Can DNA barcoding accurately discriminate megadiverse Neotropical freshwater fish fauna?

Background: The megadiverse Neotropical freshwater ichthyofauna is the richest in the world with approximately 6,000 recognized species. Interestingly, they are distributed among only 17 orders, and almost 80% of them belong to only three orders: Characiformes, Siluriformes and Perciformes. Moreover, evidence based on molecular data has shown that most of the diversification of the Neotropical ichthyofauna occurred recently. These characteristics make the taxonomy and identification of this fauna a great challenge, even when using molecular approaches. In this context, the present study aimed to test the effectiveness of the barcoding methodology (COI gene) to identify the mega diverse freshwater fish fauna from the Neotropical region. For this purpose, 254 species of fishes were analyzed from the Upper Parana River basin, an area representative of the larger Neotropical region.Results: Of the 254 species analyzed, 252 were correctly identified by their barcode sequences (99.2%). The main K2P intra- and inter-specific genetic divergence values (0.3% and 6.8%, respectively) were relatively low compared with similar values reported in the literature, reflecting the higher number of closely related species belonging to a few higher taxa and their recent radiation. Moreover, for 84 pairs of species that showed low levels of genetic divergence (<2%), application of a complementary character-based nucleotide diagnostic approach proved useful in discriminating them. Additionally, 14 species displayed high intra-specific genetic divergence (>2%), pointing to at least 23 strong candidates for new species.Conclusions: Our study is the first to examine a large number of freshwater fish species from the Neotropical area, including a large number of closely related species. The results confirmed the efficacy of the barcoding methodology to identify a recently radiated, megadiverse fauna, discriminating 99.2% of the analyzed species. The power of the barcode sequences to identify species, even with low interspecific divergence, gives us an idea of the distribution of inter-specific genetic divergence in these megadiverse fauna. The results also revealed hidden genetic divergences suggestive of reproductive isolation and putative cryptic speciation in some species (23 candidates for new species). Finally, our study constituted an important contribution to the international Barcoding of Life (iBOL.org) project, providing barcode sequences for use in identification of these species by experts and non-experts, and allowing them to be available for use in other applications. © 2013 Pereira et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Ictiofauna nos trechos médio e baixo rio Pardo, Alto Paraná: inventário

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estrutura e evolução cariotípica de peixes ciclídeos sul americanos

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Estudios citogenéticos en teleosteos marinos y dulceacuícolas de venezuela

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

A ictiofauna de poças rochosas de maré: padrões de distribuição associados ao espaço e ambiente

Em estudos com comunidades biológicas, a busca por padrões de ocorrência e distribuição das espécies vêm ganhando espaço em pesquisas realizadas nas últimas décadas. O conhecimento da estrutura das comunidades e suas relações, associados às interações desses organismos com o meio ambiente, fornecem subsídios necessários para a manutenção dessas comunidades, bem como informações relevantes em planos de conservação e manejo. Sendo assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito do ambiente e do espaço na estruturação da assembleia de peixes de poças rochosas de maré, descrevendo o padrão de ocupação das espécies nesse ambiente, testando a hipótese de que o espaço possui maior efeito na estruturação da ictiofauna. Foram amostradas 80 poças rochosas ao longo da Zona Costeira Amazônica, sendo 40 no período de maior precipitação e 40 no período de estiagem de 2011. Estas poças estão localizadas em cinco praias do litoral paraense e foram mensuradas quanto ao volume, a distância da margem e as variáveis físico-químicas da água, como pH, temperatura e salinidade. Foram coligidos 1.311 peixes, sendo 633 indivíduos na chuva e 648 na estiagem. Os indivíduos estão distribuídos em nove ordens, 14 famílias e 21 espécies, sendo a Ordem Perciformes a ordem mais abundante, com B. soporator e L. jocu sendo as espécies mais representativas. Os resultados obtidos na rotina BioEnv evidenciaram que as variáveis abióticas pH, temperatura e volume são responsáveis pela estruturação da comunidade. O cálculo da diversidade β evidenciou uma ampla variação de dados, abrangendo desde a substituição total das espécies até comunidades idênticas entre si, quanto à ocorrência e abundância. A DCA evidenciou que o período pluviométrico não é determinante na distribuição das espécies, uma vez que não há diferença na composição entre os dois períodos. O efeito do espaço e do ambiente sobre a comunidade foi pequeno, uma vez que a maior parte da variação não foi explicada utilizando-se todas as variáveis ambientais, como em uma segunda análise, em que só foram utilizadas as variáveis definidas pela rotina BioEnv. Seguindo o mesmo padrão, a pRDA apenas para as variáveis mais correlacionadas evidenciou que: 6% respondem ao ambiente, 4% ao espaço, 2% ao ambiente e espaço e 88% são outros fatores. Os resultados obtidos nessas análises comprovam que os fatores abióticos mensurados, bem como a distância entre as amostras, não são determinantes na composição e distribuição da ictiofauna em poças rochosas, refutando assim a hipótese de que o espaço possui efeito na estruturação da ictiofauna, uma vez que as condições ambientais sofrem constantes perturbações ocasionadas pelo movimento de marés. Sendo assim, as espécies que ocupam esse ambiente se mostram adaptadas, e por isso, não teriam sua distribuição afetada pela variação dos parâmetros ambientais nessa escala de estudo, respondendo somente ao efeito do espaço.

