The Ganges basin fish Cirrhinus mrigala (Cypriniformes: Cyprinidae): detection of wild populations stock structure with landmark morphometry

Cirrhinus mrigala (Hamilton, 1822) is an Indian major carp originally inhabitant of the Ganga river system in Northern India. No information is available on morphometric variation in natural populations of C. mrigala from Ganga river basin. Therefore, to promote management optimization, this study was undertaken to evaluate the population structure on landmark-based morphometric variations of this commercially important species in Ganges. A total of 381 fish samples of C. mrigala were collected from 10 locations of 10 rivers belonging to Ganges basin. A 12-landmark truss network system was used to generate 66 morphometric variables were transformed (standard length was excluded from the final analysis retaining 65 variables). Transformed measurements were employed to univariate analysis of variance, principal component analysis (PCA) and discriminant function analysis (DFA). Univariate analysis of variance showed significant differences in all the 65 transformed morphometric characters studied. Eight principal components were extracted from 65 significant characters accounting for 94.1 % of the variation. Forward stepwise discriminant function analysis of the 65 significant variables produced eight discriminating variables. DFA extracted eight discriminating functions contributed overall to the variance. The first discriminant function (DF) accounted for 37.9 % while second DF accounted for 23.5% of the among-group variability. In DFA, 45.7 % original while 39.1 % of cross-validated grouped cases were correctly classified in the overall assignment of individuals, indicating low distinction among the stocks of all the species i.e. low isolation of the stocks for the morphometric measurements. Common ancestry in the prehistoric period and migration of individuals between the rivers could be the possible reason for the observed low level of morphometric differentiation among wild mrigal populations. In future, the application of molecular genetic markers along with morphometric studies would be an effective method to examine the genetic component of phenotypic relatedness between geographic regions and to facilitate the development of management recommendations.

Cirrhinus mrigala es una carpa originaria del sistema fluvial del río Ganges al norte de India, de cual no hay información sobre la variación morfométrica de sus poblaciones naturales en esta cuenca. Por lo tanto, para promover la optimización de su manejo, se evaluó la estructura poblacional usando morfometría basada en puntos de referencia de C. mrigala. En total se midieron 381 individuos de C. mrigala, recolectados en 10 puntos de 10 ríos de la cuenca del Ganges. Se utilizaron 12-puntos de referencia de sistema de redes truss para generar 66 variables morfométricas, de donde se excluyó la longitud estándar y se utilizaron 65 variables. Las medidas transformadas se utilizaron para un análisis de varianza univariado, análisis de componentes principales y análisis de función discriminante. El análisis de varianza mostró diferencias en todos los 65 caracteres morfométricos estudiados. Se extrajeron ocho componentes principales de los 65 caracteres, que suman el 94.1 % de la variación. El análisis de función discriminante de las 65 variables produjo ocho variables discriminantes que contribuyeron en la varianza a nivel general. La primera función discriminante representó 37.9 %, mientras que la segunda 23.5 % de la variación entre grupos. En el análisis de función discriminante, 39.1 % de lo agrupado por validación cruzada fue correctamente clasificado en la asignación general de individuos, lo que indica baja diferenciación entre las poblaciones, lo que puede ser un bajo aislamiento de las poblaciones para las medidas morfométricas. Otra posible razón para la baja diferenciación morfométrica es la existencia de un ancestro común en el periodo prehistórico y la migración de individuos entre ríos. En el futuro, la aplicación de marcadores genéticos moleculares junto con estudios morfométricos será un método efectivo para examinar el componente genético de la relación fenotípica entre áreas geográficas y facilitar el desarrollo de recomendaciones de manejo.

Morphological, molecular characterization and taxonomic status of Triplophysa marmorata and Triplophysa kashmirensis (Cypriniformes: Nemacheilidae) from Kashmir valley, India

