Osteología craneal del subgénero Catemaco género Bramocharax (Teleostei: Characidae): relaciones Filogenéticas y Biogeografía

Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas con Especialidad en Zoología) U.A.N.L.

Comparative Cytogenetics and Molecular Phylogeography in the Group Astyanax altiparanae - Astyanax aff. bimaculatus (Teleostei, Characidae)

The genus Astyanax comprises small characin fish of the neotropical region. The so-called `yellow-tailed characins` compose one of the most widely distributed Astyanax groups. A. altiparanae and A. aff. bimaculatus, are evolutionarily closely related and commonly found in several Brazilian hydrographic basins. In the present work, chromosomal data of specimens of A. altiparanae and A. aff. bimaculatus from 4 hydrographic basins in the states of Sao Paulo (Upper Tiete, Paranapanema, Ribeira de Iguape) and Rio de Janeiro (Guapimirim) are shown. All the populations showed 50 chromosomes, with different karyotypic formula. Although only a single Ag-NOR bearing chromosome pair was observed, all populations possess multiple cistrons of 18S rDNA. FISH with the 5S rDNA probe showed single signals at the interstitial position of one metacentric chromosome pair. C-bands are distributed in the terminal and interstitial regions of several chromosomes. However, the As-51 satDNA are frugally located in a few chromosomes of fishes from Upper Tiete, Paranapanema and Guapimirim Rivers, being absent in individuals of A. aff. bimaculatus from Ribeira de Iguape River basin. Beside these 4 populations, molecular phylogeography studies were also performed in individuals from Middle and Lower Tiete River basin and from 2 additional collection sites in the Paranapanema and Ribeira de Iguape River basins. The phylogeographic analysis using 2 mtDNA regions (totalizing 1.314 bp of ND2 and ATPase6/8 genes) of 8 populations of the group of `yellow-tailed characins` from 3 major hydrographic basins showed structuring of populations, suggesting a correlation between chromosomal (nuclear) and molecular (mitochondrial) data. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, Basel

Biogeography of Glandulocaudinae (Teleostei : Characiformes : Characidae) revisited: phylogenetic patterns, historical geology and genetic connectivity

The biogeography of the Glandulocaudinae ( former Glandulocaudini) is reviewed. The major pattern of diversification presented by this group of freshwater fishes can be clearly associated to the main aspects of the tectonic evolution of the southern portion of the Cis-Andean South American Platform. The phylogenetic relationships within the group suggest that the clade represented by Lophiobrycon is the sister-group of the more derived clade represented by the genus Glandulocauda and Mimagoniates. Lophiobrycon and Glandulocauda occur in areas of the ancient crystalline shield of southeastern Brazil and their present allopatric distribution is probably due to relict survival and tectonic vicariant events. Populations of Glandulocauda melanogenys are found in contiguous drainages in presently isolated upper parts of the Tiete, Guaratuba, Itatinga, and Ribeira de Iguape basins and this pattern of distribution is probably the result of river capture caused by tectonic processes that affected a large area in eastern and southeastern Brazil. The species of Mimagoniates are predominantly distributed along the eastern and southeastern coastal areas, but M. microlepis is additionally found in the rio Iguacu and Tibagi basins. Mimagoniates barberi occurs in both SW margin of the upper rio Parana basin and the lower Paraguay and Mimagoniates sp. occurs in the upper Paraguay river basin. Tectonic activations of the Continental Rift of Southeastern Brazil along the eastern margin of the Upper Parana basin promoted population fragmentation responsible of the present day distribution presented by Glandulocauda melanogenys. We hypothesize that occurrence of Mimagoniates along the lowland area around the Parana basin was due to a single or a multiple fragmentation of populations along the W-SW border of the upper Parana Basin, probably due to the major tectonic origin of the Chaco-Pantanal wetland foreland basins since the Miocene as well as Cenozoic tectonic activity along the borders of the upper Parana basin, such as in the eastern Paraguay, in the Asuncion Rift. Distributional pattern of Mimagoniates suggests that its initial diversification may be related to the tectonic evolution of the Chaco-Pantanal foreland basin system and a minimum age of 2.5 M.Y are proposed for this monophyletic group. Previous hypotheses on sea level fluctuations of the late Quaternary as being the main causal mechanism promoting cladogenesis and speciation of the group are critically reviewed. Phylogeographic studies based on molecular data indicate significant differences among the isolated populations of M. microlepis. These findings suggest that a much longer period of time and a paleogeographic landscape configuration of the Brazilian southeastern coastal region explain the present observed phylogenetic and biogeographic patterns.

