Reproductive biology of carpenter seabream (Argyrozona argyrozona) (Pisces: Sparidae) in a marine protected area

The carpenter seabream (Argyrozona argyrozona) is an endemic South African sparid that comprises an important part of the handline fishery. A three-year study (1998−2000) into its reproductive biology within the Tsitsikamma National Park revealed that these fishes are serial spawning late gonochorists. The size at 50% maturity (L50) was estimated at 292 and 297 mm FL for both females and males, respectively. A likelihood ratio test revealed that there was no significant difference between male and female L50 (P>0.5). Both monthly gonadosomatic indices and macroscopically determined ovarian stages strongly indicate that A. argyrozona within the Tsitsikamma National Park spawn in the astral summer between November and April. The presence of postovulatory follicles (POFs) confirmed a six-month spawning season, and monthly proportions of early (0−6 hour old) POFs showed that spawning frequency was highest (once every 1−2 days) from December to March. Although spawning season was more highly correlated to photoperiod (r = 0.859) than temperature (r = −0.161), the daily proportion of spawning fish was strongly correlated (r= 0.93) to ambient temperature over the range 9−22oC. These results indicate that short-term upwelling events, a strong feature in the Tsitsikamma National Park during summer, may negatively affect carpenter fecundity. Both spawning frequency and duration (i.e., length of spawning season) increased with fish length. As a result of the allometric relationship between annual fecundity and fish mass a 3-kg fish was calculated to produce fivefold more eggs per kilogram of body weight than a fish of 1 kg. In addition to producing more eggs per unit of weight each year, larger fish also produce significantly larger eggs.

Variability in spawning frequency and reproductive development of the narrow-barred Spanish mackerel (Scomberomorus commerson) along the west coast of Australia

The narrow-barred Spanish mackerel (Scomberomorus commerson) is widespread throughout the Indo-West Pacific region. This study describes the reproductive biology of S. commerson along the west coast of Australia, where it is targeted for food consumption and sports fishing. Development of testes occurred at a smaller body size than for ovaries, and more than 90% of males were sexually mature by the minimum legal length of 900 mm TL compared to 50% of females. Females dominated overall catches although sex ratios within daily catches vary considerably and females were rarely caught when spaw n ing. Scomberomorus commerson are seasonally abundant in coastal waters and most of the commercial catch is taken prior to the reproductive season. Spawning occurs between about August and November in the Kimberley region and between October and January in the Pilbara region. No spawning activity was recorded in the more southerly West Coast region, and only in the north Kimberley region were large numbers of fish with spawning gonads collected. Catches dropped to a minimum when spawning began in the Pilbara region, when fish became less abundant in inshore waters and inclement weather conditions limited fishing on still productive offshore reefs. Final maturation and ovulation of oocytes took place within a 24-hour period, and females spawned in the afternoon-evening every three days. A third of these spawning females released batches of eggs on consecutive days. Relationships between length, weight, and batch fecundity are presented.

Effects of El Niño events on energy demand and egg production of rockfish (Scorpaenidae: Sebastes): a bioenergetics approach

Fish bioenergetics models estimate relationships between energy budgets and environmental and physiological variables. This study presents a generic rockfish (Sebastes) bioenergetics model and estimates energy consumption by northern California blue rockf ish (S. mystinus) under average (baseline) and El Niño conditions. Compared to males, female S. mystinus required more energy because they were larger and had greater reproductive costs. When El Niño conditions (warmer temperatures; lower growth, condition, and fecundity) were experienced every 3−7 years, energy consumption decreased on an individual and a per-recruit basis in relation to baseline conditions, but the decrease was minor (<4% at the individual scale, <7% at the per-recruit scale) compared to decreases in female egg production (12−19% at the individual scale, 15−23% at the per-recruit scale). When mortality in per-recruit models was increased by adding fishing, energy consumption in El Niño models grew more similar to that seen in the baseline model. However, egg production decreased significantly — an effect exacerbated by the frequency of El Niño events. Sensitivity analyses showed that energy consumption estimates were most sensitive to respiration parameters, energy density, and female fecundity, and that estimated consumption increased as parameter uncertainty increased. This model provides a means of understanding rockfish trophic ecology in the context of community structure and environmental change by synthesizing metabolic, demographic, and environmental information. Future research should focus on acquiring such information so that models like the bioenergetics model can be used to estimate the effect of climate change, community shifts, and different harvesting strategies on rockfish energy demands.

