The taxonomic status of the endangered thin-spined porcupine, Chaetomys subspinosus (Olfers, 1818), based on molecular and karyologic data

Background: The thin-spined porcupine, also known as the bristle-spined rat, Chaetomys subspinosus (Olfers, 1818), the only member of its genus, figures among Brazilian endangered species. In addition to being threatened, it is poorly known, and even its taxonomic status at the family level has long been controversial. The genus Chaetomys was originally regarded as a porcupine in the family Erethizontidae, but some authors classified it as a spiny-rat in the family Echimyidae. Although the dispute seems to be settled in favor of the erethizontid advocates, further discussion of its affinities should be based on a phylogenetic framework. In the present study, we used nucleotide-sequence data from the complete mitochondrial cytochrome b gene and karyotypic information to address this issue. Our molecular analyses included one individual of Chaetomys subspinosus from the state of Bahia in northeastern Brazil, and other hystricognaths. Results: All topologies recovered in our molecular phylogenetic analyses strongly supported Chaetomys subspinosus as a sister clade of the erethizontids. Cytogenetically, Chaetomys subspinosus showed 2n = 52 and FN = 76. Although the sexual pair could not be identified, we assumed that the X chromosome is biarmed. The karyotype included 13 large to medium metacentric and submetacentric chromosome pairs, one small subtelocentric pair, and 12 small acrocentric pairs. The subtelocentric pair 14 had a terminal secondary constriction in the short arm, corresponding to the nucleolar organizer region (Ag-NOR), similar to the erethizontid Sphiggurus villosus, 2n = 42 and FN = 76, and different from the echimyids, in which the secondary constriction is interstitial. Conclusion: Both molecular phylogenies and karyotypical evidence indicated that Chaetomys is closely related to the Erethizontidae rather than to the Echimyidae, although in a basal position relative to the rest of the Erethizontidae. The high levels of molecular and morphological divergence suggest that Chaetomys belongs to an early radiation of the Erethizontidae that may have occurred in the Early Miocene, and should be assigned to its own subfamily, the Chaetomyinae.

Circadian Pattern of Wheel-Running Activity of a South American Subterranean Rodent (Ctenomys cf knightii)

Circadian rhythms are regarded as essentially ubiquitous features of animal behavior and are thought to confer important adaptive advantages. However, although circadian systems of rodents have been among the most extensively studied, most comparative biology is restricted to a few related species. In this study, the circadian organization of locomotor activity was studied in the subterranean, solitary north Argentinean rodent, Ctenomys knightii. The genus, Ctenomys, commonly known as Tuco-tucos, comprises more than 50 known species over a range that extends from 12S latitude into Patagonia, and includes at least one social species. The genus, therefore, is ideal for comparative and ecological studies of circadian rhythms. Ctenomys knightii is the first of these to be studied for its circadian behavior. All animals were wild caught but adapted quickly to laboratory conditions, with clear and precise activity-rest rhythms in a light-dark (LD) cycle and strongly nocturnal wheel running behavior. In constant dark (DD), the rhythm expression persisted with free-running periods always longer than 24h. Upon reinstatement of the LD cycle, rhythms resynchronized rapidly with large phase advances in 7/8 animals. In constant light (LL), six animals had free-running periods shorter than in DD, and 4/8 showed evidence of splitting. We conclude that under laboratory conditions, in wheel-running cages, this species shows a clear nocturnal rhythmic organization controlled by an endogenous circadian oscillator that is entrained to 24h LD cycles, predominantly by light-induced advances, and shows the same interindividual variable responses to constant light as reported in other non-subterranean species. These data are the first step toward understanding the chronobiology of the largest genus of subterranean rodents.

On the genus Octodon, and on its relations with Ctenomys, Blainv. and Poephagomys, F. Cuv.: including a description of a new species of Ctenomys.

Mode of access: Internet.