Chromosome polymorphism in Astyanax fasciatus (Teleostei, Characidae). 2-Chromosomal location of a satellite DNA

Studies about composition of repetitive sequences and their chromosomal location have been helpful to evolutionary studies in many distinct organisms. In order to keep on assessing the possible relationships among different cytotypes of Astyanax fasciatus (Teleostei, Characiformes) in the Mogi-Guacu River (Sao Paulo State, Brazil), C-banding, chromomycin A 3 staining, and fluorescent in situ hybridization with a repetitive DNA sequence (As51) isolated from Astyanax scabripinnis were performed in the present work. The constitutive heterochromatin was distributed in terminal regions on long arms of submetacentric, subtelocentric, and acrocentric chromosomes and in the terminal region on short arms of a pair of submetacentric chromosomes in both standard cytotypes. This latter heterochromatic site was also GC-rich, as revealed by chromomycin A(3) staining, corresponding to the nucleolar organizer region (NOR), as shown by previous studies. The sites of the satellite As51 DNA were located in terminal regions on long arms of several chromosomes. Some variant karyotypic forms, which diverge from the two standard cytotypes, also presented distinctive chromosomes carrying As51 satellite DNA. It is possible that the standard 2n = 46 cytotype represents an invader population in the Mogi-Guacu River able to interbreed with the resident standard 2n = 48 cytotype. Therefore, the variant karyotypes would be related to a possible viable offspring, where complementary chromosomal rearrangements could favor new locations of the satellite DNA analyzed. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Basel

Moenkhausia celibela: a new species from the Amazon basin, Brazil (Characiformes: Characidae)

A new species of Characidae, Moenkhausia celibela, is described from the Rio Amazonas at Santarem, Rio Marau, several localities in the Rio Tapajos, Rio Curua-Una, Rio Xingu and Rio Jari, all from the Amazon basin, Brazil. The new species is distinguished from its congeners, except species included in Gery`s 1992 Moenkhausia lepidura group, by presenting a dark blotch on the upper caudal-fin lobe, and the lower lobe is hyaline or light grey. Moenkhausia celibela is distinguished from the species of the M. lepidura group by the absence of a humeral spot and the presence of a roughly triangular and dark spot at the caudal-fin base, extending posteriorly along the middle caudal-fin rays, and distinctly separate from the spot on the upper caudal-fin lobe.

A new species of Moenkhausia from the rio Amazonas and rio Orinoco basins (Characiformes: Characidae)

A new species of Moenkhausia is described from the rio Amazonas and rio Orinoco basins. The new species can be distinguished from congeners mainly by the combination of a conspicuous, relatively small and circular humeral spot, a black spot on the upper caudal-fin lobe, lower caudal-fin lobe without spot or a faint one, and middle caudal-fin rays hyaline or with dark tips. Mature males have a unique combination of two large-sized bony hooks on the anal-fin rays and tiny spines on the distal portion of all fins, which distinguishes the new species from any other species of Characidae.

Patterns of oocyte development in natural habitat and captive Salminus hilarii Valenciennes, 1850 (Teleostei: Characidae)