Distribuição das assembleias de girinos associadas a riachos da Reserva Ecológica de Guapiaçu, Cachoeiras de Macacú, Rio de Janeiro, Brasil

Os girinos são organismos diversos e abundantes nos pequenos riachos de cabeceira de florestas tropicais e constituem importantes componentes da diversidade biológica, da trófica e funcional dos sistemas aquáticos. Diferentes características estruturais e limnológicas dos ambientes aquáticos influenciam a organização das assembleias de girinos. Embora o estágio larvar dos anuros seja o mais vulnerável de seu ciclo de vida, sujeito a elevadas taxas de mortalidade, as pesquisas sobre girinos na região neotropical ainda são pouco representativas diante da elevada diversidade de anfíbios desta região e ferramentas que permitam a sua identificação ainda são escassas. Nesta tese, dividida em três capítulos, apresento uma compilação das informações relacionadas aos principais fatores que afetam as assembleias de girinos na região tropical (Capítulo 1), a caracterização morfológica dos girinos encontrados nos riachos durante o estudo e uma proposta de chave dicotômica de identificação (Capítulo 2) e avalio a importância relativa da posição geográfica e da variação temporal de fatores ambientais locais sobre as assembleias de girinos, assim como a correlação entre as espécies de girinos e as variáveis ambientais de 10 riachos, ao longo de 15 meses, nas florestas da REGUA (Capítulo 3). Há pelo menos oito tendências relacionadas à distribuição das assembleias de girinos: (1) o tamanho dos riachos e a diversidade de microhabitats são importantes características abióticas influenciando a riqueza e a composição de espécies; (2) em poças, o gradiente de permanência (e.g., hidroperíodo) e a heterogeneidade do habitat são os principais fatores moldando as assembleias de girinos; (3) a composição de espécies parece ser um parâmetro das assembleias mais relevante do que a riqueza de espécies e deve ser primeiramente considerado durante o planejamento de ações conservacionistas de anuros associados a poças e riachos; (4) a predação parece ser a interação biótica mais importante na estruturação das assembleias de girinos, com predadores vertebrados (e.g. peixes) sendo mais vorazes em habitats permanentes e predadores invertebrados (e.g. larvas de odonata) sendo mais vorazes em ambientes temporários; (5) os girinos podem exercer um efeito regulatório, predando ovos e girinos recém eclodidos; (6) o uso do microhabitat varia em função da escolha do habitat reprodutivo pelos adultos, presença de predadores, filogenia, estágio de desenvolvimento e heterogeneidade do habitat; (7) os fatores históricos restringem os habitats reprodutivos que uma espécie utiliza, impondo restrições comportamentais e fisiológicas; (8) a variação temporal nos fatores bióticos (e.g., fatores de risco), abióticos (e.g., distribuição de chuvas), e no padrão de reprodução das espécies pode interferir na estrutura das assembleias de girinos tropicais. A variação temporal na heterogeneidade ambiental dos riachos da REGUA resultou na previsibilidade das assembleias locais de girinos, sendo que os parâmetros ambientais explicaram 23% da variação na sua composição. Os parâmetros espaciais explicaram uma porção menor da variação nas assembleias (16%), enquanto uma porção relativamente elevada da variação temporal da heterogeneidade ambiental foi espacialmente estruturada (18%). As variáveis abióticas que apresentaram as maiores correlação com a composição das assembleias de girinos foram a proporção de folhiço e de rochas no fundo do riacho, e secundariamente a profundidade, a condutividade e a temperatura. O gradiente gerado pela proporção de folhiço e de rochas representou a transição entre riachos permanentes e intermitentes. Este gradiente proporcionou o turnover de espécies, o qual também seguiu um gradiente de condutividade, temperatura, profundidade, e em menor extensão, de hidroperíodo e largura, que estiveram fortemente associado ao grau de permanência dos riachos. Estes resultados corroboram tanto a hipótese do controle ambiental, como do controle biótico de comunidades e indicam que a variação temporal da heterogeneidade ambiental e a variação na posição geográfica são importantes para a estruturação local de assembleias de girinos da REGUA. Os resultados também permitiram distinguir entre assembleias de girinos exclusivas de riachos permanentes, exclusivas de riachos intermitentes e aquelas registradas nos dois tipos de riachos. Os resultados deste capítulo são relevantes para compreender em que extensão os efeitos da variação temporal na heterogeneidade ambiental e de processos espaciais afetam localmente a estruturação de assembleias de girinos.