Ictiofauna do estuário de São Caetano de Odivelas e Vigia (Pará, Estuário Amazônico)

A diversidade de peixes da Bacia Amazônica é reconhecida como uma das mais altas do mundo. No entanto, o conhecimento acerca da ictiofauna do estuário do Rio Amazonas é fragmentado e baseado em levantamentos localizados. O presente trabalho apresenta um inventário da ictiofauna dos estuários de São Caetano de Odivelas e Vigia, Pará, numa área ainda pouco conhecida do estuário Amazônico. Foram efetuadas duas campanhas de coleta em 2003, com duração de quatro dias cada, uma em junho (inverno) e outra em dezembro (verão), com uso de diferentes artes de pesca (redes de emalhar, currais, tarrafas e linha). Foram coletados 1.689 indivíduos pertencentes a 58 espécies distribuídas em 23 famílias, todas com ocorrência anteriormente registrada no estuário amazônico. As ordens Perciformes, Siluriformes e Clupeiformes foram os grupos mais diversificados, abrangendo 73,8% das espécies. Das 58 espécies registradas, 24% são pelágicas, 50% são demersais e as demais têm hábitos pelágico-demersais. Espécies de hábitos costeiro-marinho predominaram na região.

A pesca de curral no município de São Caetano de Odivelas-PA

A pesca de curral é uma das artes de pesca mais tradicionais e produtivas da costa paraense e com uma produção que chega a representar 10% da produção pesqueira do Nordeste paraense (Santos et al., 2005). Sua produtividade depende tanto do modo como o curral é feito quanto do local onde é instalado. Para a realização desse trabalho, 12 currais de pesca foram selecionados em relação ao tipo (coração, enfia e cachimbo), ao local de instalação (“de beira” ou “de fora”) e ao tipo de ambiente em que se encontra (beira de rio, beira de praia e banco de areia), foram georreferenciados e tiveram sua produtividade pesqueira acompanhada durante o período de safra (junho, julho e agosto) de 2012. Na comunidade de São João de Ramos, foram monitorados 3 currais de beira do tipo coração, instalados as margens do rio Paruipema, e 3 currais de fora do tipo enfia, instalados em bancos de areia nas praias do rato e do marinheiro. Na comunidade do Aê, foram monitorados os 6 currais classificados como currais de beira, sendo 3 do tipo coração e 3 do tipo cachimbo, e todos se encontravam instalados na praia Ponta de Itaipu. Foram capturados 4.274 indivíduos, distribuídos em 9 ordens, 20 famílias e 43 espécies de peixes. A ordem Perciformes foi a que apresentou o maior número de famílias (10 famílias ou 50% do total), o maior número de espécies (19 ou 44%) e o maior número de indivíduos (3.190 ou 75% do total). As famílias Sciaenidae e Ariidae são as mais abundantes na região tanto em número de espécies quanto em indivíduos. A família Sciaenidae foi a que apresentou o maior número de indivíduos (2.855 ou 67%), mas apresentou menos espécies (8 ou 19%) que a família Ariidae, com 10 espécies ou 23% do total. Das 43 espécies capturadas, as quatro mais representadas foram: Macrodon ancylodon (51%), Arius couma (9%), Cynoscion virescens (9%) e Mugil incilis (4%). A comparação da captura entre os currais e localidades ao longo dos meses de monitoramento indicou que a produção total dos currais diferiu entre os tipos de currais associados com sua localidade.

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.

