Are NORs Always Located on Homeologous Chromosomes? A FISH Investigation with rDNA and Whole Chromosome Probes in Gymnotus Fishes (Gymnotiformes)

Gymnotus (Gymnotiformes, Gymnotidae) is the most diverse known Neotropical electric knife fish genus. Cytogenetic studies in Gymnotus demonstrate a huge karyotypic diversity for this genus, with diploid numbers ranging from 34 to 54. The NOR are also variable in this genus, with both single and multiple NORs described. A common interpretation is that the single NOR pair is a primitive trait while multiple NORs are derivative. However this hypothesis has never been fully tested. In this report we checked if the NOR-bearing chromosome and the rDNA site are homeologous in different species of the genus Gymnotus: G. carapo (2n = 40, 42, 54), G. mamiraua (2n = 54), G. arapaima (2n = 44), G. sylvius (2n = 40), G. inaequilabiatus (2n = 54) and G. capanema (2n = 34), from the monophyletic group G. carapo (Gymnotidae-Gymnotiformes), as well as G. jonasi (2n = 52), belonging to the G1 group. They were analyzed with Fluorescence in situ hybridization (FISH) using 18S rDNA and whole chromosome probes of the NOR-bearing chromosome 20 (GCA20) of G. carapo (cytotype 2n = 42), obtained by Fluorescence Activated Cell Sorting. All species of the monophyletic G. carapo group show the NOR in the same single pair, confirmed by hybridization with CGA20 whole chromosome probe. In G. jonasi the NORs are multiple, and located on pairs 9, 10 and 11. In G. jonasi the GCA20 chromosome probe paints the distal half of the long arm of pair 7, which is not a NOR-bearing chromosome. Thus these rDNA sequences are not always in the homeologous chromosomes in different species thus giving no support to the hypothesis that single NOR pairs are primitive traits while multiple NORs are derived. The separation of groups of species in the genus Gymnotus proposed by phylogenies with morphologic and molecular data is supported by our cytogenetic data. © 2013 Milhomem et al.

First record of Trypanosoma sp. (Protozoa: Kinetoplastida) in tuvira (Gymnotus aff. inaequilabiatus) in the Pantanal wetland, Mato Grosso do Sul State, Brazil

O objetivo do presente estudo foi reportar a infecção por Trypanosoma sp. em tuviras (Gymnotus aff. inaequilabiatus) oriundas do Pantanal Sul-mato-grossense, Brasil. Dez peixes provenientes do rio Paraguai, Pantanal Sul-mato-grossense, foram avaliados quanto à presença de hemoflagelados. Tripomastigotas de Trypanosoma sp. foram observados nas extensões sanguíneas de três peixes (30% de prevalência), e algumas formas encontravam-se em divisão. Por meio do exame a fresco e da centrifugação do sangue em capilar de hematócrito como métodos para diagnóstico, a taxa de prevalência foi de 80%. Esse é o primeiro relato de Trypanosoma sp. em tuviras no Brasil.

Ultrastructure of spermiogenesis and spermatozoa of Gymnotus cf. anguillaris and Brachyhypopomus cf. pinnicaudatus (Teleostei : Gymnotiformes)

The ultrastructure of spermiogenic stages and spermatozoa of representatives of two gymnotiform families, Gymnotus cf. anguillaris (Gymnotidae) and Brachyhypopomus cf. pinnicaudatus (Hypopomidae) were studied. Spermiogenesis of both species is characterized by lateral development of the flagellum and formation of a nuclear fossa. Some differences were found between these species, such as whether (B. cf. pinnicaudatus) or not (G. cf. anguillaris) nuclear rotation occurs, permanence of the cytoplasmic channel, and type and localization of the nuclear fossa. In the G. cf anguillaris spermatozoon the nucleus is spherical with highly condensed chromatin. The nuclear fossa is shallow and lateral and is associated with the centriolar complex through stabilizing fibrils. The midpiece is short, with many vesicles, a cytoplasmic channel, and elongate mitochondria. In the B. cf. pinnicaudatus spermatozoon the ovoid nucleus is elongated lateral and posterior to the centriolar complex, and has highly condensed chromatin. The eccentric nuclear fossa is of the moderate type, and contains the entire centriolar complex. The midpiece is long, with numerous vesicles, elongate mitochondria, and no cytoplasmic channel. In both species the flagella are laterally disposed in relation to the nucleus and comprise of the classical 9 + 2 axoneme. Most of the characteristics found in the spermatozoa of these two species of Gymnotiformes are shared with species of Characiformes, whereas only a few are also found in Siluriformes. This suggests that Gymnotiformes and Characiformes may be more closely related than previously proposed. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A new vision of the origin and the oocyte development in the Ostariophysi applied to Gymnotus sylvius (Teleostei: Gymnotiformes)

