS e tamanho da ninhada em relação à ocorrência das outras espécies, mas de tamanho não. Observou-se, para as três espécies, a presença concomitante de superfetação e matrotrofia, e houve indícios de que a variação dos graus de matrotrofia foi influenciada pelos diferentes padrões de ocorrência. Os poecilídeos apresentaram uma variedade de padrões de história de vida, os quais parecem ter sido moldados principalmente pela competição interespecífica por recursos alimentares

Avaliação química e ecotoxicológica para seleção de bioensaios aquáticos sensíveis a efluentes contendo metais

A Resolução CONAMA N 430/2011 exige a utilização de dois bioensaios (dois níveis tróficos) para avaliação ecotoxicológica de efluentes, mas a seleção ao acaso de bioensaios pode permitir lançamentos tóxicos. A sensibilidade dos bioindicadores irá depender da substância tóxica avaliada. Assim, baterias de bioensaios sensíveis devem ser estabelecidas às classes de contaminantes. Na literatura não há estudos que indiquem uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos sensíveis para avaliação de efluentes contendo principalmente metais. Esse trabalho teve como objetivo selecionar uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos que conjuntamente detectem toxicidade ao maior número de metais isolados e em misturas e que sejam realizados no menor tempo indicado pelas normas de padronização. Foram avaliadas as sensibilidades de seis bioensaios, incluindo três níveis tróficos (produtores, algas: Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris; consumidores primários, cladóceros: Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia; consumidores secundários, peixes: Poecilia reticulata e Danio rerio), a 10 espécies metálicas individuais (Ag+, Cd2+, Cu+, Cu2+, Cr3+, Cr6+, Pb2+, Ni2+, Zn2+ e Hg2+) e a efluentes reais (siderúrgicos) e simulados em laboratoriais (baseado nos limites máximos permitidos para descarte). Os bioensaios com peixes foram os menos sensíveis, D. rerio não detectou toxicidade em nenhum dos efluentes testados. P. subcapitata foi um bom bioindicador de toxicidade de Cr3+ e D. similis foi o organismo mais sensível a Hg2+. O uso combinado do bioensaio crônico de 72h com C. vulgaris e do bioensaio agudo de 48h com C. dubia garantiu a detecção das menores concentrações dos metais tanto individualmente quanto em efluentes reais e simulados. Apesar de P. subcapitata ser um bom bioindicador da toxicidade de Cr3+, a interação dos metais em misturas tornou C. vulgaris igualmente sensível. Da mesma forma, apesar de D. similis ter sido mais sensível ao Hg2+, o efeito da toxicidade dos efluentes com maiores teores de Hg2+ foi detectado por C. dubia

Studies on fecundity, sex ratio and crossbreeding in different strains of Guppy

Studies on the fecundity, sex ratio and crossbreeding in different strains of the guppy Poecilia reticulata such as Butterfly I, Butterfly II and Cobra strains was carried out. The highest fecundity among Butterfly I strain was at the 5th breed while it was highest at the 6th and 8th breed among Butterfly II and Cobra strain respectively. The average male percentage was 39.88%, 43.39% and 45.02% among Butterfly I, Butterfly II and Cobra strains respectively. The crossbreeding of strains showed good results among crossbreeds of Butterfly II (♀) X Cobra (♂) and Butterfly I (♀) X Cobra (♂). The crossbreed among the Butterfly I (♀) X Cobra (♂) proved to be excellent from the point of view of more percentage, rapid growth, and brilliant body and finnage colouration.

江西彭泽鲫生殖方式的初步研究

<正> 雌核发育是动物界中一种少有的生殖方式。在鱼类中迄今已发现Poecilia formosa,Menidiaclarkhubbsi是行雌核发育的单性鱼类,欧洲的银鲫(Carassius auratus gibelio)。Poeciliopsis属的某些类型亦是行雌核发育的。近10余年来,我国继发现黑龙江省方正县双风水库的银鲫是两

鱼类的人工雌核生殖

<正> 雌核生殖(gynogenesis)是单性生殖(parthenogenesis)的一种,指卵子依靠自己的细胞核直接发育成个体的生殖行为。自然界实行雌核生殖的动物有:蜜蜂、蚂蚁、蚜虫,水蚤、轮虫、丰年虫、银鲫、食蚊鱼(Poecilliopsis)的一些种类(如花鳉Poecilia formosa)等等。

Development of a rapid, sensitive and specific diagnostic assay for fish Aquareovirus based on RT-PCR

