Intraspecific ecomorphological variations in Poecilia reticulata (Actinopterygii, Cyprinodontiformes): comparing populations of distinct environments

ABSTRACT Morphological variations, according to the principles of ecomorphology, can be related to different aspects of the organism way of life, such as occupation of habitats and feeding behavior. The present study sought to examine the intraspecific variation in two populations of Poecilia reticulata Peters, 1859, that occur in two types of environments, a lotic (Maringá Stream) and a lentic (Jaboti Lake). Due to a marked sexual dimorphism, males and females were analyzed separately. Thus, the proposed hypotheses were that the populations that occur in distinct environments present morphological differences. The morphological variables were obtained using morphometric measurements and the ecomorphological indexes. The data were summarized in a Principal Component Analysis (PCA). A Multivariate Analysis of Variance (Manova) was made to verify significant differences in morphology between the populations. Males and females showed similar ecomorphological patterns according to the environment they occur. In general the population from Maringá Stream had fins with major areas, and the Jaboti Lake population eyes located more dorsally. Additionally, others morphological differences such as wider mouth of the males from Maringá Stream, wider heads on Jaboti Lake females and more protractible mouths on males from Jaboti Lake suggest a set of environmental variables that can possibly influence the ecomorphological patterns of the populations, as the water current, availability of food resources and predation. In summary, the initial hypotheses could be confirmed, evidencing the occurrence of distinct ecomorphotypes in the same species according to the environment type.

Analyses of the development and glycoproteins present in the ovarian follicles of Poecilia vivipara (Cyprinodontiformes, Poeciliidae)

The morphofunctional aspects of oogenesis of Poecilia vivipara were studied aiming to understand the reproductive biology and development of species with internal fertilization, particularly those belonging to the family Poeciliidae. The stages of gonadal maturation and follicular development were characterized using mesoscopic, histological, histochemical, and lectin cytochemical analyses. Through mesoscopic evaluation the ovarian development was classified in six phases of development: immature, in maturation I, in maturation II, mature I, mature II, and post-spawn. Based on microscopic examination of the ovaries, we identified the presence of oocytes types I and II during the previtellogenic phase and types III, IV, and V during the vitellogenic phase. As oogenesis proceeded the oocyte cytosol increased in volume and presented increased cytoplasmic granule accumulation, characterizing vitellogenesis. The zona radiata (ZR) increased in thickness and complexity, and the follicular epithelium, which was initially thin and consisting of pavimentous cells, in type III oocytes exhibited cubic simple cells. The histochemical and cytochemical analyses revealed alterations in the composition of the molecular structures that form the ovarian follicle throughout the gonadal development. Our study demonstrated differences in the female reproductive system among fish species with internal and external fertilization and we suggest P. vivipara can be used as experimental model to test environmental toxicity.

Estratégia de vida do peixe anual Hypsolebias antenori (Cyprinodontiformes: Rivulidae) do semiárido brasileiro

This work deals with the life strategy of an endangered annual fish, Hypsolebias antenori (Cyprinodontiformes: Rivulidae), of the Brazilian semiarid region. The eggs of these fish hatch at the onset of the rainy season, grows rapidly and they reproduce during the rainy season. When the water puddles dry out, the entire population dies. The resistant eggs which are buried in the bottom of the dried pools go through diapause stages, during which time the embryonic development becomes temporarily arrested. With the onset of the next rainy season, the eggs hatch and a new generation is formed. Specimens of H. antenori were captured during 2011 and 2013, in temporary water pools located in the hydrographic basin of river Jaguaribe in Ceará, Brazil. Sex ratio, the length-weight relationship, the growth type, first sexual maturity, anatomy and histology of the digestive tract, development of gonads, reproductive strategy, karyotypic pattern of the species, and the conservation status of H. antenori were investigated. The results of this study are presented in the form of eight articles. The first article is about the fish faunal composition of the hydrographic basins of Rio Grande do Norte, Brazil, wherein the record of H. antenori is included. The second article deals with the sex ratio, secondary sexual characteristics of males, the length-weight relationship and the type of growth. Males show a pattern of intense coloration with well developed fins. The sex ratio showed a significant predominance of females (1M:1.7 F). Males were larger in length and weight. The equation of weight and total length relationship was Wt=0.0271Lt3,8937, showing a positively allometric growth, indicating greater increase in weight than in length. The third article discusses the anatomy and histology of the digestive tract of H. antenori. It is considered as a generalist feeder with characteristics of omnivore, which utilizes different food sources. The fourth article discusses the stages and phases of gonad development and type of spawning of H. antenori. The fifth article is about the r reproductive strategy adopted by H. antenori which helps in successful reproduction over a short period of life. The sixth article deals karyotypic pattern of the species, constituting the first cytogenetic contribution to the genus. The seventh article discusses about the risk of extinction of this species which suffers a series of threats, such as, habitat loss through land use, deforestation, construction of reservoirs, pollution due to domestic and industrial sewage, besides pesticides and agrochemicals. Furthermore, decreasing rainfall and intensification of aridity due to global climate changes, interferes with the reproductive cycle. The eighth article deals with aggressive behavior adopted between males and among females during reproduction. All temporary water pools sampled during this study were in high degree of degradation, mainly due to human action. There is a great need for conservation measures to protect the populations of annual fish, including the creation of protected areas in the semiarid ephemeral aquatic environments of Brazil