Análise comparativa da dieta, seletividade alimentar e estrutura da ictiofauna, juvenis e espécies de pequeno porte, em lagoas marginais do reservatório de Rosana (Rio Paranapanema, SP/PR)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Systematic Variation in the Pattern of Gene Paralog Retention between the Teleost Superorders Ostariophysi and Acanthopterygii

Teleost fish underwent whole-genome duplication around 450 Ma followed by diploidization and loss of 80-85% of the duplicated genes. To identify a deep signature of this teleost-specific whole-genome duplication (TSGD), we searched for duplicated genes that were systematically and uniquely retained in one or other of the superorders Ostariophysi and Acanthopterygii. TSGD paralogs comprised 17-21% of total gene content. Some 2.6% (510) of TSGD paralogs were present as pairs in the Ostariophysi genomes of Danio rerio (Cypriniformes) and Astyanax mexicanus (Characiformes) but not in species from four orders of Acanthopterygii (Gasterosteiformes, Gasterosteus aculeatus; Tetraodontiformes, Tetraodon nigroviridis; Perciformes, Oreochromis niloticus; and Beloniformes, Oryzias latipes) where a single copy was identified. Similarly, 1.3% (418) of total gene number represented cases where TSGD paralogs pairs were systematically retained in the Acanthopterygian but conserved as a single copy in Ostariophysi genomes. We confirmed the generality of these results by phylogenetic and synteny analysis of 40 randomly selected linage-specific paralogs (LSPs) from each superorder and completed with the transcriptomes of three additional Ostariophysi species (Ictalurus punctatus [Siluriformes], Sinocyclocheilus species [Cypriniformes], and Piaractus mesopotamicus [Characiformes]). No chromosome bias was detected in TSGD paralog retention. Gene ontology (GO) analysis revealed significant enrichment of GO terms relative to the human GO SLIM database for growth, Cell differentiation, and Embryo development in Ostariophysi and for Transport, Signal Transduction, and Vesicle mediated transport in Acanthopterygii. The observed patterns of paralog retention are consistent with different diploidization outcomes having contributed to the evolution/diversification of each superorder.

The fish fauna in tropical rivers: The case of the Sorocaba river basin, Sao Paulo, Brazil

A survey was carried out on the fish species in the Sorocaba. River basin, the main tributary of the left margin of the Tiete River, located in the State of Sao Paulo, Brazil. The species were collected with gill nets. After identification of the specimens, their relative abundance, weight and standard length were determined. Up to the present moment there are not any studies that focus this subject in this hydrographic basin. Fifty-three species, distributed in eighteen families and six orders were collected. Characiformes were represented by twenty-eight species, Siluriformes by seventeen species, the Gymnotiformes by three species, Perciformes and Cyprinodontiformes by two species, and the Synbranchiformes by one species. Among the collected species there were two exotic. The most abundant species were Astyanax fasciatus and Hypostomus ancistroides. In relation to total weight the most representative species were Hoplias malabaricus and Hypostomus ancistroides. Cyprinus carpio, Prochilodus lineatus, Schizodon nasutus and Hoplias malabaricus were the most representative species in relation to average weight. Largest standard length were recorded for Sternopygus macrurus, Steindachnerina insculpta, Eigenmannia aff. virescens and Cyprinus carpio.

Interferência das construções sucessivas de Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCH), sobre a ictiofauna do rio Sapucaí-Mirim-SP, Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Biodiversidade dos parasitas de peixes provenientes do rio Sapucaí-Mirim, Estado de São Paulo, Brasil

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

Egg surface structure of the freshwater toadfish Thalassophryne amazonica (Teleostei: Batrachoididae) with information on its distribution and natural habitat

The egg surface structure of Thalassophryne amazonica, a freshwater toadfish from the Amazon basin is described. Eggs of this species show a remarkable, highly unusual system of parallel ridges and intermittent grooves that originate at the equator of the egg and lead to the micropylar pit, at which they end in a spiralling pattern. A similar egg surface structure has so far been described only from a group of Asian anabantoid percomorphs, obviously not closely related to Thalassophryne. This egg surface pattern may enhance fertilization success by guiding sperm to the micropyle. We review museum records for T amazonica, present an updated map of its occurrence in the Amazon basin, and provide information on its habitat.

Aggressiveness Overcomes Body-Size Effects in Fights Staged between Invasive and Native Fish Species with Overlapping Niches

Approximately 50 years ago, Nile tilapia were accidentally introduced to Brazil, and the decline of pearl cichlid populations, which has been intensified by habitat degradation, in some locations has been associated with the presence of Nile tilapia. There is, however, little strong empirical evidence for the negative interaction of non-native fish populations with native fish populations; such evidence would indicate a potential behavioural mechanism that could cause the population of the native fish to decline. In this study, we show that in fights staged between pairs of Nile tilapia and pearl cichlids of differing body size, the Nile tilapia were more aggressive than the pearl cichlid. Because this effect prevailed over body-size effects, the pearl cichlids were at a disadvantage. The niche overlap between the Nile tilapia and the pearl cichlid in nature, and the competitive advantage shown by the Nile tilapia in this study potentially represent one of several possible results of the negative interactions imposed by an invasive species. These negative effects may reduce population viability of the native species and cause competitive exclusion.