Análise de duas possíveis barreiras ao fluxo gênico entre populações de Ctenomys minutus (Rodentia-Ctenomyidae) da planície costeira do sul do Brasil

O gênero Ctenomys (família Ctenomyidae) compreende 50 a 60 espécies de animais conhecidos popularmente como tuco-tucos. De hábito fossorial, este grupo representa os mamíferos dominantes na exploração do nicho subterrâneo na Região Neotropical. A distribuição das espécies é bastante fragmentada, influenciada por vários fatores limitantes como barreiras ecológicas e geográficas. Seu pequeno poder de dispersação (baixa vagilidade) causa uma restrição ao fluxo gênico. Ctenomys minutus, a espécie alvo deste trabalho, habita campos arenosos e dunas da Planície Costeira do Sul do Brasil, do Rio Grande do Sul até Santa Catarina. Uma interessante característica da espécie é a ampla variação cariotípica, apresentando onze diferentes cariótipos. A fixação destes polimorfismos, bem como a distribuição desta espécie, estão amplamente relacionada a história de formação geológica da região que habita, especialmente a existência de barreiras geográficas. Atualmente, cruzando a área norte de sua distribuição encontram-se a rodovia RS 030, uma via de ligação do interior do estado ao litoral, e o Rio Mampituba, uma barreira geográfica de origem recente. A fim de entender os níveis de fluxo gênico entre populações de Ctenomys minutus e testar a efetividade destas barreiras, este trabalho utilizou quatro loci de microssatélites como marcadores moleculares na determinação da estrutura genética das populações Foram selecionados seis locais de estudo correspondentes a seis populações ao longo da distribuição da espécie. Quatro pontos estão próximos ao Município de Osório e correspondem a duas populações que margeiam a RS 030, Campo Amaral e Campo Weber, ambos situados a uma distância de menos de 100 metros em lados opostos da rodovia (distantes entre si em 1Km), e a Maribo A e Maribo B, populações sem barreira aparente entre si (afastadas em 700m). Outros dois locais estão localizados nos municípios de Torres (RS) e Sombrio (SC) correspondendo as populações do Parque da Guarita e da Praia da Gaivota, respectivamente. Estão separados pelo Rio Mampituba e distantes em 25Km. A obtenção de um fragmento de pele da cauda para posterior extração de DNA foi realizada com a captura dos animais (auxílio de armadilhas do tipo oneida-vitor nº0), retirada do material e devolução dos animais vivos à toca de origem. A amostra contou com 227 indivíduos, sendo 50 para a população de Weber, 50 para Maribo A, 52 para Amaral, 38 para Maribo B,19 para Gaivota e 18 para Torres. Na amplificação dos quatro loci de microssatélites foram empregados primers descritos para a espécie co-genérica C. haigi, obtendo-se ao todo 27 diferentes alelos. A análise das freqüências destes alelos indicou subestruturação populacional nas amostras através de altos valores de Fis baixa heterozigosidade observada e alta probabilidade de subdivisão na análise para a probabilidade do número de populações Os valores de Fst revelaram isolamento entre as populações e, analisados em relação a disposição geográfica entre os locais de coleta, mostraram um padrão de isolamento pela distância. Foram também avaliadas as populações par a par para determinação do isolamento entre elas e níveis de fluxo gênico. Quando analisadas Maribo A e Maribo B observou-se baixo isolamento, com níveis de fluxo da ordem de 1,082 indivíduos/geração para estas populações não separadas por barreiras. Os resultados obtidos para a análise de Torres e Gaivota foram indicadores de alto isolamento, com número de migrantes não efetivo. Para Weber e Amaral obteve-se a menor estruturação, sendo o número de migrantes de 6,33 indivíduos por geração. Acerca destes resultados fica evidenciada a efetividade do Rio Mampituba como barreira ao fluxo gênico entre as populações de Ctenomys minutus de lados opostos de suas margens. Para a RS 030, não houve indicação de sua efetividade como barreira ao fluxo gênico, nem de queda na variabilidade genética das populações próximas quando comparadas às demais populações. Os valores de Fst e número de migrantes, no entanto, sugerem a existência de uma única população inicial atualmente dividida pela presença da rodovia.