A rapid, sensitive and highly specific detection method for Aquareovirus based on reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) was developed. Based on multiple sequence alignment of the cloned sequences of a local isolates, the Threadfin reovirus (TFV) and Guppy reovirus (GPV) with Grass carp reovirus (GCRV), a pair of degenerate primers was selected carefully and synthesized. Using this primer combination, only one specific product, approximately 450 bp in length was obtained when RT-PCR was carried out using the genomic double-stranded RNA (dsRNA) of TFV, GPV and GCRV. Similar results were also obtained when Chum salmon reovirus (CSRV) and Striped bass reovirus (SBRV) dsRNA were used as templates. No products were observed when nucleic acids other than the dsRNA of the aquareoviruses described above were used as RT-PCR templates. This technique could detect not only TFV but also GPV and GCRV in low titer virus-infected cell cultured cells. Furthermore, this method has also been shown to be able to diagnose GPV-infected guppy (Poecilia reticulata) that exhibit clinical symptoms as well as GPV-carrier guppy. Collectively, these results showed that the RT-PCR amplification method using specific degenerate primers described below is very useful for rapid and accurate detection of a variety of aquareovirus strains isolated from different host species and origin. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Experimental evaluation of evolution and coevolution as agents of ecosystem change in Trinidadian streams.

Evolution has been shown to be a critical determinant of ecological processes in some systems, but its importance relative to traditional ecological effects is not well known. In addition, almost nothing is known about the role of coevolution in shaping ecosystem function. Here, we experimentally evaluated the relative effects of species invasion (a traditional ecological effect), evolution and coevolution on ecosystem processes in Trinidadian streams. We manipulated the presence and population-of-origin of two common fish species, the guppy (Poecilia reticulata) and the killifish (Rivulus hartii). We measured epilithic algal biomass and accrual, aquatic invertebrate biomass, and detrital decomposition. Our results show that, for some ecosystem responses, the effects of evolution and coevolution were larger than the effects of species invasion. Guppy evolution in response to alternative predation regimes significantly influenced algal biomass and accrual rates. Guppies from a high-predation site caused an increase in algae relative to guppies from a low-predation site; algae effects were probably shaped by observed divergence in rates of nutrient excretion and algae consumption. Rivulus-guppy coevolution significantly influenced the biomass of aquatic invertebrates. Locally coevolved populations reduced invertebrate biomass relative to non-coevolved populations. These results challenge the general assumption that intraspecific diversity is a less critical determinant of ecosystem function than is interspecific diversity. Given existing evidence for contemporary evolution in these fish species, our findings suggest considerable potential for eco-evolutionary feedbacks to operate as populations adapt to natural or anthropogenic perturbations.

Eco-evolutionary trophic dynamics: loss of top predators drives trophic evolution and ecology of prey.

Ecosystems are being altered on a global scale by the extirpation of top predators. The ecological effects of predator removal have been investigated widely; however, predator removal can also change natural selection acting on prey, resulting in contemporary evolution. Here we tested the role of predator removal on the contemporary evolution of trophic traits in prey. We utilized a historical introduction experiment where Trinidadian guppies (Poecilia reticulata) were relocated from a site with predatory fishes to a site lacking predators. To assess the trophic consequences of predator release, we linked individual morphology (cranial, jaw, and body) to foraging performance. Our results show that predator release caused an increase in guppy density and a "sharpening" of guppy trophic traits, which enhanced food consumption rates. Predator release appears to have shifted natural selection away from predator escape ability and towards resource acquisition ability. Related diet and mesocosm studies suggest that this shift enhances the impact of guppies on lower trophic levels in a fashion nuanced by the omnivorous feeding ecology of the species. We conclude that extirpation of top predators may commonly select for enhanced feeding performance in prey, with important cascading consequences for communities and ecosystems.

Habitat simplification increases the impact of a freshwater invasive fish

Biodiversity continues to decline at a range of spatial scales and there is an urgent requirement to understand how multiple drivers interact in causing such declines. Further, we require methodologies that can facilitate predictions of the effects of such drivers in the future. Habitat degradation and biological invasions are two of the most important threats to biodiversity and here we investigate their combined effects, both in terms of understanding and predicting impacts on native species. The predatory largemouth bass Micropterus salmoides is one of the World’s Worst Invaders, causing declines in native prey species, and its introduction often coincides with habitat simplification. We investigated the predatory functional response, as a measure of ecological impact, of juvenile largemouth bass in artificial vegetation over a range of habitat complexities (high, intermediate, low and zero). Prey, the female guppy Poecilia reticulata, were representative of native fish. As habitats became less complex, significantly more prey were consumed, since, even although attack rates declined, reduced handling times resulted in higher maximum feeding rates by bass. At all levels of habitat complexity, bass exhibited potentially population destabilising Type II functional responses, with no emergence of more stabilising Type III functional responses as often occurs in predator-prey relationships in complex habitats. Thus, habitat degradation and simplification potentially exacerbate the impact of this invasive species, but even highly complex habitats may ultimately not protect native species. The utilisation of functional responses under varying environmental contexts provides a method for the understanding and prediction of invasive species impacts.