Molecular markers in studies on fish parasites (Platyhelminthes): Review / Marcadores moleculares aplicados a estudos de Platyhelminthes parasitos de peixes: revisão

ABSTRACT. Studies with molecular markers are currently more common for all groups of living organisms. Molecular techniques used in Platyhelminthes parasites of fishes do not merely reveal complex life cycles, but are important for species distinction and the elucidation of the phylogenetic hypothesis. Current research verified which molecular markers were mainly used phylogenetic studies on Platyhelminthes parasites of fish so that subsidies for further phylogenetic studies in Icthyoparasitology could be provided. Data base of CAPES Journals platform was employed for bibliometric analysis comprising the keywords "fish" and "phylogeny" associated with "Cestoda", "Digenea" or "Monogenea". Information retrieved was quantified and tabulated. Most studies were on Monogenea (43%), followed by Digenea (37%) and Cestoda (18%). Ribosomal molecular markers were the most used in the phylogenetic studies for fish parasites. Due to the advance of molecular biology techniques and of bioinformatics, with more robust phylogenetic analysis, the use of these techniques in other areas such as Ichytioparasitology is on the increase. In fact, molecular phylogenetics and morphological structures analysis have efficiently contributed towards the understanding of phylogenetic relationships among the groups.

Estudos com marcadores moleculares são cada vez mais comuns em todos os grupos de seres vivos. Para os platelmintes parasitos de peixes, as técnicas moleculares possibilitam desvendar ciclos de vida complexos, sendo importantes também na distinção de espécies e na elucidação de hipóteses filogenéticas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo verificar quais são os principais marcadores moleculares utilizados nos estudos de platelmintos parasitos de peixes, visando fornecer subsídios para futuros estudos filogenéticos na Ictioparasitologia. Para a análise bibliométrica foi utilizado o banco de dados dos Periódicos da CAPES, tendo como palavras-chave "fish" e "phylogeny" associadas a "Cestoda", "Digenea" e "Monogenea". As informações obtidas nos trabalhos foram tabuladas e quantificadas. Dos 143 trabalhos obtidos 43% foram com monogenéticos, 37% com digenéticos e 18% com cestoides. Os marcadores moleculares ribossomais foram os mais utilizados nos estudos filogenéticos com estes parasitos de peixes. Com o avanço das técnicas de biologia molecular e da bioinformática, com análises filogenéticas mais robustas, é crescente a utilização destas técnicas na Ictioparasitologia. A filogenética molecular, juntamente com a análise de estruturas morfológicas tem contribuído de maneira mais eficiente para o entendimento das relações de parentesco, entre estes grupos de parasitos de peixes.

Opsin genes: research perspectives with Neotropical cichlids (Perciformes: Cichlidae) and their relevance in floodplain studies / Genes opsins: perspectivas para pesquisas com ciclídeos Neotropicais (Perciformes: Cichlidae) e sua relevância para estudos em planícies de inundação

Vision not only plays an important role in the behavior and exploration capacity of new ecology niches but also influences the evolution of species exposed to the heterogeneity of light. Floodplain environments have high habitat heterogeneity and, thus, different light gradients. Cichlids are a group of vertebrates that has stirred interest in evolutionary studies due to their morphological and behavioral diversity and their widely used vision. The molecular basis of vertebrates' vision occurs through the interaction of opsin proteins and retinal chromophores. Proteins are expressed by opsin genes where each is responsible for absorbing certain light wavelengths. Current review analyzes the main characteristics of opsin genes family and the possibility of using them in floodplain and Neotropical cichlids studies. Opsins may have different levels of expression and molecular polymorphisms according to the dispersion of the species. They are also related to such behavior as sexual selection, nourishment and exploration of new habitats. Floodplains are natural experiments and dynamic environments that provide a wide range of habitats. In fact, the integration of studies in floodplains and the opsin genes in Neotropical cichlids seems to be a promising and still unexplored area in Neotropical regions.

