Phylogenetic study of Class Armophorea (Alveolata, Ciliophora) based on 18S-rDNA data

The 18S rDNA phylogeny of Class Armophorea, a group of anaerobic ciliates, is proposed based on an analysis of 44 sequences (out of 195) retrieved from the NCBI/GenBank database. Emphasis was placed on the use of two nucleotide alignment criteria that involved variation in the gap-opening and gap-extension parameters and the use of rRNA secondary structure to orientate multiple-alignment. A sensitivity analysis of 76 data sets was run to assess the effect of variations in indel parameters on tree topologies. Bayesian inference, maximum likelihood and maximum parsimony phylogenetic analyses were used to explore how different analytic frameworks influenced the resulting hypotheses. A sensitivity analysis revealed that the relationships among higher taxa of the Intramacronucleata were dependent upon how indels were determined during multiple-alignment of nucleotides. The phylogenetic analyses rejected the monophyly of the Armophorea most of the time and consistently indicated that the Metopidae and Nyctotheridae were related to the Litostomatea. There was no consensus on the placement of the Caenomorphidae, which could be a sister group of the Metopidae + Nyctorheridae, or could have diverged at the base of the Spirotrichea branch or the Intramacronucleata tree.

Análise citogenética comparativa em espécies de morcegos da subfamília phyllostominae (chiroptera-phyllostomidae) por citogenética clássica e hibridização in situ Flourescente (fish)

Os morcegos representam um grupo amplamente distribuído e diversificado. A diversidade de hábitos alimentares faz da ordem Chiroptera uma das mais bem sucedidas entre os mamíferos, desempenhando, em função de seus hábitos, um importante papel no controle de insetos, na polinização e na dispersão de sementes de numerosos vegetais. A família Phyllostomidae constitui a terceira maior família em número de espécies dentro da Ordem Chiroptera. Entre as representantes neotropicais é a mais numerosa, sendo encontrada em florestas tropicais da America do Sul, particularmente, concentrada na Amazônia que é a região com maior diversidade de morcegos do mundo. No presente trabalho foram analisados citogeneticamente exemplares de três espécies da subfamília Phyllostominae: Chrotopterus auritus, Trachops cirrhosus e Vampyrum spectrum coletados no estado do Pará e Amazonas. Os dados cromossômicos obtidos para Chrotopterus auritus (2n = 28 e NF = 52) e Trachops cirrhosus (2n = 30, FN = 56) estão de acordo com os descritos na literatura. Para Vampyrum spectrum (2n=30 NF=56) relatamos os primeiros padrões de bandeamento e FISH (Hibridização in situ Fluorescente). A técnica de bandeamento C demonstrou um padrão pericentromérico de distribuição da heterocromatina constitutiva nas três espécies estudadas. A técnica de FISH com sondas de DNA teloméricas humanas mostrou apenas marcações distais em todos os cromossomos das três espécies e as sondas de rDNA 18S confirmaram a localização das Regiões Organizadoras Nucleares observadas na técnica de Ag-NOR, presentes no braço longo do par 2 de Chrotopterus auritus, no par 11 de Trachops cirrhosus e no braço longo do par 1 de Vampyrum spectrum. A análise comparativa entre elas sugere um extenso grau de diferenciação cromossômica, com poucos cromossomos compartilhados entre os três gêneros. Contudo, cinco pares cromossômicos inteiros se mantiveram conservados sem nenhum tipo de rearranjo após a divergência das três linhagens. A comparação entre as espécies revela que C. auritus e V. spectrum apresentam mais elementos compartilhados entre si do que em relação à T. cirrhosus. Nossos resultados apoiam a proximidade filogenética entre C. auritus e V. spectrum e sugerem a associação de T. cirrhosus com o clado do gênero Phyllostomus.