Programação metabólica do testículo pelo tratamento com injeção de leptina em ratos nos primeiros dias de vida

A leptina tem um papel importante na regulação do sistema reprodutivo além de seu papel principal na regulação do peso corporal e ingestão alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da administração de leptina durante o período neonatal na função testicular da prole adulta. Vinte e quatro filhotes de 12 mães foram divididos em 2 grupos: Grupo leptina: injetados com 50 L de leptina (80ng/gPC, subcutânea) nos primeiros 10 dias de vida e Grupo Controle: injetados com o mesmo volume de solução salina. Todos os animais foram sacrificados aos 90 dias de vida. Parâmetros analisados: consumo alimentar, massa corporal, crescimento linear, data de início da puberdade, perfil lipídico, níveis séricos de estradiol e testosterona, expressão gênica (PCR em tempo real) e expressão proteica (Western blot) de ObRa, OBRb, aromatase, AR, ER, morfometria testicular, número, morfologia e viabilidade de espermatozoides. Os dados foram expressos como média erro padrão. A significância estatística foi determinada pelo teste t de Student. A Injeção de leptina levou a uma redução (p≤0,008) no consumo alimentar a partir do dia 26 ao 40 e do dia 70 em diante, enquanto que a massa corporal (p≤0,03) e o crescimento linear (p≤0,05) foram reduzidos do dia 26 até o dia 45. O peso da hipófise (p≤0,0006), hipotálamo (p≤0,01), próstata (p≤0,003), testículo (p≤0,008) e epidídimo (p≤0,004) e bexiga (p≤0,009) foram significativamente reduzidos pela injeção de leptina. A Injeção de leptina adiantou o início da puberdade (C=45,0 0,3; L=41,6 0,3; dias, P≤0,0001). Em relação ao perfil lipídico, a administração de leptina gerou um aumento nos níveis séricos de TG (C= 116,5 15,9; L=172,6 19,7; ng/dL, P≤0,05) e uma redução nos níveis de HDL (C=33 1,5; L = 24 3,5; ng/dL, P≤0,02). Os níveis séricos de testosterona também foram reduzidos pela leptina (C=5,2 1,0; L=1,1 0,3; ng/mL, P≤0,003). Todos os genes avaliados por PCR em tempo real mostraram um aumento na sua expressão: Obra (C=0,32 0,04; L=0,69 0,16; P≤0,04), OBRb (C=0,37 0,06; L=0,71 0,16; P≤0,03), AR (C=0,28 0,02; L=0,71 0,16; P≤0,02), Aromatase (C=0,31 0,04; L=0,53 0,09; P≤0,04), ER-α (C=0,79 0,03; L=0,93 0,03; P≤0,01), ER-β (C=0,29 0,03; L=0,73 0,16; P≤ 0,02). Por outro lado, a expressão proteica de OBR (C=4,4 0,29; L=6,6 0,84; P≤0,05), ER-α (C=0,4 0,02; L=0,6 0,05; P≤0,03) e aromatase (C=0,4 0,03; L=0,5 0,02; P≤0,04) aumentaram, enquanto que a expressão proteica de AR (C=0,16 0,01; L=0,09 0,01; P≤0,009) foi reduzida pela administração de leptina. A análise morfométrica mostrou que a leptina levou a um aumento da área total do túbulo seminífero (C=64,6 3,1; L=56,1 2,1;μm, P≤0,01), aumento da área luminal (C=40,6 2,3; L= 48,7 0,9; μm P≤ 0,004) e na altura do epitélio (C=21,5 1,2; L=24,6 1,1; μm, P≤0,03), enquanto que o comprimento do túbulo seminífero foi reduzido no grupo tratado (C=2200 350; L= 1100 110;cm, P≤0,006). A administração de leptina levou a um aumento no número total de espermatozoides (C=20x107 2x107; L=30x107 5x107;Cls/mL, P≤0,009) e no número de anormalidades (C=40,6 1,9; L=45,8 1,2, P≤0,049). Podemos concluir que a leptina tem um papel importante na morfologia e função testicular. A leptina parece ter efeito direto neste tecido uma vez que a expressão gênica e proteica de OBR, AR, ER e aromatase foram alterados pela administração da leptina.