Fecundity and oocyte development in Salminus hilarii female brood stock were analyzed with the aim of investigating the impact of migration impediment on oogenesis. Histological analyses of the ovaries were performed in adult females caught in two different environments-the TietA(a) River (natural) and captivity-and the gonadossomatic index, oocyte diameter and fecundity determined. Five germ cell development stages (oogonium, perinucleolar, cortical alveoli, vitellogenic, ripe) and two other structures (postovulatory follicles and atretic oocytes) were observed in females caught in the river. Captive animals lacked the ripe oocytes and postovulatory follicles and had a relatively higher number of atretic oocytes. Females in captivity are known to produce larger oocytes, and they release fewer eggs in each spawn (absolute fecundity) when compared with animals that are able to migrate. Our results suggest that the TietA(a) River is undergoing alterations which are being reflected in the reproductive performance of S. hilarii, mainly due to the presence of atretic oocytes in females caught in the river. The lack of postovulatory follicles and ripe oocytes in captive animals reveals that migratory impediment negatively impacts final oocyte maturation. However, the stage of maturation reached is adequate for ovulation induction with hormone manipulation.

Biologia reprodutiva de duas espécies do gênero Bryconamericus (Characidae: Tetragonopterinae) dos sistemas dos Rios Jacuí e Uruguai, RS

Neste trabalho são abordados aspectos da biologia reprodutiva como o período reprodutivo, fecundidade e presença de caracteres sexuais secundários de duas espécies do gênero Bryconamericus, que são tetragonopteríneos pertencentes à família Characidae. O gênero distribui-se desde a Costa Rica até o Oeste da Argentina por uma variedade de ecossistemas de água doce. Foram feitas coletas mensais nos rios Vacacaí e Ibicuí no Rio Grande do sul, entre abril de 2001 e março de 2002, utilizando redes do tipo picaré. Os animais capturados foram fixados em formol 10% e, em laboratório, foram medidos, pesados, separados por sexo e dissecados para a retirada e pesagem de gônadas, estômago e fígado. A partir destes dados, foram calculados os índices gonadossomático, de repleção estomacal e hepatossomático. As gônadas foram identificadas macro e microscopicamente quanto ao estádio de maturação. O período reprodutivo de B. iheringii compreende os meses de setembro e outubro e o de B. stramineus, os meses de outubro, novembro e fevereiro. O teste de correlação não paramétrico de Spearman não demonstrou significância entre as médias de IGS das duas espécies e os fatores bióticos e abióticos, com exceção dos valores de IGS de machos de B. stramineus e os valores do fotoperíodo, que mostraram haver correlação A fecundidade absoluta, estimada a partir da contagem total dos ovócitos vitelinados teve uma média de 933,71 ovócitos para B. iheringii e de 371,3 ovócitos para B. stramineus. A fecundidade relativa média para B. iheringi foi de 0,36 ovócitos por mg de peso total e para B. stramineus foi de 0,35. Os caracteres sexuais secundários analisados foram a presença de ganchos nas nadadeiras pélvicas e anal dos machos, cuja presença e freqüência foi estimada de acordo com os diferentes estádios de maturação gonadal, com o mês analisado e por classes de comprimento padrão. Em ambas espécies observa se maior incidência de ganchos desenvolvidos em machos no estádio em maturação e de ganchos bem desenvolvidos em machos maduros. A análise mensal mostra um predomínio de ganchos bem desenvolvidos nos meses correspondentes ao período reprodutivo, para ambas as espécies. De acordo com as classes de comprimento, ganchos bem desenvolvidos foram encontrados sempre nos indivíduos maiores. Durante a pesquisa foi observada também, a presença de uma glândula na região anterior do primeiro arco branquial, outro caracter sexual secundário, que está sendo registrado pela primeira vez para essas duas espécies.

Análise comparada de caracters reprodutivos e da glândula branquial de duas espécies de cheirodontinae (Teleostei: Characidae)