Diversidade de espécies no complexo Monodelphis brevicaudata (Didelphimorphia:Didelphidae), inferida por dados moleculares e morfológicos

O complexo de espécies M. brevicaudata possui distribuição reconhecida para o Norte da América do sul e compreende três espécies descritas ‐ M. brevicaudata, M. glirina, e M. palliolata ‐ e duas não descritas, reconhecidas em estudos prévios. A delimitação de espécies baseada somente em caracteres morfológicos é complicada, de forma que diversos táxons nominais já foram associados ao grupo e diversos arranjos taxonômicos foram propostos. Os poucos estudos baseados em dados moleculares que incluíram espécimes do complexo brevicaudata revelaram altas taxas de divergência genética. Este trabalho buscou elucidar a sistemática do complexo de espécies M. brevicaudata através do estudo dos padrões de variação morfológica e genética. Para tal, desenvolvemos análises filogenéticas baseadas em dois genes mitocondriais: citocromo b e 16 S rDNA. Adicionalmente, estudamos a morfologia externa e craniana dos espécimes, investigando a existência de congruência entre a variação genética e morfológica. As análises morfológicas foram, em geral, congruentes com as moleculares, as quais indicaram os mesmos clados em todas as análises filogenéticas. Foram formalmente reconhecidas nove espécies para o complexo. Monodelphis brevicaudata, M. palliolata e M. glirina são consideradas espécies válidas; M. touan é revalidado da sinonímia de M. brevicaudata e duas espécies novas são descritas e nomeadas; a espécie M. domestica provou ser intimamente relacionada a espécimes do grupo brevicaudata, sendo aqui considerada como integrante do referido grupo; duas espécies reconhecidas como distintas permanecem sem uma descrição formal; M. maraxina é sinonimizada com M. glirina. Foi observado dimorfismo sexual para as espécies estudadas, sendo que para as duas espécies estatisticamente testadas (teste T de student), M. glirina e M. sp. nov. “Trombetas”, os machos apresentaram crânios significativamente maiores que as fêmeas. Rios de grande porte parecem ter participado na diferenciação genética e estruturação filogeográfica das espécies. O padrão filogeográfico encontrado sugere ao menos dois centros de diversificação para o grupo, um no escudo das Guianas, envolvendo as espécies ao norte do rio Amazonas, e outro no escudo brasileiro, envolvendo M. glirina e M. domestica.

A new species of Mesocoelium (Digenea: Mesocoeliidae) found in Rhinella marina (Amphibia: Bufonidae) from Brazilian Amazonia

ABSTRACT: Mesocoelium lanfrediae sp. nov. (Digenea: Mesocoeliidae) inhabits the small intestine of Rhinella marina (Amphibia: Bufonidae) and is described here, with illustrations provided by light, scanning electron microscopy and molecular approachs. M. lanfrediae sp. nov. presents the typical characteristics of the genus, but is morphometrically and morphologically different from the species described previously. The main diagnostic characteristics of M. lanfrediae sp. nov. are (i) seven pairs of regularly-distributed spherical papillae on the oral sucker, (ii) ventral sucker outlined by four pairs of papillae distributed in a uniform pattern and interspersed with numerous spines, which are larger at the posterior margin and (iii) small, rounded tegumentary papillae around the opening of the oral sucker, which are morphologically different from those of the oral sucker itself, some of which are randomly disposed in the ventrolateral tegumentary region of the anterior third of the body. Addionally, based on SSU rDNA, a phylogenetic analysis including Brachycoeliidae and Mesocoeliidae taxa available on GenBank established the close relationship between M. lanfrediae sp. nov. and Mesocoelium sp.

Identificação molecular de espécies do complexo Anopheles albitarsis (Diptera, Culicidae, Anophelinae), coletadas em dois municípios da Amazônia brasileira, com análise de suscetibilidade natural a plasmódios humanos