A visão desempenha um importante papel no comportamento e capacidade de explorar novos nichos, e também influencia o processo evolutivo de espécies que estão sujeitas à heterogeneidade de luz. Ambientes de planície de inundação têm alta heterogeneidade de habitats, exibindo diferentes gradientes de luminosidade. Um grupo de vertebrados que desperta interesse para estudos evolutivos são os ciclídeos, pela sua diversidade morfológica e comportamental, além de usarem amplamente a visão. A base molecular da visão dos vertebrados ocorre pela interação de proteínas opsinas e cromóforos retinais. Essas proteínas são expressas pelos genes opsins, cada uma responsável por absorver determinado comprimento de onda de luz. Esta revisão aborda as principais características destes genes e a possibilidade de sua utilização em estudos de planície de inundação e ciclídeos neotropicais. Os opsins podem apresentar diferentes níveis de expressão e polimorfismos de acordo com a dispersão das espécies estudadas. São relacionados com comportamentos de seleção sexual, forrageamento, e capacidade de explorar novos habitats. As planícies de inundação representam experimentos naturais, sendo ambientes dinâmicos e que apresentam vários tipos de habitats. Assim, a integração de estudos de planície de inundação e genes opsins em ciclídeos parece ser uma área promissora e ainda inexplorada em regiões neotropicais.

Prospecting molecular markers to distinguish Cichla kelberi, C. monoculus and C. piquiti / Prospecção de marcadores moleculares para distinção de Cichla kelberi, Cichla monoculus e Cichla piquiti

Peacock bass, a fish of the genus Cichla, is an exotic species from the upper river Paraná floodplain in which the species Cichla kelberi and C. piquiti have been confirmed, coupled to the specie C. monoculus upstream in the Capivara and Taquaruçu dams. The introduction of this genus has caused negative impacts on the diversity of native species. Current research prospects DNA sequences capable of distinguishing the three species and provide molecular data for the taxonomic characterization of the species in the upper Paraná River basin. Sequencing of nuclear (tmo4c4, dlx2 and bmp4) and mitochondrial (cox1, cytb) loci were done from fish of the three species of the genus Cichla reported in the literature of the upper Paraná River basin. Sequence analysis provided molecular differentiation for the species through the usage of loci cytb, dlx2 and cox1. Since the latter only distinguished C. piquiti from the other Cichla species, the loci bmp4 and tmo4c4 were not adequate to accomplish our aim.

O tucunaré é um peixe pertencente ao gênero Cichla, sendo exótico na planície de inundação do alto rio Paraná, onde foi confirmada a presença das espécies Cichla kelberi e C. piquiti e, logo a montante, C. monoculus, nas represas de Capivara e Taquaruçu. A introdução deste gênero tem ocasionado impacto negativo à diversidade de espécies nativas. Visando providenciar dados moleculares para auxiliar na caracterização taxonômica das espécies deste gênero na bacia do alto rio Paraná, os objetivos deste trabalho foram prospectar sequências de DNA capazes de distinguir as três espécies. Procedeu-se o sequenciamento de loci nucleares (tmo4c4, dlx2 e bmp4) e mitocondriais (cox1, cytb) de peixes das três espécies do gênero Cichla relatadas na literatura da bacia do alto rio Paraná. As análises das sequências possibilitaram a diferenciação molecular para estas espécies pela utilização dos loci cytb, dlx2 e cox1; este último, somente para distinguir C. piquiti das demais espécies de Cichla. A utilização dos loci bmp4 e tmo4c4 não foi adequada para este propósito.

A introdução do gênero Cichla [Block e Schneider, 1801] na planície de inundação do alto rio Paraná / The cichla [Block e Schneider, 1801] genus in floodplains of the upper Paraná river / La introducción del género Cichla [Block y Schneider, 1801] en la llanura de inundación del alto río Paraná

As espécies que compõem o gênero Cichla Block e Schneider, 1801 são piscívoras, possuem grande plasticidade fenotípica e oferecem cuidados para sua prole, motivos estes que as tornam invasoras de alto impacto ambiental. O conhecimento taxonômico e da diversidade genética são importantes para o monitoramento populacional das espécies introduzidas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as espécies e esboçar um histórico da presença do gênero Cichla na planície de inundação do alto rio Paraná evidenciando a problemática de sua introdução nesta região. Análises de diversidade genética em populações introduzidas na bacia do rio Paraná de Cichla kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] e C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] têm demonstrado a origem dos espécimes introduzidos assim como a sua hibridação...