Biologia populacional e classificação etária do roedor subterrâneo Tuco-Tuco Ctenomys minutus Nehring, 1887 (Rodentia, Ctenomyidae) na planície costeira do Rio Grande do Sul, Brasil

O roedor subterrâneo tuco-tuco Ctenomys minutus (Rodentia, Ctenomyidae) habita campos arenosos da Planície Costeira do RS. Esta espécie é uma das cinco existentes no Rio Grande do Sul (Brasil), ocorrendo desde o Farol de Santa Marta (SC) até São José do Norte (RS). O objetivo deste trabalho foi descrever a biologia populacional de C. minutus e desenvolver um método para classificação etária individual que utilize medidas corporais de fácil obtenção em campo. Foram realizadas 22 campanhas de amostragens em 14 meses em três locais de amostragem. Foram capturados 191 animais (73 machos e 118 fêmeas) e foram obtidas 39 recapturas ao longo do estudo. Os animais foram capturados com armadilhas Oneida Victor nº 0, anestesiados, marcados e soltos após serem tomadas medidas corporais de peso, comprimento total, comprimento da cauda e largura do dente incisivo. Durante os trabalhos, foram registradas evidências de atividade nas tocas, indicadas pelo bloqueio das aberturas das tocas após a colocação das armadilhas. Foi desenvolvido um método de classificação etária com base em diagramas de dispersão de pontos entre medidas corporais e sua associação com estado reprodutivo de fêmeas. Os resultados demonstram que a utilização de pelo menos duas medidas corporais, associadas às informações de estado reprodutivo permite a construção de um diagrama consistente com os dados biológicos obtidos em campo. Com base nesta constatação, é proposto o Diagrama de Classificação Etária que pode ser utilizado para quaisquer duas medidas, associado a dados de estado reprodutivo, podendo ser adaptado para outras espécies de tuco-tucos Entretanto, o método deve ser aperfeiçoado para machos, possivelmente a partir de informações sobre estruturas reprodutivas internas. As classes etárias utilizadas foram jovem, subadulto e adulto. As fêmeas foram classificadas quanto ao estado reprodutivo em não perfurada, perfurada, cicatrizada e prenhe. O estado reprodutivo de machos não foi determinado porque estes não possuem testículos aparentes. A população de C. minutus estudada foi composta por 84,8 % de adultos, 9,4 % de subadultos e 5,8 % de jovens, com razão sexual nas fases jovem e subadulta de 1:1 e na fase adulta de 0,5 machos:1 fêmea. Há uma época preferencial de acasalamento nos meses de inverno e de nascimentos no final do inverno e primavera. Entretanto, ocorrem indivíduos com atividade reprodutiva durante todas as estações do ano, porém em menor número. Ctenomys minutus atinge a maturidade sexual com aproximadamente seis ou sete meses de idade, com o comprimento do corpo por volta de 155 mm e a partir de 170 mm todos os indivíduos são considerados adultos. Os machos tendem a ser mais pesados que fêmeas de mesmo comprimento, principalmente a partir de 150 mm de comprimento de corpo. O tamanho aproximado de primeira maturação (início da fase adulta) é de 155 mm de comprimento do corpo Com dados de captura-marcação-recaptura foi demonstrado que esta espécie pode viver até aproximadamente três anos. Ctenomys minutus é uma espécie solitária, que compartilha as galerias somente para o acasalamento e durante o cuidado das crias. Aparentemente, os machos não participam do cuidado da prole, uma vez que somente fêmeas foram capturadas na mesma toca que jovens. O menor número mínimo de indivíduos na população de um local de amostragem foi de 20 indivíduos (setembro/2001) e o maior foi de 39 indivíduos (março/2002). A densidade absoluta encontrada em cada dia de amostragem foi de no mínimo sete indivíduos/ha (janeiro/2002) e de no máximo 15 indivíduos/ha (setembro/2002). Não foram detectadas diferenças sazonais no padrão de atividade (IAp), nem no número mínimo de indivíduos na população ou na densidade absoluta (indivíduos/ha) da população estudada.