Anofelinos membros de complexos de espécies crípticas podem exibir diferenças comportamentais, de susceptibilidade a infecção malárica, e resistência a inseticidas. Assim, a identificação de espécies vetoras tem relevância epidemiológica, o que nem sempre é possível por critérios morfológicos. Métodos alternativos têm sido empregados para tal, como os que analisam regiões altamente conservadas do DNA ribossômico, variável entre as espécies, conhecidas como espaçadoras internas transcritas (ITS). Considera-se atualmente que o complexo Anopheles c seja composto por seis espécies: An. albitarsis s.s., An. oryzalimnetes, An. albitarsis F, An. marajoara, An. deaneorum, e An. janconnae. Destas, pelo menos as três últimas são incriminadas como vetores de malária na Amazônia brasileira. O objetivo deste estudo foi realizar identificação molecular de espécies do complexo An. albitarsis, por análise da seqüências do ITS2 do rDNA, com vistas a analisar sua importância na transmissão de malária nos municípios de Macapá, Amapá e Peixe-Boi, Pará, inclusive investigando pela primeira vez a ocorrência do An. albitarsis F nestas duas áreas epidemiologicamente distintas: a primeira com histórico de alto risco de transmissão de malária e a segunda não. O estudo foi realizado entre janeiro de 2009 e abril de 2010, e consistiu de capturas de anofelinos de 12 horas de duração (ecostofase) no peridomicílio. Todas as fêmeas coletadas foram morfologicamente identificadas e apenas os An. albitarsis s.l. tiveram cabeça e tórax separadas para análise da infecção natural por ELISA; ovários para análise de paridade e patas, asas e carcaça para identificação molecular. Em Macapá foram realizadas seis coletas, obtendo-se um total de 584 anofelinos, sendo 366 An. albitarsis s.l. (62,7%), 167 An. darlingi (28,6%), 33 An. triannulatus s.l (5,6%), 15 An. braziliensis (2,6%) e 3 An. nuneztovari (0,5%). Pela PCR foi possível visualizar a banda específica de An. marajoara em 320 espécimes dos An. albitarsis s.l testados. Do restante, 33 foram negativos e 13 amplificaram um fragmento de ~490 pb nos iniciadores empregados, não permitindo chegar ao diagnóstico específico. O An. marajoara apresentou características biológicas e comportamentais que ratificam sua importância epidemiológica na transmissão de malária em Macapá, tais como: ser a espécie mais prevalente, com maior proporção de fêmeas paridas (73,0%), e portanto com maiores chances de se infectarem com o plasmódio, ocorrer tanto na estação menos quanto na mais chuvosa, e apresentar atividade hematofágica durante toda a ecostofase, alem disso, foi encontrado naturalmente infectado por P. vivax e P. falciparum (taxa de infecção natural de 3,1%). Em Peixe-Boi, foram capturados 43 anofelinos: An. triannulatus s.l (20 espécimes, 46,5 %), An. albitarsis s.l. (13: 30,2 %), An. darlingi (8: 18,6%), e An. nuneztovari (2: 4,7%). Todos os An. albitarsis s.l. coletados foram identificados pela ITS2 como An. oryzalimnetes. Nenhum deles foi encontrado infectado pelos plasmódios testados, e a maioria das fêmeas era parida (84,6%). São necessários levantamentos entomológicos sistemáticos que analisem a importância deste anofelino na transmissão de malária na cidade. O An. albitarsis F não foi encontrado nas duas áreas estudadas. Nossos resultados contribuem para o entendimento da epidemiologia da malária na região Amazônica brasileira.

Aplicação de pintura cromossômica em espécies da família Accipitridae (Aves, Falconiformes): considerações filogenéticas e evolutivas