The species constituting the Cichla [Block e Schneider, 1801] genus are piscivorous, present great phenotypic plasticity and provide care for their offspring, reasons that characterise these intruders as of high environmental impact. The taxonomic and genetic diversity knowledge is important for population monitoring of the introduced species. The aim of this study is to characterize the species and draw a history of the presence of the Cichla genus in the floodplain of the Upper Paraná River, showing the problems of its introduction in such region. The analyses of genetic diversity of C. kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] and C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] on populations introduced to the Paraná River basin have demonstrated the origin of specimens introduced as the hybridization of these two species...

Las especies que componen el género Cichla Block y Schneider, 1801 son piscívoras, tienen gran plasticidad fenotípica y ofrecen cuidados a su prole, motivos estos que las vuelven invasoras de alto impacto ambiental. El conocimiento taxonómico y la diversidad genética son importantes para el monitoreo poblacional de las especies introducidas. El objetivo de este trabajo ha sido caracterizar las especies y esbozar un histórico de la presencia del género Cichla en la llanura de inundación del alto Río Paraná evidenciando la problemática de su introducción en esta región. Análisis de la diversidad genética en poblaciones introducidas en la bacía del Río Paraná de Cichla kelberi [Kullander y Ferreira, 2006] y C. piquiti [Kullander y Ferreira, 2006], ha demostrado el origen de los especímenes introducidos, así como su hibridación...

Eficiência da quantificação do chumbo em larvas da família chironomidae em ambiente sujeito a contaminação por chumbo / Efficiency of lead quantification in chironomidae larvae family in an environment unprotected to lead contamination

Metais traço como o chumbo (Pb) são poluentes ambientais muito abundantes devido sua ampla aplicação industrial. Os riscos ao meio ambiente causados pela presença destes elementos têm despertado a atenção das autoridades ambientais para o controle da emissão de poluentes e monitoramento, desta forma, o uso de bioindicadores têm sido constantes na avaliação de impactos ambientais. Os organismos mais comuns utilizados para este propósito são os macroinvertebrados bentônicos, pois estes organismos habitam o fundo deste ambiente durante pelo menos parte de seu ciclo de vida e estão associados a diversos tipos de substratos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da quantificação de chumbo em indivíduos da família Chironomidae visando sua utilização como indicadores de presença de chumbo em ambientes aquáticos que recebem descarga aleatória deste elemento. Amostras de quironomídeos e do substrato foram submetidas à solução extratora Mehlich e o chumbo foi quantificado por espectrometria de absorção atômica por chama GBC932. Detectou-se Pb nos indivíduos coletados em ambiente contaminado por este elemento, no entanto são necessários novos delineamentos experimentais para validação do método.

Trace metals, such as lead (Pb), are environmental pollutants are plentiful due its wide industrial application. The risks caused to the environment by the presence of these elements have awakened the attention of environmental authorities to control the emission of pollutants and monitoring, thus the use of biomarkers have been constant in the evaluation of environmental impacts. The most common organisms used for this purpose are benthic macroinvertebrates, since these organisms inhabit the bottom of this environment for at least a part of their life cycle and are associated to several types of substrates. This study aimed to evaluate the effectiveness of quantification of lead in individuals of the family Chironomidae for their use as indicators of the presence of lead in aquatic environments that receive random discharge of this element. Samples of chironomids and substrate were submitted to the Mehlich extraction solution and the lead was measured by a GBC932 flame atomic absorption spectrometer. Pb was detected among individuals collected from Chironomidae family in environment contaminated by this element, however new experimental designs are needed to validate the method.