Homomorphic Sex Chromosomes and the Intriguing Y Chromosome of Ctenomys Rodent Species (Rodentia, Ctenomyidae)

Unlike the X chromosome, the mammalian Y chromosome undergoes evolutionary decay resulting in small size. This sex chromosomal heteromorphism, observed in most species of the fossorial rodent Ctenomys, contrasts with the medium-sized, homomorphic acrocentric sex chromosomes of closely related C. maulinus and C. sp. To characterize the sequence composition of these chromosomes, fluorescent banding, self-genomic in situ hybridization, and fluorescent in situ hybridization with an X painting probe were performed on mitotic and meiotic plates. High molecular homology between the sex chromosomes was detected on mitotic material as well as on meiotic plates immunodetected with anti-SYCP3 and anti-gamma H2AX. The Y chromosome is euchromatic, poor in repetitive sequences and differs from the X by the loss of a block of pericentromeric chromatin. Inferred from the G-banding pattern, an inversion and the concomitant prevention of recombination in a large asynaptic region seems to be crucial for meiotic X chromosome inactivation. These peculiar findings together with the homomorphism of Ctenomys sex chromosomes are discussed in the light of the regular purge that counteracts Muller's ratchet and the probable mechanisms accounting for their origin and molecular homology. (C) 2014 S. Karger AG, Basel

Field and Laboratory Studies Provide Insights into the Meaning of Day-Time Activity in a Subterranean Rodent (Ctenomys aff. knighti), the Tuco-Tuco

South American subterranean rodents (Ctenomys aff. knighti), commonly known as tuco-tucos, display nocturnal, wheel-running behavior under light-dark (LD) conditions, and free-running periods >24 h in constant darkness (DD). However, several reports in the field suggested that a substantial amount of activity occurs during daylight hours, leading us to question whether circadian entrainment in the laboratory accurately reflects behavior in natural conditions. We compared circadian patterns of locomotor activity in DD of animals previously entrained to full laboratory LD cycles (LD12:12) with those of animals that were trapped directly from the field. In both cases, activity onsets in DD immediately reflected the previous dark onset or sundown. Furthermore, freerunning periods upon release into DD were close to 24 h indicating aftereffects of prior entrainment, similarly in both conditions. No difference was detected in the phase of activity measured with and without access to a running wheel. However, when individuals were observed continuously during daylight hours in a semi-natural enclosure, they emerged above-ground on a daily basis. These day-time activities consisted of foraging and burrow maintenance, suggesting that the designation of this species as nocturnal might be inaccurate in the field. Our study of a solitary subterranean species suggests that the circadian clock is entrained similarly under field and laboratory conditions and that day-time activity expressed only in the field is required for foraging and may not be time-dictated by the circadian pacemaker.

Genetic Breeding And Diversity Of The Genus Passiflora: Progress And Perspectives In Molecular And Genetic Studies.

Despite the ecological and economic importance of passion fruit (Passiflora spp.), molecular markers have only recently been utilized in genetic studies of this genus. In addition, both basic genetic researches related to population studies and pre-breeding programs of passion fruit remain scarce for most Passiflora species. Considering the number of Passiflora species and the increasing use of these species as a resource for ornamental, medicinal, and food purposes, the aims of this review are the following: (i) to present the current condition of the passion fruit crop; (ii) to quantify the applications and effects of using molecular markers in studies of Passiflora; (iii) to present the contributions of genetic engineering for passion fruit culture; and (iv) to discuss the progress and perspectives of this research. Thus, the present review aims to summarize and discuss the relationship between historical and current progress on the culture, breeding, and molecular genetics of passion fruit.

Absorption of metals and characterization of chemical elements present in three species of Gracilaria (Gracilariaceae) Greville: a genus of economical importance

Gracilaria Greville is a genus of seaweed that is economically explored by the cosmetic, pharmaceutical and food industries. One of the biggest problems associated with growing Gracilaria is the discharge of heavy metals into the marine environment. The absorption of heavy metals was investigated with the macroalga Gracilaria tenuistipitata Zhang et Xia, cultivated in a medium containing copper (Cu) and cadmium (Cd). In biological samples, EC50 concentrations of 1 ppm for cadmium and 0.95 ppm for copper were used. These concentrations were based on seaweed growth curves obtained over a period of six days in previous studies. ICP-AES was used to determine the amount of metal that seaweeds absorbed during this period. G. tenuistipitata was able to bioaccumulate both metals, about 17% of copper and 9% of cadmium. Basal natural levels of Cu were found in control seaweeds and in G. tenuistipitata exposed to Cd. In addition, the repertoire of other important chemical elements, as well as their concentrations, was determined for G. tenuistipitata and two other important seaweeds, G. birdiae Plastino & Oliveira and G. domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie, collected in natural environments on the Brazilian shore.