Este trabalho descreve comparativamente o ciclo reprodutivo de duas espécies de Cheirodontinae: Compsura heterura, com inseminação, e Odontostilbe sp., de fecundação externa e analisa a sua relação com o desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários, como ganchos da nadadeira anal e glândula branquial. Espécimes de Compsura heterura foram obtidos no rio Ceará Mirim, Rio Grande do Norte, entre abril de 2001 e abril de 2002 e de Odontostílbe sp. no rio Ibicuí Mirim, Rio Grande do Sul, entre abril de 2001 e março de 2002. O período reprodutivo, estabelecido através da variação mensal dos valores médios do índice gonadossomático (IGS) e análise histológica das gônadas, estendeu-se de janeiro de 2001 a abril de 2002 em C. heterura. Odontostilbe sp. apresentou dois períodos reprodutivos, o primeiro durante setembro e outubro de 2001, e o segundo entre janeiro e fevereiro de 2002. A temperatura, em machos e fêmeas, e pluviosidade, somente nas fêmeas, foram os fatores determinantes no desencadeamento do processo reprodutivo em C. heterura, uma vez que os mesmos apresentaram correlações significativas com a variação do IGS. Já em Odontostílbe sp., de região subtropical, o fotoperíodo foi o fator que apresentou a maior correlação. A fecundidade absoluta média de C. heterura foi de 434 + ou - 112 ovócitos e a fecundidade relativa média de 0,55 ovócitos por mg de peso total, semelhante a de outros queirodontíneos com fecundação externa. A fecundidade absoluta média de Odontostílbe sp. foi mais elevada, variando de 722 + ou - 179 ovócitos no primeiro período reprodutivo (setembro e outubro) e 869+ ou - 222 ovócitos no segundo período (janeiro e fevereiro), e a fecundidade relativa média de 0,71 e 0,89 ovócitos por miligramas de peso em cada um dos períodos. As fases de ovogênese e espermatogênese são discutidas e caracterizadas a fim de auxiliar na classificação microscópica dos estádios de maturação gonadal. Fêmeas de C. heterura em maturação apresentaram espermatozóides nos ovários, indicando que a inseminação pode ocorrer antes do período reprodutivo e que fêmeas são receptivas a corte antes da maturação. Machos das duas espécies apresentam gônadas ativas e espermatozóides mesmo fora da época de reprodução, estando permanentemente aptos a fecundação. Odontostilbe sp. apresenta espermatozóides com o núcleo arredondado, típico de espécies de fecundação externa, e C. heterura possui espermatozóides com núcleo alongado, característico de espécies com inseminação. Caracteres de dimorfismo sexual secundário são mais desenvolvidos na espécie com inseminação (C. heterura) do que na espécie de fecundação externa (Odontostilbe sp.). Os ganchos em C. heterura são longos e finos e mais numerosos nas regiões anterior e posterior da nadadeira anal, enquanto que em Odontostilbe sp. os ganchos são pequenos e restritos aos raios anteriores da nadadeira. Em ambas as espécies, machos maduros apresentaram ganchos durante todo o ano, indicando que estas estruturas não são perdidas após o período reprodutivo. As duas espécies apresentam glândula branquial na região mais ventral do primeiro arco branquial e ainda no segundo arco em C. heterura. Na glândula branquial os filamentos branquiais apresentam-se fusionados por tecido epitelial estratificado, impedindo a circulação de água e causando a perda da função respiratória e desenvolvendo células cilíndricas secretoras entre as Iamelas secundárias. A glândula branquial de C. heterura é formada por até 15 filamentos e de Odontostilbe sp. por até 10 filamentos. Machos imaturos e fêmeas não desenvolveram esta estrutura, apenas machos em maturação e maduros. O desenvolvimento dos dois caracteres sexuais secundários examinados (ganchos e glândula branquial) ocorre somente após o início da maturação dos testículos, sendo relacionados a maturação gonadal e não ao tamanho dos indivíduos.

Análise comparada de caracteres reprodutivos em três linhagens de Characidae (Teleostei : Ostariophysi) com inseminação