As análises citogenéticas de diversos Falconiformes mostraram que os acipitrídeos têm uma organização cromossômica atípica na classe Aves, com um número diplóide relativamente baixo (média de 2n= 66) e poucos pares de microcromossomos (4 a 6 pares). Propostas baseadas em citogenética clássica sugeriram que esse fato devia-se à fusão de microcromossomos presentes no cariótipo ancestral das Aves. No intuito de contribuir para o esclarecimento das questões referentes à evolução cromossômica e filogenética dessa família, três espécies da subfamília Buteoninae (Rupornis magnirostris, Buteogallus meridionales e Asturina nitida) e duas espécies da subfamília Harpiinae (Harpia harpyja e Morphnus guianensis) foram analisados citogeneticamente através da aplicação de técnicas de citogenética clássica e molecular. As espécies de Buteoninae apresentaram cariótipos muito semelhantes, com número diplóide igual a 68; o número de cromossomos de dois braços entre 17 e 21, o cromossomo Z submetacêntrico e o W metacêntrico em R. magnirostris e submetacêntrico em Asturina nitida. O uso de sondas de 18/28S rDNA mostrou a localização de regiões organizadoras de nucléolo em um par submetacêntrico médio nas três espécies, correspondendo ao braço curto do par 7. Sequências teloméricas foram mapeadas não só na região terminal dos braços, mas também em algumas posições intersticiais. Sondas de cromossomo inteiro derivadas dos pares 1 a 10 de Gallus gallus (GGA) produziram o mesmo número de sinais nessas três espécies. A disponibilidade das sondas de cromossomos totais derivadas de Leucopternis albicollis confirmou a existência de uma assinatura citogenética comum para as espécies de Buteoninae analisadas por FISH, que se trata da associação entre GGA1p e GGA6, inclusive com um sítio de sequência telomérica intersticial reforçando esse fato. As espécies de Harpiinae analisadas mostraram que o número diplóide das espécies de H. harpyja e M. guianensis foi igual a 58 e 54, respectivamente, e que ambas as espécies apresentam vinte e dois pares de cromossomos de dois braços, mesmo Harpia apresentando dois pares a mais. 18/28S rDNA produziram sinais no braço curto do par 1 em M. guianensis e em dois pares em H. harpyja (pares 6 e 25). Sequências teloméricas intersticiais também foram observadas em alguns pares. Apesar da similaridade na morfologia cromossômica, não foram observadas associações compartilhadas por essas duas espécies. As diferentes associações observadas em Morphnus e Harpia mostram que essas espécies sofreram uma reorganização genômica expressiva após sua separação em linhagens independentes. Além disso, ausência de associações semelhantes sugere que houve fissões nos macrocromossomos do ancestral em comum desse grupo, e as fusões foram subsequentes ao seu isolamento como linhagens diferentes. Os resultados aqui apresentados, somados àqueles publicados anteriormente com outras espécies de Accipitridae indicam que os processos de fissões envolvendo os macrocromossomos de GGA e fusões entre esses segmentos e entre esses e microcromossomos são rearranjos recorrentes nesse grupo. Apesar dos Falconidae também apresentarem cariótipos atípicos, e números diploides baixos, os dados globais da citogenética de Accipitridae indicam que, assim como postulado para as semelhanças morfológicas entre esses dois grupos, os cariótipos rearranjados corresponderiam a homoplasias, do ponto de vista evolutivo, apoiando que essas duas famílias não formam um grupo monofilético.

Karyotypic evolution of ribosomal sites in buffalo subspecies and their crossbreed

Domestic buffaloes are divided into two group based on cytogenetic characteristics and habitats: the “river buffaloes” with 2n = 50 and the “swamp buffaloes”, 2n = 48. Nevertheless, their hybrids are viable, fertile and identified by a 2n = 49. In order to have a better characterization of these different cytotypes of buffaloes, and considering that NOR-bearing chromosomes are involved in the rearrangements responsible for the karyotypic differences, we applied silver staining (Ag-NOR) and performed fluorescent in situ hybridization (FISH) experiments using 18S rDNA as probe. Metaphases were obtained through blood lymphocyte culture of 21 individuals, including river, swamp and hybrid cytotypes. Ag-NOR staining revealed active NORs on six chromosome pairs (3p, 4p, 6, 21, 23, 24) in the river buffaloes, whereas the swamp buffaloes presented only five NOR-bearing pairs (4p, 6, 20, 22, 23). The F1 crossbreed had 11 chromosomes with active NORs, indicating expression of both parental chromosomes. FISH analysis confirmed the numerical divergence identified with Ag-NOR. This result is explained by the loss of the NOR located on chromosome 4p in the river buffalo, which is involved in the tandem fusion with chromosome 9 in this subspecies. A comparison with the ancestral cattle karyotype suggests that the NOR found on the 3p of the river buffalo may have originated from a duplication of ribosomal genes, resulting in the formation of new NOR sites in this subspecies.