Astyanax hastatus Myers, 1928 (Teleostei, Characidae): a new species complex within the genus Astyanax?

Four populations of Astyanax hastatus Myers 1928 from the Guapimirim River basin (Rio de Janeiro State) were analyzed and three distinct cytotypes identified. These cytotypes presented 2n = 50 chromosomes, with 4M+8SM+10ST+28A (Cytotype A), 8M+10SM+14ST+18A (Cytotype B), 6M+8SM+4ST+32A (Cytotype C) and scanty heterochromatin, mainly located throughout pericentromeric regions of several chromosomal pairs. No homologies with the As-51 satellite DNA were observed in the three cytotypes, although all of them presented multiple 18S rDNA sites, as detected by both silver nitrate staining and FISH (fluorescent in situ hybridization). The application of the term "species complex" in Astyanax is discussed from a cytotaxonomic viewpoint.

Antibacterial modified diketopiperazines from two ascidians of the genus Didemnum

The chemical investigation of the crude extract of an ascidian of the genus Didemnumled to the isolation of the modified diketopiperazine rodriguesines A (1) and (2) as a mixture of homologues, which could be identified by analysis of spectroscopic data including MS/MS experiments. The investigation of a second Didemnumsp. led to the isolation of N-acetyl-rodriguesine A (3) and N-acetyl-rodriguesine B (4). The absolute configuration of compounds 1and 2could be established by hydrolysis and Marfey's analysis and comparison with literature data reported for compound 3, previously obtained as a synthetic product. The mixture of 1and 2displayed moderate antibiotic activity against a clinical isolate of Streptococcus mutansand against S. mutansUA159 and Staphylococcus aureusATCC6538.

A new species of the genus Pimelerodius Vanin from the Amazon Region, with notes on the geografic distribution of Pimelerodius motacilla (Boheman) (Coleoptera, Curculionidae, Otidocephalini)

Pimelerodius punctiventris sp. nov. (type locality Brazil, Amazonas, Itacoatiara) is described and illustrated. The new taxon is compared with similar species, being distinguished from the other 12 known species of the genus by the presence of punctures in ventrite I. The available published key for identification of species of Pimelerodius is adapted to include the new species. A modification of the generic description of the aedeagus of Pimelerodius is provided, a necessity due to the differences observed in the aedeagus of the new species. The occurrence of P. motacilla (Boheman, 1843) in the Amazon Region, recorded in sympatry with P. punctiventris in Itacoatiara, AM, is discussed and confirmed, based on the study of 41 available specimens.

A new species of Neotropical freshwater stingray of the genus Potamotrygon Garman, 1877 from the Río Madrede Díos, Peru (Chondrichthyes: Potamotrygonidae)

Potamotrygon tatianae sp. nov., is described from Río Madre de Díos, Peru, upper Rio Madeira basin. The new species is distinguished from all congeners by a unique combination of characters, including its dorsal color pattern formed by a relatively slender, highly convoluted, beige to dark brown vermicular pattern, a single row of dorsal tail spines, and a relatively longer tail posterior to caudal stings. Potamotrygon tatianae sp. nov., occurs sympatrically with other species of Potamotrygon (P. falkneri, P. orbignyi and P. motoro). From the similar species P. falkneri, P. tatianae sp. nov., is further distinguished by the absence of circular, reniform, and oval spots, by its proportionally much longer tail, by having dorsal tail spines in one irregular row, and by features of the ventral lateral-line canal, dermal denticles and neurocranium. From P. orbignyi, the new species is distinct by lacking a reticulate pattern on dorsal disc and by the presence of two angular cartilages. From P. motoro, P. tatianae sp. nov., is further separated by the lack of ocelli formed by strong black concentric rings, by the more flattened aspect of its head and disc, and by having smaller and more numerous teeth. The discovery of a new species that so closely resembles a congeneric form in color pattern, a feature highly variable within the latter, highlights the importance of examining large series of individuals and of detailed morphological analyses in revealing the potentially highly cryptic nature of the diversity within the family.