As espécies de peixes de água doce neotropicais constituem um dos agrupamentos mais diversos do planeta, tanto em termos de riqueza de espécies como em relação à diversidade de formas, comportamentos e modos de vida. A reprodução é um dos aspectos mais interessantes e importantes desta plasticidade, podendo-se encontrar praticamente todos os mecanismos de reprodução sexuada entre as espécies de peixes. Apesar da importância do conhecimento sobre a reprodução dos peixes, relativamente poucos estudos tratam deste tema, sobretudo se considerado o número de espécies descritas para o Neotrópico. Há poucos anos, a maioria dos trabalhos sobre reprodução de peixes contemplavam as espécies de maior porte, de interesse comercial. Nos últimos anos, vem aumentando o volume de informações disponíveis acerca das características reprodutivas de espécies de menor porte, sobretudo aquelas da família Characidae, a mais numerosa entre os Characiformes neotropicais. Embora represente um importante avanço, o conhecimento da biologia reprodutiva das espécies de água doce de grande ou pequeno porte é ainda incipiente. Além disso, muitos trabalhos deixam de abordar vários aspectos da reprodução das espécies estudadas, dificultando a análise comparada do conjunto de dados disponíveis, bem como o estabelecimento de padrões reprodutivos para a ictiofauna do Neotrópico. Este trabalho visa contribuir para o conhecimento da biologia reprodutiva de espécies de peixes de água doce da família Characidae, oferecendo novas informações sobre diversos aspectos da reprodução de três espécies que apresentam uma estratégia reprodutiva peculiar, a inseminação, pertencentes a três linhagens diferentes de caracídeos.O trabalho objetiva ainda analizar estes dados, juntamente com os disponíveis na literatura, dentro do contexto da filogenia e da biologia comparada, procurando compreender melhor os padrões e processos envolvidos nos aspectos reprodutivos destas espécies. O primeiro trabalho apresentado (“Evolução, comportamento, história de vida e filogenia: um estudo de caso em peixes caracídeos com inseminação”) discute a influência das relações genealógicas e filéticas na reprodução e no comportamento, e o uso de caracteres reprodutivos e comportamentais como ferramentas em análises filogenéticas. No segundo trabalho (“Biologia reprodutiva de Diapoma terofali (Eigenmann, 1915) (Teleostei: Glandulocaudinae) do rio Ibicui da Faxina, sul do Brasil”), são apresentados diversos dados sobre reprodução e desenvolvimento de caracteres sexuais secundários de Diapoma terofali, da subfamília Glandulocaudinae. Da mesma forma, o terceiro trabalho (“Biologia reprodutiva de Macropsobrycon uruguayanae Eigenmann, 1915 (Characidae: Cheirodontinae: Compsurini) do rio Ibicui, Rio Grande do Sul, Brasil”) trata sobre os aspectos da reprodução e desenvolvimento de caracteres sexuais secundários em Macropsobrycon uruguayanae, um caracídeo inseminado pertencente subfamília Cheirodontinae. No quarto trabalho (“Ocorrência de inseminação e descrição da morfologia do testículo e ultraestrutura do espermatozóide de espécies de Hollandichthys (Eigenmann, 1909) (Ostariophysi: Characidae)”), é descrita a ocorrência de inseminação em espécies do gênero Hollandichthys, pertencente a uma terceira linhagem de Characidae com inseminação. Também são descritas as características morfológicas e da ultraestrutura dos espermatozóides destas espécies. Por fim, o quinto trabalho que compõe esta tese (“Características da reprodução de espécies de Characidae (Teleostei: Characiformes) e suas relações com o tamanho corporal e filogenia”), reúne as informações existentes na literatura sobre reprodução de espécies de Characidae e formula hipóteses sobre a existência de alguns padrões reprodutivos em Characidae e sobre suas possíveis explicações evolutivas. São também discutidas as relações entre estes supostos padrões, o tamanho corporal e as relações filogenéticas das espécies da família.

Ecologia alimentar e reprodutiva da piaba-do-rabo-amarelo, Astyanax cf. lacustris (Reinhardt, 1874) (Osteichthyes: Characidae) na Lagoa do Piató, Assu, Rio Grande do Norte, Brasil