Dieta hiperlipídica compromete a morfologia e alguns parâmetros funcionais de testículo e tireóide de ratos jovens

Estudos demonstram que o sobrepeso e a obesidade podem afetar a fertilidade masculina. Além disso, a função tireóidea também esta associada à alteração da função testicular, entretanto, o papel fisiológico dos hormônios tireoideanos na regulação do sistema reprodutor masculino ainda não esta claro. Aos 21 dias de idade, ratos machos receberam uma dieta manipulada contendo diferentes concentrações de óleo de soja até a idade de 30 e 60 dias, os grupos controle (C30, n=6 e C60, n=6), receberam dieta contendo 7% e os grupos hiperlipídicos (HL30, n=6 e HL60, n=6), receberam dieta contendo 19% deste óleo. Ao final de cada período, os animais foram avaliados por DXA (Absorciometria de Raios-x em Duas Energias) e sacrificados por exsanguinação. Para avaliar alterações na estrutura dos tecidos testicular e tireóideo, foram realizados a morfologia e a estereologia. No plasma, para determinar os perfis bioquímico e hormonal, foram avaliados, triglicerídeos, colesterol total, HDL-colesterol, VLDL, glicose e albumina, por métodos colorimétricos e leptina, insulina, T4, T3, TSH e testosterona por radioimunoensaio (RIE). Para evidenciar a expressão de receptor androgênico (AR) em testículos, foi realizado imunomarcação, com anti-AR. Durante todo o período experimental, foram analisados a massa corporal, a ingestão alimentar e o comprimento corporal, os quais permaneceram inalterados. No grupo HL, a massa magra foi menor aos 30 dias, já a gordura corporal total foi maior no mesmo grupo, aos 60 dias nenhuma diferença foi notada entre os grupos. No grupo HL30 não houve diferença quanto à massa dos tecidos, já no grupo HL60, o peso do epidídimo, fígado e gordura visceral mantiveram-se aumentados. No grupo HL30 não houve diferença em relação ao perfil bioquímico, já no grupo HL60, os níveis de glicose, mantiveram-se altos. Quanto às dosagens hormonais no grupo HL30, TSH e leptina estiveram aumentados e T3 reduzido, e no grupo HL60, T3 e leptina estiveram aumentados. Os dados morfométricos e estereológicos de testículo no grupo HL30 mostram aumento no número de túbulos seminíferos e da densidade de comprimento (Lv), já no grupo HL60, há redução no número de túbulos seminíferos e no diâmetro do mesmo. Quanto à expressão de receptor androgênico nas células testiculares, não parece haver diferença entre os grupos independente da idade de consumo da dieta. A dieta hiperlipídica promoveu alterações metabólicas aos 30 dias e modificações na morfologia do tecido tireoidiano e testicular em ambas as idades, o que indica reflexos na função reprodutora.