Tendo por base os novos conhecimentos oriundos de recentes estudos com Perciformes marinho, a origem e o desenvolvimento dos oócitos no Ostariophysi Gymnotus sylvius são aqui descritos. da mesma maneira que ocorre nos Perciformes, em Gymnotus sylvius as oogônias são encontradas no epitélio germinativo que margeia as lamelas ovígeras. No início da foliculogênese, a proliferação das oogônias e sua entrada em meiose dão origem a ninhos de células germinativas que se projetam em direção ao estroma ovariano, a partir do epitélio germinativo. Os ninhos e o epitélio germinativo são suportados pela mesma membrana basal que os separa do estroma. Coincidindo com a paralisação da meiose os oócitos, presentes nos ninhos, são separados uns dos outros por processos citoplasmáticos das células pré-foliculares. As células pré-foliculares derivam do epitélio germinativo sendo, portanto, inicialmente células epiteliais. Durante a foliculogênese, ao mesmo tempo em que envolvem os oócitos individualizando-os, as células pré-foliculares sintetizam a membrana basal ao seu redor. Os oócitos entram em crescimento primário ainda dentro dos ninhos. Ao término da foliculogênese, o oócito e as células foliculares que compõem o folículo são circundados pela membrana basal. O folículo permanece conectado ao epitélio germinativo uma vez que ambos compartilham uma porção comum da membrana basal. Células oriundas do estroma circundam o folículo ovariano exceto na região de compartilhamento da membrana basal formando a teca. O folículo, a membrana basal e a teca formam o complexo folicular. O desenvolvimento do oócito ocorre dentro do complexo folicular e compreende os estágios de crescimento primário e secundário, maturação e ovulação. Os alvéolos corticais surgem no ooplasma momentos antes do início do crescimento secundário ou estágio vitelogênico que tem início com a deposição de vitelo, progride até o oócito esteja completamente desenvolvido e o ooplasma preenchido pelos glóbulos de vitelo. A maturação é caracterizada pela migração do núcleo ou vesícula germinativa, pela quebra da vesícula germinativa, ou seja, pela fragmentação do envoltório nuclear e, retomada da meiose. Na ovulação o ovo é liberado do complexo folicular para o lúmen ovariano. em comparação com os Perciformes marinhos com ovos pelágicos, o desenvolvimento oocitário em Gymnotus sylvius tem menos etapas dentro dos estágios de desenvolvimento, sendo as duas mais notáveis delas as ausências da formação das gotas de lipídio durante os crescimentos primário e secundário (e a consequente fusão das gotas para formar um único glóbulo de lipídio durante a maturação) e, a hidrólise do vitelo antecedendo a ovulação.

Molecular Characterization and Physical Mapping of Two Classes of 5S rDNA in the Genomes of Gymnotus sylvius and G. inaequilabiatus (Gymnotiformes, Gymnotidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Karyotypic diversity in four species of the genus Gymnotus Linnaeus, 1758 (Teleostei, Gymnotiformes, Gymnotidae): physical mapping of ribosomal genes and telomeric sequences

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The contribution of air breathing to aerobic scope and exercise performance in the banded knifefish Gymnotus carapo L.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Electrolocation-communication discharges of the fish Gymnotus carapo L. (Gymnotidae: Gymnotiformes) during behavioral sleep

Technical problems have hampered the study of sleep in teleosts. The electrical discharges of Gymnotus carapo L. (Gymnotidae: Gymnotiformes) were monitored to evaluate their ease and reliability as parameters to study sleep. The discharges were detected by electrodes immersed in a glass aquarium and were recorded on a conventional polygraph. G. carapo showed conspicuous signs of behavioral sleep. During these periods, opercular beat rates were counted, electric discharges recorded, and the sharp discharge increase (SDI) of the orienting reflex was investigated. All 20 animals monitored maintained electrical discharges during behavioral sleep. The discharge frequencies during sleep (50.3 ± 10.4 Hz) were not significantly different from those observed when the fish was awake and inactive (57.2 ± 12.1 Hz) (Wilcoxon matched-pairs signed-ranks test, P>0.05). However, the SDI, which was prevalent in the awake fish, was not observed during periods of behavioral sleep. Additional observations showed that the species had cannibalistic habits. When presented with electrical discharges from a conspecific, the sleeping fish showed an initial decrease or pause in discharge frequency, while the awake fish did not have this response. We conclude that the electrical discharges of G. carapo were not conspicuous indicators of behavioral sleep. Discharges may have been maintained during sleep for sensory purposes, i.e., conspecific detection and avoidance of cannibalistic attacks.