The feeding habits and biological aspects of the reproductive cycle of two-spot astyanax, Astyanax cf. lacustris (Reinhardt, 1874) were investigated. Fish samples were captured on a monthly basis, using gillnets of 4 cm mesh size, from the Piató Lake, Assu, Rio Grande do Norte, during the period of September, 2006 to August, 2007. Physico-chemical parameters, such as, temperature, electrical conductivity and dissolved oxygen of the lake were registered. The monthly values of rainfall also were obtained. The 360 individuals captured, were measured, weighed, dissected, and stomach weight and the stage of gonadal maturity were registered. The stomach contents analyses were carried out based on volumetric method, points, frequency of occurrence and applying the Index of Relative Importance. The degrees of repletion of the stomachs were determined besides the Index of Repletion relating to feeding activity variations and frequency of ingestion with limnological parameters and rainfall. The food items identified were separated into distinct groups according to their origin. Sex ratio and Gonadosomatic Relation of females were verified to determine the spawning period and fecundity. The physico-chemical parameters presented the following annual mean values: temperature = 28.8ºC, electrical conductivity = 992.5 µS.cm-1; dissolved oxygen = 4.9 mg.L-1 during the study period. The annual mean of the rainfall was 63.5 mm. The results indicate that this species present an omnivorous feeding habit with a tendency towards insectivory, with an increase in feeding activity during the dry season. The aquatic oxygen to interfere very importance in the feeding activity than the others factors physico-chemicals of water and rainfall. There was a predominance of females, with a sex proportion of 1M:7F. The macroscopic characteristics of the ovaries and testicles revealed four stages of gonadal development: immature, maturing, mature and spent. A temporal variation was observed for the gonadal development of males and females. There was reproductive activity through out the year, with peaks in the months of February, April and June to correspond with the rain of precipitation of the region. The mean fecundity was 7.681 mature oocytes, varying from 4.476 to 12.036, with mean of 7.681. There was positive relation between fecundity and body mass. Condition Factor is not an efficient indicator of the reproductive period of this species. The species A. cf. lacustris is an opportunist and is well adapted to the conditions of the semi-arid Caatinga Biome

Structural and ultrastructural characteristics of interrenal gland and chromaffin cell of matrinxa, Brycon cephalus Gunther 1869 (Teleostei-Characidae)

This work presents the structure and ultrastructure of the interrenal gland and chromaffin cells, as well as the morphology of the head kidney of Brycon cephalus, the head kidney is composed of fused bilateral lobes located anterior to the swim bladder and ventrolateral to the spinal column, the parenchyma revealed lympho-haematopoietic tissue, melano-macrophage centres, interrenal gland and chromaffin cells. The interrenal gland consisted of cords or strands of cells grouped around the posterior cardinal vein and their branches. Chromaffin cells are found in small groups, closely associated with the interrenal gland and/or under the endothelium of the posterior cardinal vein. So far, the ultrastructural analysis has revealed only one interrenal cell type which contained abundant smooth endoplasmic reticulum and numerous mitochondria with tubulo-vesicular cristae, characteristic of steroid-producing cells. Two types of chromaffin cells were observed. The first type was characterized by the presence of vesicles with round, strongly electron-dense granules, which were eccentrically located, Such cells were interpreted as noradrenaline cells, Meanwhile, cells which contained smaller vesicles and electron-lucent granules, with a small halo separating the granule from the vesicular limiting membrane, were identified as adrenaline cells.

Transport stress in matrinxa, Brycon cephalus (Teleostei : Characidae), at different densities

Matrinxa, Brycon cephalus, is a native teleost fish from the Amazon Basin, and is of economic importance for cultivation for food and sport in Brazil. Mortality losses due to handling and transport of this stenohaline freshwater species are common. The effects of transportation at different densities on the biochemical stress responses of matrinxa (mean weight 1 kg) were examined. Fish were subjected to three different transport densities (100, 200, and 300 kg m(-3)) for four h in water with added salt (0.6%). The fish were bled at departure (baseline level), arrival (immediately after transportation) and at 24 and 96 h after arrival (recovery period). Blood glucose, cortisol, sodium, chloride, potassium and ammonia were used as stress bioindicators. No mortality was observed and no alterations in plasma cortisol were registered. However, blood glucose and ammonia levels increased and serum sodium and plasma chloride decreased on arrival for the fish transported at the highest densities. These stress responses were transient and the concentrations returned to baseline levels within 24 h. This study showed that matrinxa can be transported at densities as high as those tested in the present study, at least under the conditions employed in this study. A recovery period of at least 24 h is strongly recommended.