AbstractIn India the distribution of genus Triplophysa has been reported only in the upper drainage of the Indus River in Jammu and Kashmir and Lahul and Spiti area of Himachal Pradesh. There is no study on the taxonomic characterization of this genus from Kashmir Himalaya. Therefore the present study was aimed to characterize two important fish species Triplophysa marmorata and T. kashmirensis from Kashmir valley, by using morphometric and molecular tools. It is difficult to discriminate these two species due to the poor quality of original descriptions, and the lack of good reviews. Keeping this in view, a morphometric and molecular study was conducted. Morphometric data were analyzed by using univariate analysis of variance (ANOvA) and multivariate analyses (Principal component analysis) and mtDNA marker Cytochrome oxidase 1 was used for molecular support. Altogether, 22 morphometric characters were used and 15 characters were found significantly variable (P < 0.05). First two components of principal component analysis (PCA) i.e. PC1 and PC2 grouped these two species into separate clusters. The Cytochrome oxidase 1 analysis showed that the mean intraspecific nucleotide divergence (K2P) was 0.001 and interspecific nucleotide divergence was 0.007. Despite having low K2P divergence, these two species got separated into two distinct clades in both Neighbour joining (NJ) and Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) tree building methods. But the pattern of clade formation showed that these species were recently radiated from each other and may have the same ancestor. Furthermore, these two species were found closer to Nemacheilidae than to Balitoridae family in the phylogenetic analysis. The molecular divergence between these species was also supported by variance in morphometric data. This work may build the base for the revision of taxonomic identity of these two important fishes of genus Triplophysa. The present investigation formulated that, based on morphological and mtDNA COI sequences analysis, these two taxonomic Triplophysa species should be considered as valid. The results may further assist to enhance the knowledge of the ichthyologists in understanding the ichthyofauna of Kashmir valley and will help them in planning strategies for conservation and management of these less studied small indigenous species along their natural range of distribution. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 473-482. Epub 2016 June 01.

ResumenEn la India, la distribución del género Triplophysa se ha reportado solo en la parte superior del río Indus en Jammu, Kashmir, Lahul y Spiti en el área de Himachal Pradesh. No existen publicaciones acerca de la caracterización taxonómica de este género en Kashmir Himalaya. Por lo tanto, en este estudio se caracterizaron dos especies del valle de Kashmir: Triplophysa marmorata y T. kashmirensi, mediante el uso de herramientas morfométricas y moleculares. Es difícil diferenciar entre estas dos species debido a las vagas descripciones originales y a la falta de buenas revisiones. Debido a esto se realizó un estudio morfométrico y molecular. Los datos morfométricos se analizaron mediante un ANOvA y un análisis de componentes principales y el marcador del gen de la citocromo oxidasa 1 se usó para apoyo molecular. En general, se usaron 22 caracteres morfométricos y 15 fueron significativos (P < 0.05). Los dos primeros componentes del análisis de components principales (PCA), PC1 y PC2, agruparon estas dos especies en clusters separados. El análisis con citocromo oxidasa 1 mostró que el promedio de divergencia del nucleótido intraespecífico (K2P) fue de 0.001 y la divergencia del nucleótido intraespecífico fue de 0.007. A pesar de la baja divergencia de K2P, estas dos species se separan en dos clados diferentes tanto por el método NJ como por el método UPGMA. Sin embargo, el patrón de formación del clado mostró que estas species radiaron recientemente una de la otra y que podrían tener un ancestro en común. Además, en el análisis filogenético estas dos especies se encontraron más cerca de la familia Nemacheilidae que de Balitoridae. La divergencia molecular entre estas dos especies también fue respaldada por la varianza en los datos morfométricos. Este estudio puede establecer la base para una revisión taxonómica de estos dos importantes peces del género Triplophysa. Esta investigación postuló que, basada en análisis morfológicos y de secuencia de ADNm COI, estas dos especies taxonómicas de Triplophysa deben considerarse válidas. Los resultados pueden contribuir a mejorar el conocimiento de los ictiólogos en la comprensión de la ictiofauna del valle de Kashmir y les ayudará a planear estrategias de conservación y manejo de estas dos pequeñas especies indígenas y poco estudiadas en su rango de distribución natural.

Predicting the prognosis of Conservative Treatment in Acute Cholecystitis using an Artificial Neural Network

Introduction: In majority of the cases clinicians usually choose the conservative mode of treatment as the first line of treatment in case of acute cholecystitis. But studies have shown that in most of the cases patients do not show any significant improvement and eventually are referred to cholecystectomy. This delay in referral catalyses complications like septic conditions and development of gangrenous cholecystitis. Computational structures like artificial neural networks are excellent tools for predicting outcomes apriori. So a neural network was employed to predict the prognosis of conservative treatment mode in cholecystitis and avoid the otherwise imminent complications. Materials and Methods: A neural network was developed and trained on clinically significant data from a set of 150 medical records pertaining to patients who presented themselves with diagnosis of acute cholecystitis at a tertiary care hospital.  The performance of the network was tested on this training set and a separate validation set comprising of data from 100 such patients. Results: The developed network demonstrated excellent prognostic capabilities with respect to the success/failure of conservative treatment in acute cholecystitis. Conclusion: A neural network can predict the outcome of conservative treatment in cholecystitis with significant accuracy and could prove to be an indispensable tool to clinicians

Phenotypic differentiation of Barilius bendelisis (Cypriniformes: Cyprinidae) in four rivers from Central Indian Himalaya / Diferenciación fenotípica de Barilius bendelisis (Cypriniformes: Cyprinidae) en cuatro ríos del Himalaya central de la India

