ABSTRACT
The structure and form of gill gland among inseminating and externally fertilizing species of the Cheirodontinae are described under light microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy, and compared to other members of the family Characidae. At least one species from thirteen cheirodontine genera were analyzed, totaling seventeen species. Gill glands were found in all analyzed mature males of Cheirodontinae and were always absent in females, being located on the anteriormost portion of the lower branch of the first gill arch, extending posteriorly through a variable number of gill filaments. Gill glands of all cheirodontines and of all characid species in which this organ has been described possess the same structure, being considered homologous and supporting a single origin of the structure in a common ancestor to Clade A and Clade B characids.
A estrutura e forma da glândula branquial de queirodontíneos inseminadores e de fecundação externa são descritas com base em análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão, e comparadas com outros membros da família Characidae. Pelo menos uma espécie de treze gêneros de Cheirodontinae foram analisadas, num total de dezessete espécies. Glândulas branquiais foram encontradas em todos os machos maduros analisados de Cheirodontinae, localizadas na parte mais anterior do ramo inferior do primeiro arco branquial, estendendo-se posteriormente por um número variável de filamentos branquiais, estando sempre ausentes nas fêmeas. As glândulas branquiais de todos os queirodontíneos analisados e de todas as espécies de Characidae em que este órgão foi descrito possuem a mesma estrutura, sendo consideradas homólogas e suportando uma origem única em um ancestral comum aos Clados A e B de Characidae.
Subject(s)
Animals , Characiformes/anatomy & histology , Fertilization/genetics , Phylogeny , Branchial Region/anatomy & histology , Benchmarking/methods , Characiformes/growth & developmentABSTRACT
This study presents details of sperm ultrastructure for Gymnotus aff. carapo (Gymnotidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), and three Brachyhypopomus species (B. draco, B. bombilla, and B. gauderio - Hypopomidae) from southern Brazil. Differences were found among the representatives of the different families. For example, nuclear rotation was present in E. trilineata and in the Brachyhypopomus species, but absent in Gymnotus aff. carapo, and the presence of flagellar fins was only observed in E. trilineata. Some intraspecific variations could also be noticed among the Brachyhypopomus species analyzed. Most of the characters found in the spermatozoa of the species studied herein are shared with species of Gymnotiformes previously analyzed.
Este estudo apresenta detalhes sobre a ultraestrutura do espermatozoide de Gymnotus aff. carapo (Gymnotidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), e três espécies de Brachyhypopomus (B. draco, B. bombilla, e B. gauderio - Hypopomidae) do sul do Brasil. Diferenças foram encontradas entre os representantes das diferentes famílias, como por exemplo a presença de rotação nuclear em E. trilineata e nas espécies de Brachyhypopomus e a ausência em G. aff. carapo, e a presença de aletas laterais no flagelo observada somente em E. trilineata. Algumas variações intraespecíficas também puderam ser registradas entre as espécies de Brachyhypopomus analisadas. A maioria das características encontradas nos espermatozoides das espécies aqui analisadas são compartilhadas com as demais espécies de Gymnotifomes previamente analisadas.
Subject(s)
Animals , Fishes , Gymnotiformes/geneticsABSTRACT
The reproductive biology and development of the gill gland are described for Macropsobrycon uruguayanae, an inseminating characid species of the tribe Compsurini, subfamily Cheirodontinae. Between April 2001 and March 2002, 117 males and 143 females of this species were collected in the rio Ibicuí, Uruguay basin in the State of Rio Grande do Sul, Brazil. Reproductively active individuals were present during most months sampled, indicating lack of a well-defined seasonal reproductive period. Several maturing females were found to be inseminated before completing full maturation. Histological analyses demonstrated spermatozoa within the ovaries of females in different stages of gonadal maturation collected during most months. No immature females had inseminated ovaries. Standard length at first gonadal maturation was estimated to be 24 mm for both males and females. Mean absolute fecundity was 191.08 (± 48.83 SD) oocytes per female, one of the lowest among characids. Relative fecundity was 0.539 (± 0.069 SD) oocytes per mg weight of the female, a value similar to that found for the majority of species of Cheirodontinae. The presence of two cohorts of oocytes within ovaries of M. uruguayanae indicates synchronous development, with total spawning. The mean diameter of mature oocytes was 0.6711 (± 0.1252 SD) mm, smaller than that found for the majority of species of Characidae. Gill glands occurred in all mature males, as well as in males undergoing advanced maturation. In the latter case, fewer gill filaments comprised the glands. Gill glands were not observed in immature males, males undergoing the initial stages of maturation, or in any female. A given gill gland may comprise as many as 24 filaments of the lateral hemibranch of the first gill arch. Secondary lamellae within most of the gill gland are greatly reduced, with columnar cells being present between them. These columnar cells contain abundant vesicles, suggesting secretory activity. ...