Genetic identification of bucktooth parrotfish Sparisoma radians (Valenciennes, 1840) (Labridae, Scarinae) by chromosomal and molecular markers

Parrotfishes (Labridae, Scarinae) comprise a large marine fish group of difficult identification, particularly during juvenile phase when the typical morphology and coloration of adults are absent. Therefore, the goal of this study was to test cytogenetic markers and DNA barcoding in the identification of bucktooth parrtotfish Sparisoma radians from the northeastern coast of Brazil. Sequencing of cytochrome c oxidase subunit I (COI) confirmed all studied samples as S. radians, and all showed high similarity (99-100%) with Caribbean populations. The karyotype of this species was divergent from most marine Perciformes, being composed of 2n = 46 chromosomes. These consisted of a large number of metacentric and submetacentric pairs with small amounts of heterochromatin and GC-rich single nucleolar organizer regions (NORs) not syntenic to 5S rDNA clusters. These are the first data about DNA barcoding in parrotfish from the Brazilian province and the first refined chromosomal analysis in Scarinae, providing useful data to a reliable genetic identification of S. radians.

Chromosomal diversity in three species of electric fish (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon Basin

Cytogenetic studies were carried out on samples of Parapteronotus hasemani, Sternarchogiton preto and Sternarchorhamphus muelleri (Apteronotidae, Gymnotiformes) from the Amazon basin. The first two species exhibited both a 2n = 52 karyotype, but differed in their karyotypic formulae, distribution of constitutive heterochromatin, and chromosomal location of the NOR. The third species, Sternarchorhamphus muelleri, was found to have a 2n = 32 karyotype. In all three species the DAPI and chromomycin A3 staining results were consistent with the C-banding results and nucleolar organizer region (NOR) localization. The 18S rDNA probe confirmed that there was only one pair of ribosomal DNA cistron bearers per species. The telomeric probe did not reveal interstitial telomeric sequences (ITS). The karyotypic differences among these species can be used for taxonomic identification. These data will be useful in future studies of these fishes and help understanding the phylogenetic relationships and chromosomal evolution of the Apteronotidae.

Karyotypic and morphological divergence between two cryptic species of Eigenmannia in the Amazon basin with a new occurrence of XX/XY sex chromosomes (Gymnotiformes: Sternopygidae)

Espécies de Eigenmannia estão amplamente distribuídas na região Neotropical, com oito espécies válidas atualmente reconhecidas. Populações de Eigenmannia de três localidades do leste da Amazônia foram investigadas usando técnicas citogenéticas e morfológicas, revelando dois táxons designados aqui comoEigenmannia sp. "A" e Eigenmannia sp. "B". As espécies diferem em três caracteres morfométricos, dois merísticos e um osteológico. Eigenmannia sp. "A" apresenta 2n = 34 (22 m/sm+12st/a) e Eigenmannia sp. "B" apresenta 2n = 38 (14 m/sm+24st/a) e cromossomos sexuais de diferenciação simples, do tipo XX/XY. Em ambas espécies a Heterocromatina Constitutiva (HC) rica em bases A-T está distribuída na região centromérica de todos os cromossomos. Eigenmannia sp. "B" também apresenta blocos de HC na região intersticial dos pares cromossômicos 8, 9 e X que coraram positivamente para CMA₃, indicando regiões ricas em G-C. A NOR está localizada no braço curto do par 17 em Eigenmannia sp. "A" e no braço curto do par 14 em Eigenmannia sp. "B". FISH com sondas de rDNA hibridizaram em regiões de tamanhos diferentes entre os homólogos, sugerindo heteromorfismo. A diferenciação do cromossomo X em Eigenmannia sp. "B" pode ser o resultado de amplificação de sequências repetitivas de DNA.