Cytogenetic analysis of three sympatric Gymnotus species (Teleostei: Gymnotidae) from the Fundo Stream, MG, Brazil

Three sympatric species of Gymnotus from the Fundo stream, a small tributary of the Sapucai river, Minas Gerais State, Brazil, were studied in relation to their karyology. Gymnotus sylvius presented 2n=40 chromosomes (36 m/sm+4 st/a), Gymnotus sp. presented 2n=50 (26 m/sm+ 24 st/a) and Gymnotus paraguensis had 2n=54 (50 m/sm+4 st/a). C-banding demonstrated positively stained heterochromatic blocks in the centromeric position of few chromosomes on G. sylvius and in the centromeric region of all chromosomes on G. paraguensis samples. The nucleolus organizer region (NOR) was located on the short arm of one st chromosome pair in G. sylvius and Gymnotus sp., and in the interstitial position on the short arm of the pair number one and below the centromere on a third chromosome on G. paraguensis. The cytogenetic data obtained indicate that Gymnotus sp. represent a new Gymnotus specie with a karyotypic constitution never observed on others species from this genus. Some aspects related to the chromosome diversification of these Gymnotus are discussed. © 2007 The Japan Mendel Society.

Effects of methylmercury on electric organ discharges in the weak electric fish Gymnotus sylvius

Methylmercury (MeHg) is present in the environment because of natural and anthropogenic causes. MeHg can reach the central nervous system (CNS) and cause neurological damage in humans and animals. Electric organ discharges (EODs) in the weak electric fish Gymnotus sylvius are produced by the electric organ and modulated by the CNS. These discharges are used for electrolocation and communication. The purpose of the present study was to investigate the effects of dietary MeHg exposure on EOD rate in G. sylvius. An oscilloscope was used to record the EOD rate. Two treatments were investigated: chronic MeHg administration (4 μg/kg MeHg every 2 days, with a total of nine dietary exposures to MeHg) and acute MeHg administration (a single dose of 20 μg/kg MeHg). The control data for both treatments were collected every 2 days for 18 days, with a total of nine sessions (day 1 until day 18). Data of fish exposed to MeHg were collected every 2 days, totaling nine sessions (day 19 until day 36). Chronic treatment significantly increased the EOD rate in G. sylvius (p<.05), especially with the final treatment (day 32 until day 36). Acute treatment resulted in an initial increase in the EOD rate, which was maintained midway through the experiment (day 26 until day 30 p<.05). The present study provides the first insights into the effects of MeHg on EODs in weak electric fish. The EOD rate is a novel response of the fish to MeHg administration.

Mapeamento físico de genes ribosomais 18S e 5S nos cromossomos de espécies simpáticas do gênero Gymnotus (Teleostei, Gymnotiformes, Gymnotidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comparative Chromosome Mapping of U2 snRNA and 5S rRNA Genes in Gymnotus Species (Gymnotiformes, Gymnotidae): Evolutionary Dynamics and Sex Chromosome Linkage in G. pantanal

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Uma Nova Abordagem do Ciclo Reprodutivo dos Machos e Fêmeas, e da Origem e Desenvolvimento dos Oócitos dos Ostariophysi e Perciformes Neotropicais Aplicada a Representantes da Série Otophysi, Gymnotus sp. (Gymnotidae), Hoplias Malabaricus (Erythrinidae), Sorubim Lima (Pimelodidae) e Tanichthys Albonubes (Cyprinidae), e dos Perciformes, Cichla Temensis (Cichlidae)

Nos peixes, durante a vida reprodutiva o desenvolvimento gonadal é cíclico e anual. As alterações estruturais das gônadas de machos e fêmeas provêm parâmetros úteis para a sua classificação macroscópica e microscópica. Porém, o desenvolvimento das células germinativas, nem sempre é consoante com os diferentes tipos de classificação e, machos e fêmeas nem sempre parecem concatenados. Neste estudo, aplicando-se propostas recentes, utilizadas primariamente para peixes derivados, notadamente os Perciformes marinhos, e tomando como modelo experimental representantes da série Otophysi, Hoplias malabaricus (Characiformes), Tanichthys albonubes (Cypriniformes), Sorubim lima (Siluriformes) e Gymnotus sp. (Gymnotiformes), e dos Perciformes Neotropicais, Cichla temensis, foram descritos, comparativamente, os eventos iniciais da oogênese e da espermatogênese, assim como o desenvolvimento oocitário a fim de traçar um paralelo entre grupos basais e derivados. A partir dos resultados, verificou-se que a maioria dos eventos morfológicos durante o desenvolvimento oocitário é similar entre grupos basais e derivados. Os Perciformes de água doce divergem dos grupos basais por duas características: a presença de inclusões lipídicas, que surgem no citoplasma perinuclear após o início da formação dos alvéolos corticais e deposição de vitelo e por uma tênue proteólise do vitelo durante a maturação final. A foliculogênese e espermatogênese não apresentam divergências e parecem ser processos conservados entre os Teleostei. Durante a fase de Regeneração, os eventos iniciais desses processos em fêmeas e machos, respectivamente, são responsáveis por altos índices de proliferação das células germinativas, quando comparado às demais fases. Além disso, analisou-se ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Combining ALOS/PALSAR derived vegetation structure and inundation patterns to characterize major vegetation types in the Mamiraua Sustainable Development Reserve, Central Amazon floodplain, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)