The opportunistic feeding and reproduction strategies of the annual fish Cynopoecilus melanotaenia (Cyprinodontiformes: Rivulidae) inhabiting ephemeral habitats on southern Brazil

A maioria dos peixes da família Rivulidae são popularmente conhecidos como anuais por completarem todo seu ciclo biológico em pequenos corpos de água temporários que secam obrigatoriamente em determinados períodos do ano causando a morte dos indivíduos adultos. Possuem características biológicas peculiares como pequeno porte, maturação sexual precoce, reprodução contínua, um elaborado padrão de corte e uma grande capacidade reprodutiva entre os peixes. Os rivulídeos se encontram amplamente distribuídos nas Américas do Norte, Central e Sul. Este trabalho analisou a dieta e a biologia reprodutiva de Cynopoecilus melanotaenia. Foram coletados 263 exemplares e a análise de 233 conteúdos gastrointestinais revelou uma dieta invertívora composta principalmente por microcrustáceos (Cladocera, Amphipoda e Ostracoda) e insetos imaturos (Chaoboridae, Culicidae, Syrphidae, mas principalmente larvas de Chironomidae). Foi registrada a lepidofagia na dieta dos machos. A fecundidade foi estimada pela análise de 59 pares de ovários maduros e variou entre 2 a 157 ovócitos (média, 19 ± 26[DP]). A espécie apresentou desova parcelada, uma estratégia para aumentar a chance de sobrevivência a depleções prolongadas. Este trabalho apresenta a primeira investigação sobre a biologia reprodutiva de C. melanotaenia. Os resultados encontrados sugerem a estratégia reprodutiva oportunista de C. melanotaenia e fornecem novas informações biológicas que podem contribuir para pesquisas de conservação e manutenção da espécie em seu ambiente natural.

Reproductive biology of the neotropical superfetaceous Pamphorichthys hollandi (Cyprinodontiformes : Poeciliidae)

We investigated sex ratio, reproductive period, fecundity, and sexual dimorphism of Pamphorichthys hollandi in southeastern Brazil. Reproductive status was identified according to a female's gonads/embryos development scale. of the 613 collected specimens, 373 (60 %) were females and 240 (40 %) males giving a sex ratio of I male: 1.6 female. Sexual dimorphism was evident in respect to body size, body coloration, and anal and pelvic-fin morphologies. The highest proportion of reproductive females was registered in January and February, which represent wet and hot periods. The simultaneous presence of more than one litter at different stages of development within a single female characterized this species as superfetaceous.

Gametogenesis and reproductive cycle of Melanorivulus aff. punctatus (Boulenger, 1895) (Cyprinodontiformes, Rivulidae) in Chapada dos Guimarães, Mato Grosso, Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Relações filogenéticas e filogeografia molecular das espécies de peixes anuais do gênero Simpsonichthys (Cyprinodontiformes: Rivulidae)

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

Aspectos reprodutivos de Anableps anableps (Linnaeus, 1758) (Cyprinodontiformes: Anablepidae) no estuário amazônico