São descritos a biologia reprodutiva e o desenvolvimento da glândula branquial de Macropsobrycon uruguayanae, uma espécie de caracídeo inseminador da tribo Compsurini, subfamília Cheirodontinae. Foram capturados 117 machos e 143 fêmeas da espécie entre abril de 2001 e março de 2002 no rio Ibicuí, bacia do rio Uruguay no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Indivíduos em reprodução foram observados na maioria dos meses amostrados, não havendo período reprodutivo sazonalmente definido. Fêmeas em maturação apresentavam-se inseminadas antes de completar a maturação plena. Análises histológicas mostraram espermatozoides nos ovários de fêmeas em diferentes estádios de maturação gonadal coletadas na maioria dos meses. Nenhuma fêmea imatura apresentou ovários inseminados. O tamanho de primeira maturação gonadal foi estimado em 24 mm de comprimento padrão para machos e fêmeas. A fecundidade absoluta média foi de 191,08 (± 48,83 SD) ovócitos por fêmea, uma das mais baixas entre caracídeos. A fecundidade relativa foi de 0,539 (± 0,069 SD) ovócitos por mg do peso da fêmea, valor semelhante ao encontrado para a maioria das espécies de Cheirodontinae. A espécie mostrou desenvolvimento ovocitário do tipo sincrônico em dois grupos, indicando desova total. O diâmetro médio dos ovócitos maduros foi de 0,6711 (± 0,1252 SD) mm, menor do que o encontrado para a maioria das espécies de Characidae. A glândula branquial ocorreu em todos os machos maduros analisados, sendo também observada em machos em maturação avançada, porém envolvendo um número menor de filamentos branquiais. A glândula branquial não foi observada em machos em maturação inicial ou imaturos e em fêmeas em qualquer fase de maturação. Esta glândula pode compreender até 24 filamentos da hemibrânquia externa do primeiro arco. As lamelas secundárias da glândula branquial são reduzidas e há proliferação de células secretoras colunares entre elas. Estas células são preenchidas por inúmeros vacúolos, ...
Subject(s)
Animals , Fishes , Sex Characteristics , Sexual Development , FertilityABSTRACT
Spermiogenesis and sperm ultrastructure were analyzed in two species of characids with different modes of fertilization: externally fertilizing Hemigrammus erythrozonus and inseminating Corynopoma riisei. Spermiogenesis in H. erythrozonus is characterized by lateral development of the flagellum, nuclear rotation, formation of a shallow nuclear fossa, condensation of the chromatin by elimination of the electron-lucent area from the peripheral region of the nucleus, and renewal of the nuclear membrane. Multilammelated membrane and multivesicular bodies were also observed during elimination of the excess cytoplasm. The spermatozoon exhibits characters typical of "aquasperm," i.e. a spherical head containing a spherical nucleus with highly condensed chromatin, several small mitochondria located at the base of the nucleus within a cytoplasmic collar that extends into a long cytoplasmic sleeve surrounding the anterior part of the single flagellum, which is contained within a cytoplasmic canal. The flagellum lacks fins. The proximal and distal centrioles are nearly parallel to one another, with the anterior tips of both located within shallow nuclear fossae. Spermiogenesis in C. riisei is characterized by nuclear elongation alongside the forming flagellum, formation of an elongate cytoplasmic canal, displacement and elongation of the mitochondria, and uniform condensation of chromatin throughout the nucleus through enlargement of the diameter of the chromatin granules. The spermatozoon has an elongate nucleus with two elongate mitochondria localized to one side. Mitochondria are also located posterior to the nucleus forming a mitochondrial region. The single flagellum, which lacks fins, is lateral to the nucleus and initially contained within the greatly elongate cytoplasmic canal before exiting the canal at its posterior terminus. The spermatozoon of C. riisei exhibits several characters typical of "introsperm," such as an elongate nucleus...
Foram analisadas a espermiogênese e ultraestrutura dos espermatozóides de dois caracídeos com modos de fertilização distintos: fertilização externa em Hemigrammus erythrozonus e inseminação em Corynopoma riisei. A espermiogênese em H. erythrozonus é caracterizada pelo desenvolvimento lateral do flagelo, rotação nuclear, formação de uma fossa nuclear rasa, condensação de cromatina por eliminação da área elétron-lúcida na região periférica do núcleo e renovação da membrana nuclear. Membrana multilamelada e corpos multivesiculares foram observados durante a eliminação do excesso de citoplasma. O espermatozóide exibe os caracteres típicos do "aquaespermatozóide," com uma cabeça esférica que contem um núcleo esférico com cromatina muito condensada, várias mitocôndrias pequenas localizadas na base do núcleo e dentro de um colar citoplasmático, extedendo-se em uma bainha citoplasmática longa que rodeia a parte anterior do único flagelo, que está contido dentro de um canal citoplasmático. O flagelo carece de aletas. Os centríolos proximais e distais são quase paralelos, com as partes anteriores dos dois localizadas dentro de fossas nucleares pouco profundas. A espermiogênese em C. riisei é caracterizada pelo alongamento nuclear ao longo do flagelo, a formação de um canal citoplasmático longo, deslocamento e alongamento das mitocôndrias e uma condensação uniforme da cromatina por todo o núcleo por meio do aumento do diâmetro dos grânulos de cromatina. O espermatozóide tem um núcleo alongado com duas mitocôndrias alongadas dispostas em um lado. Algumas mitocôndrias localizam-se posteriormente ao núcleo formando uma região mitocondrial. O único flagelo, que carece de aletas, é lateral ao núcleo, posicionado anteriormente dentro de um canal citoplasmático muito alongado. O espermatozóide de C. riisei exibe vários caracteres típicos de "introespermatozóides" tais como um núcleo alongado e parte média alongada (região mitocondrial). A cromatina nuclear...