Dinâmica populacional e caracterização conquiliomorfológica de Diplodon ellipticus Spix in Wagner, 1827 (Bivalvia: Unionoida: Hyriidae) da lagoa dos Caiçaras (Piraí, Rio de Janeiro, Brasil)

No presente estudo monitoramos uma população de Diplodon ellipticus Spix in Wagner, 1827 da lagoa dos Caiçaras, Piraí, Rio de Janeiro, e avaliamos alguns aspectos conquiliomorfológicos da larva e do adulto, a relação peso-comprimento, os padrões populacionais tais como crescimento, mortalidade e expectativa de vida, e o ciclo larval. Amostragens mensais foram realizadas de novembro/2012 a novembro/2013 em três pontos da lagoa. Em cada ponto, definimos uma area de 15 m2, que foi subdividida em 15 quadrados de 1m2 cada. Os bivalves foram procurados por três coletores, usando mãos e pés, totalizando 45 minutos de coleta/área. Posteriormente, foram medidos com um paquímetro em relação ao comprimento total, marcados e devolvidos a lagoa. Quinze bivalves foram coletados e analisados em laboratório durante dois anos. Os fatores abióticos (condutividade, temperatura da água, temperatura do ambiente, umidade, pH e oxigênio dissolvido) foram mensurados e amostragens do sedimento e da água foram realizados em cada ponto. Os indivíduos foram agrupados em classes de comprimento com intervalo de 2,0 mm para análise da estrutura de comprimento da população. Os parâmetros de curva de crescimento foram estimados pela rotina ELEFAN (distribuição de frequência) e pelo método de Gulland-Holt (marcação e recaptura), ambos no programa FISAT. A mortalidade foi calculada pelo método da curva de captura convertida em comprimento e a expectativa de vida foi calculada pela equação invertida de von Bertalanffy. Ao todo, 3474 bivalves foram marcados e 1849 recapturados, alguns deles mais de uma vez. O menor bivalve recapturado mediu 23,58 mm e foi recapturado 127 dias depois com 25,50 mm e o maior bivalve recapturado mediu 62,14 mm e foi recapturado 31 dias depois com 62,20 mm. Pelo método indireto analizamos 6922 bivalves com comprimentos variando de 11,37 a 62,49 mm. A maior frequência de comprimento foi encontrada em tamanhos intermediários de 44-46 mm, como foi observado em outras populações de Diplodon. A análise do crescimento, mortalidade e expectativa de vida foram similares em ambos os métodos, por isso, utilizamos em conjunto para ajustar a curva de crescimento da população. A relação peso-comprimento foi alta (r = 0,7-0,8). A avaliação do ciclo reprodutivo indica uma continuidade no desenvolvimento larval ao longo dos meses, à exceção de janeiro/2014. Contabilizamos um total de 54.617 gloquídios, havendo mais indivíduos grávidos com gloquídios (n=5) nos meses de julho e setembro de 2014. Padrão similar foi encontrado em outras espécies de bivalves de água doce, inclusive em Diplodon ellipticus no estado do Paraná. Os gloquídios maduros foram encontrados em amplitudes de temperaturas de 20,1-25,27C e acreditamos que a temperatura pode influenciar na liberação dos mesmos. Os bivalves com o maior e o menor número de gloquídios foram encontrados em novembro/2013 (n= 4759) e setembro/2014 (n= 212), respectivamente. A correlação entre o comprimento do marsúpio e o tamanho da ninhada foi testada pela primeira vez nesse gênero e foi significativa (r= 0,303 , p<0,05). As informações deste estudo são relevantes ao conhecimento da espécie e às futuras ações de gestão que tenham como objetivo preservar as espécies de Diplodon