A dissertação foi elaborada no formato de artigos. O primeiro artigo intitulado “Aspectos reprodutivos e relação peso-comprimento de Anableps anableps (Linnaeus, 1758) (Cyprinodontiformes: Anablepidae) no Estuário Amazônico” fornece informações sobre a biologia reprodutiva de A. anableps, abordando proporção sexual, relação peso-comprimento, estimativa da primeira maturação sexual e epóca de reprodução. Este artigo será submetido à Revista Brasileira de Zoologia. O segundo artigo “Caracterização morfológica das gônadas de fêmeas de Anableps anableps (Linnaeus, 1758) (Cyprinodontiformes: Anablepidae) no estuário Amazônico” apresenta uma descrição morfológica das gônadas de fêmeas de A. anableps na foz do rio Maracanã-PA. E será submetido como nota científica a Revista Neotropical Ichthyology.

Reproductive characteristics and the weight-length relationship in Anableps anableps (Linnaeus, 1758) (Cyprinodontiformes: Anablepidae) from the Amazon Estuary

O presente estudo analisou a relação peso-comprimento e uma série de aspectos da biologia reprodutiva de Anableps anableps da foz do rio Maracanã, no estado brasileiro do Pará. Os espécimes foram coletados por meio de duas redes de emalhar de 30 m de comprimento, com malhas de 15 e 20 mm, e com um puçá com um metro de diâmetro, com malha de 10 mm. Foram capturados 865 espécimes, os quais foram analisados para estabelecer a razão sexual, que foi de 2,12 fêmeas por macho (χ² = 13,07; p<0,05). As fêmeas apresentaram crescimento alométrico positivo, enquanto que os machos foram alométricos negativos. Nas análises adicionais, as gônadas de 371 fêmeas foram observadas ao microscópio. O desenvolvimento gonadal foi classificado em três estádios: imaturo (5,0%), em maturação (12,0%) e maturo (83,0%). O desenvolvimento embrionário foi classificado em cinco fases, de acordo com o tamanho do embrião e do saco vitelino. A fecundidade média foi de 12 ovos / embriões por fêmea (variando de 1-37 ovos / embriões). Uma relação significativa foi verificada entre o comprimento padrão das fêmeas, o peso de seus ovários (R² = 0,257, p < 0,001), e o número de embriões (R² = 0,573, p < 0,001). O tamanho médio da primeira maturação sexual (L₅₀) para as fêmeas foi estimado em 11,7 cm. A espécie se reproduz durante todo o ano.

Length-weight relationship and reproduction of the guppy Poecilia reticulata (Cyprinodontiformes: Poeciliidae) in urban drainage channels in the Brazilian city of Belém

O presente trabalho tem por objetivo descrever aspectos populacionais relacionados ao estabelecimento da relação peso/comprimento, estimativa de tamanho de primeira maturação (L) e período reprodutivo de Poecilia reticulata encontrados em sistemas de coleta residual no campus da Universidade Federal do Pará, região metropolitana de Belém – PA (Brasil). Foram realizadas coletas mensais no período de junho de 2006 a março de 2007, utilizando um puçá, que resultou na captura de 1.936 exemplares, sendo 942 machos e 994 fêmeas. As fêmeas apresentaram-se maiores e mais pesadas que os machos. A relação peso/comprimento para machos foi estabelecida pela equação Pt = 5 × 10^-5× Ct^2,397 e para fêmeas esta foi dada pela fórmula Pt = 3 × 10^-6 × Ct3,419. Os valores estimados para L foi 17,5 mm para machos 20,4 mm para fêmeas, sugerindo que os machos iniciam atividades reprodutivas em tamanhos menores que as fêmeas. A frequência mensal de fêmeas maduras não variou significativamente. Além disso, também não foram encontradas diferenças na proporção sexual durante os períodos investigados, sendo no geral, a proporção de fêmeas iguais as de machos. Desta forma, verificamos que, apesar das condições presentes nos sistemas de coleta residual da UFPA, a espécie P. reticulata parece ter adaptado seus processos biológicos.