Avaliação da dosagem de própolis pulverizada nas folhas de amoreira (morus sp.) sobre o desenvolvimento biológico e produtivo do bicho-da-seda (bombyx mori l.) / Evaluación de la dosis de propóleos esparcidas en las hojas de morera (morus sp.) en el desarrollo biológico y productivo del gusano de seda (bombyx mori l.) / Evaluation of the doses of propolis pulverization in mulberry leaves (morus sp.) on the biological and productive development of silkworm (bombyx mori l.)

Este experimento foi realizado no Laboratório de Sericicultura, no Campus Sede da Universidade Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, no período de 17/09/2009 a 17/10/2009, com o objetivo de verificar o efeito da própolis em diferentes dosagens na alimentação durante o desenvolvimento biológico do bicho-da-seda (Bombxy mori L). O método empregado na parte experimental foi a pulverização do extrato alcoólico de própolis, diluído em 500 mL de água destilada nas folhas de amoreira, nas seguintes dosagens, água-controle, 5mL, 10mL, 15mL e 20mL compondo os tratamentos T1, T2, T3, T4, T5, respectivamente. As folhas de amoreira foram fornecidas cinco vezes ao dia, durante o manejo alimentar. Verificou-se pelos resultados obtidos, que as diferentes dosagens de própolis utilizadas interferem no ganho de peso das lagartas, no peso dos casulos verdes e crisálidas quando comparado ao tratamento controle, influenciando também no número de casulos formados e, para os teores de seda bruto e líquido não apresentaram resultados significativos, quando comparados com o tratamento controle. Portanto, verificou-se que a própolis, nas dosagens utilizadas, não trouxe efeitos depressivos à biologia e produção do bicho-da-seda.

This experiment was conducted at the Sericulture Laboratory, in the Campus Sede of the Universidade Paranaense (UNIPAR) in Umuarama, from 17/09/2009 to 17/10/2009, in order to verify the effects of propolis in different dosages during the development of silkworm (Bombyx mori L). The method used during the experiment was the dillution of an alcohoolic solution of propolis, in 500 mL of destilled water with its further pulverization on mullberry leaves, with the following doses: water control; 5 mL; 10 mL; 15 mL; 20 mL, composing the following treatments: T1, T2, T3, T4, T5, respectively. The mullberry leaves were sprinkled five times a day, during the feed management. It was verified by the results that the different doses of propolis used interfere with gain-weight of the larvae, weight of cocoons and chrysalis, when compared to control. The treatment also influenced the number of cocoons formed. The contento fraw and liquid silk were not significant when compared with the control. Therefore, it was concluded that the propolis, used in those dosages, brought no depressive effects to the development and the production of silkworm.

Este experimento se realizó en el Laboratorio de Sericicultura del Campus Sede de la Universidad Paranaense (UNIPAR) de Umuarama, en el período de 17/09/2009 a 17/10/2009, con el objetivo de verificar el efecto de propóleos en diferentes dosis en la alimentación durante el desarrollo biológico del gusano de seda (Bombyx mori L.). El método usado en la parte experimental fue la pulverización del extracto alcohólico de propóleos, diluido en 500 ml de agua destilada en las hojas de morera, en las siguientes dosis: agua control, 5 ml, 10 ml, 15 ml y 20 ml componiendo los tratamientos T1, T2, T3, T4, T5, respectivamente. Las hojas de morera fueron suministradas cinco veces al día, durante el manejo alimentar. Por los resultados obtenidos se verificó que las dosis diferentes de propóleos utilizadas interfieren en el gano de peso de los gusanos, en el peso de los capullos verdes y crisálidas cuando comparado al tratamiento control, influenciando también en el número de capullos formados y, para contenidos de seda bruta y líquida no presentan resultados significativos, mientras comparado con el tratamiento control. Sin embargo, se puede verificar que propóleos, en dosis utilizadas, no trajo efectos depresivos a la biología y producción del gusano.