Evidence of polygamy in the socially monogamous Amazonian fish Arapaima gigas (Schinz, 1822) (Osteoglossiformes, Arapaimidae)

Arapaima gigas is one of the largest freshwater fishes of the world. It is socially monogamous, forming pairs, constructing a nest and providing parental care. We performed a paternity analysis under three scenarios in captive, semi-natural and natural areas using 10 microsatellite markers. As a positive control, we analyzed three pairs and their offspring isolated individually in artificial breeding ponds (a priori very high probability of monogamy). We then analyzed two samples of offspring from large artificial ponds with multiple adults but only one reproductive pair (a priori high probability of monogamy), two samples from semi-natural breeding station with multiple adults but only one reproductive pair (a priori high probability of monogamy), and a sample from a natural lake with multiple adults, some potentially breeding (a priori medium probability of monogamy). Analysis of patterns of Mendelian heredity suggested an extra-pair contribution for all broods except the positive controls. Similarly, results based on multilocus analysis estimated at least two sib-groups per nest. These results reject monogamy as a system of breeding in Arapaima gigas. From a management perspective, this behavior may be exploited to maintain genetic diversity in captive and as well in wild populations of Arapaima gigas.

O pirarucu Arapaima gigas é um dos maiores peixes de água doce do mundo. É socialmente monogâmico, forma casais, constrói ninhos e fornece cuidado parental. Com o objetivo de acessar o sistema de acasalamento do pirarucu, analisamos três cenários: em áreas de cativeiro, semi-naturais e naturais, utilizando 10 marcadores microssatélites. Como controle positivo, analisamos três casais e suas ninhadas isolados em açudes individuais (probabilidade a priori muito alta de monogamia). A seguir, analisamos duas amostras de ninhadas de um açude com vários adultos, mas somente um casal reprodutivo (probabilidade a priori alta de monogamia), duas amostras de estação de criação semi-natural com vários adultos mas somente um casal reprodutivo (probabilidade a priori alta de monogamia), e uma amostra de lago natural com vários adultos alguns potencialmente em fase de reprodução (probabilidade a priori média de monogamia). Análises de padrões mendelianos de hereditariedade sugerem contribuição extra-par para todas as ninhadas, exceto as do controle positivo. Similarmente, resultados baseados em análises multilocus realizadas no programa KINALYZER estimaram pelo menos dois grupos-irmãos por ninhada. Nossos resultados rejeitam a monogamia como sistema de acasalamento em Arapaima gigas. Da perspectiva de manejo, esse comportamento pode ser explorado para manter a diversidade genética em cativeiro assim como em populações naturais de Arapaima gigas.

Evidence of multiple paternity and cooperative parental care in the so called monogamous silver arowana Osteoglossum bicirrhosum (Osteoglossiformes: Osteoglossidae)

Monogamy is rare in fishes and is usually associated with elaborate parental care. When parental care is present in fishes, it is usually the male that is responsible, and it is believed that there is a relationship between the high energetic investment and the certainty of paternity (except in the case of sneaker males). Osteoglossum bicirrhosum is considered a monogamous fish, and has particular behavioral traits that permit the study of mating systems and parental care, such as male mouthbrooding. We investigated the genetic relationships of males with the broods found in their oral cavities in Osteoglossum samples collected in a natural environment in the lower Purus river basin, Amazonas, Brazil. Fourteen broods were analyzed for parentage (268 young and 14 adult males) using eight microsatellite loci. The results indicate that eleven broods show a monogamous system. In one brood, however, approximately 50% of the young were genetically compatible with being offspring of another male, and in another two broods, none of the subsampled young were compatible with the genotypes of the brooding male. The result of this first brood may be explained by the extra-parental contribution of a sneaker male, whereas cooperative parental care may explain the result in the other two broods. Monogamia é rara em peixes e está geralmente associada a cuidado parental elaborado. Quando cuidado parental está presente em peixes, usualmente o macho é responsável, e acredita-se que exista uma relação entre investimento energético elevado e a certeza da paternidade (exceto no caso de machos oportunistas). Osteoglossum bicirrhosum é considerado monogâmico e possui determinadas características comportamentais que permitem o estudo de sistemas de acasalamento e cuidado parental, como incubação bucal dos ovos e filhotes pelos machos. Quatorze ninhadas (268 filhotes e 14 machos adultos) foram coletadas em ambiente natural na bacia do baixo rio Purus, Amazonas, Brasil e analisadas para parentesco utilizando oito loci de microssatélites. Os resultados sugeriram, para onze ninhadas, um sistema de acasalamento monogâmico. Em uma ninhada, no entanto, cerca de 50% dos jovens eram geneticamente compatíveis como sendo descendentes de outro macho, e em outras duas ninhadas nenhum dos filhotes amostrados eram filhos dos machos que estavam realizando o cuidado. O resultado da primeira ninhada pode ser explicado pela contribuição extra-par de um macho oportunista, enquanto que o cuidado parental cooperativo pode explicar os resultados nas outras duas ninhadas.