Ultrastructural features of spermatogenesis in Melanorivulus punctatus (Cyprinodontiformes: Rivulidae)

Fish belonging to the family Rivulidae possess one of the most complex reproductive systems. Rivulus, a genus of freshwater fish in the Rivulidae family, was recently reclassified into five genera, including Melanorivulus. Its type species, M. punctatus, is widely distributed and probably represents a species complex. The ultrastructure of sperm has been broadly used in systematics, and we hereby describe the ultrastructural features of spermatogenesis in M. punctatus. Ten M. punctatus males were collected from the reservoir of Parque Estadual da Quineira, municipality of Chapada dos Guimardes, Mato Grosso, Brazil, and prepared for analysis by light microscopy and transmission electron microscopy. M. punctatus undergoes cystic spermatogenesis. Its cysts consist of groups of germ cells that are in synchronous development and are surrounded by cytoplasmic projections of Sertoli cells. With the breakdown of the cysts, the spermatozoa are released and their maturation is completed in the duct, where part of the cytoplasmic material is discarded through the vesicles. The mature spermatozoon is characterized by a spherical head with homogeneously condensed chromatin, a symmetric midpiece consisting of a pair of perpendicular centrioles, a ring of mitochondria, several vesicles, and one flagellum medial to the nucleus. Early stages of spermatogenesis show no peculiarities; however, in spermiogenesis, we observed that the spermatids remain interconnected by cytoplasmic bridges and have pockets of residual cytoplasm. The sperm is of the aquasperm type and is similar to that observed in the members of the family Rivulidae. The spermatozoa have a single flagellum that consists of a classic axoneme (9 +2), as found in most groups of fish, despite the lateral extensions. (c) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Embryonic development and nourishment in the viviparous fish Poecilia vivipara (Cyprinodontiformes: Poeciliidae)

While viviparity confers protection to the embryos during gestation, it increases energetic costs for the mother, which acquires new relations to its offspring. Maternal-fetal transfer of nutrients can occur in different patterns: as lecithotrophy (nourished by yolk) or matrotrophy (nourished by the mother). The development of Poecilia vivipara embryos was described macroscopically and microscopically, and the form of nutritional provisioning was identified. Embryonic development was divided into three prefertilization and seven postfertilization stages. The first organ to appear is the notochord, followed by the nervous, digestive and cardiovascular systems, and then by muscles and eyes. Embryonic nutritional provisioning was lecithotrophic, with yolk persisting until the last developmental stages and rich in proteins and polysaccharides. This kind of embryonic nutrition confirms the pattern found in the family Poeciliidae.

Evolução do ciclo vital de Poecilia vivipara (Cyprinodontiformes: Poeciliidae) em um gradiente de predação

O presente estudo teve como objetivo testar previsões da teoria sobre a influência da predação na evolução dos ciclos vitais. Como modelo de estudo, foram estudadas populações do peixe Poecilia vivipara que habitam o Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba, no sistema lagunar Norte-Fluminense, estado do Rio de Janeiro. Neste sistema lagunar, P. vivipara está sujeita à predação por peixes piscívoros (e.g. a traíra Hoplias malabaricus) em parte das lagoas, mas está livre destes predadores em outras lagoas. Foram estudadas três lagoas em que P. vivipara coexiste com seus predadores piscívoros e três em que estes estão ausentes. A ictiofauna das seis lagoas foi amostrada através de redes de arrasto e espinhel. Em laboratório, as fêmeas e os machos de P. vivipara foram dissecados para remoção de suas gônadas. As gônadas das fêmeas foram categorizadas em seis diferentes estágios de desenvolvimento. A partir do terceiro estágio, os embriões foram contados e medidos (maior diâmetro). Os exemplares de P. vivipara e suas gônadas foram secos em estufa a 60ºC e pesados em balança analítica (0,01 mg). Os aspectos do ciclo vital analisados foram: (1) investimento reprodutivo das fêmeas (massa gonadal/massa total da fêmea); (2) índice gonadossomático dos machos (massa gonadal/massa total do macho); (3) fecundidade (número de embriões); (4) comprimento médio dos embriões; e (5) massa seca média dos embriões (massa gonadal/fecundidade). O efeito da predação foi testado com uma ANCOVA aninhada, com regime de predação (alta intensidade, baixa intensidade), população de origem (aninhada dentro do regime de predação) e coleta como variáveis independentes, e massa somática e estágio embrionário como covariáveis. De acordo com o previsto pela teoria, as fêmeas dos ambientes de baixa predação apresentaram embriões maiores, mas, contrariando as previsões teóricas, também apresentaram maior fecundidade e...