Barilius bendelisis, commonly known as Indian Hill Trout is an upland water fish of South East Asia. It belongs to the family Cyprinidae and dwells in shallow, clear and cold water. In this study, the intraspecific variation of Barilius bendelisis, on the basis of morphometric characters, was investigated. Altogether, 402 specimens were collected from four rivers in the Central Indian Himalaya. A truss network was constructed by interconnecting 12 landmarks to yield 30 distance variables that were extracted from digital images of specimens using tpsDig2 and PAST software. Allometric transformed truss measurements were subjected to univariate analysis of variance, factor analysis and discriminant analysis. All variables exhibited significant differences between the populations. Altogether 88% of the specimens were classified into their original populations (81.98% under a ‘leave-one-out’ procedure). With factor analysis measurements of the head region, the middle portion and the caudal region had high loadings on the first and second axis. The results indicated that B. bendelisis has significant phenotypic heterogeneity between the geographically isolated regions of Central Indian Himalaya. We hypothesize that the marked interspecific variation in B. bendelisis is the result of local ecological conditions.

Barilius bendelisis, comúnmente conocido como trucha “Indian Hill”, es un pez de tierras altas del sudeste de Asia. Pertenece a la familia de los ciprínidos y habita en aguas poco profundas, claras y frías. En este estudio se investigó la variación intraespecífica de Barilius bendelisis basado en caracteres morfométricos. En total se obtuvieron 402 muestras de cuatro ríos en el centro del Himalaya hindú. Se construyó una red “truss” mediante la interconexión de 12 puntos de referencia para producir 30 variables de distancia que fueron extraídas de las imágenes digitales de las muestras, utilizando el software tpsDig2 y PAST. Las mediciones alométricas de la red truss se transformaron mediante un análisis univariado de varianza, análisis factorial y discriminante. Todas las variables mostraron diferencias significativas entre las poblaciones. En total, el 88% de los especímenes se clasificaron en sus poblaciones originales (81.98% con el procedimiento “leave-one-out”). Las mediciones del análisis factorial de la región de la cabeza, la parte media y la región caudal mostraron altas concentraciones en el primer y segundo eje. Los resultados indicaron que B. bendelisis tiene heterogeneidad fenotípica significativa entre las regiones geográficamente aisladas del centro del Himalaya hindú. Nuestra hipótesis es que hay una marcada variación interespecífica de B. bendelisis como resultado de las condiciones ecológicas locales.

Detection of morphometric differentiation in Sattar snowtrout, Schizothorax curvifrons (Cypriniformes: Cyprinidae) from Kashmir Himalaya using a truss network system

Schizothorax curvifrons is a morphometrically and meristically most variable and economically valuable promising fish food from Kashmir Valley. Since there is a lack of information on stock structure of wild populations on this species, this study was aimed to investigate the intraspecific variation of this important snowtrout. For this, two rivers and one lake in Kashmir Himalaya were sampled from January 2011 to October 2012. Fish body measurements were taken and morphometric characters using the truss network system was constructed. Altogether, 506 fish specimens were collected. Data were subjected to principal component analysis, discriminant function analysis and univariate analysis of variance. The first principal component explained 63.44% of total variation, while second and third components explained 8.34% and 5.31%, respectively. The step-wise discriminant function analysis retained two variables that significantly discriminated the populations. Using these variables 83.4% of the original specimens were classified into their correct groups and 81.1% of the cross-validated (leave one out procedure) specimens were classified into their correct groups. All of the total 31 transformed truss measurements exhibited highly significant (p<0.001) differences between the populations. This represents the first attempt on stock structure of S. curvifrons; therefore, this study will hopefully guide fisheries taxonomists about its current stock structure and would help in its management and conservation programme across Kashmir Himalaya area.

Schizothorax curvifrons es un alimento para peces, morfométricamente y merísticamente más variable y de mayor valor económico del Valle de Kashmir. Dado que existe una falta de información sobre la estructura de las poblaciones silvestres de esta especie, este estudio tuvo como objetivo investigar la variación intraespecífica de esta importante trucha de nieve. Para ello, se tomaron muestras de dos ríos y un lago en Kashmir Himalaya, de enero 2011 a octubre 2012. Con las mediciones de los peces se construyó una red truss. En total, se recolectaron 506 muestras de peces. Los datos se sometieron a análisis de componentes principales, análisis de función discriminante y el análisis univariante de la varianza. El primer componente principal explicó 63.44% de la variación total, mientras que los componentes segundo y tercero explicaron el 8.34% y 5.31%, respectivamente. El análisis discriminante por etapas, retuvo dos variables que discriminaron significativamente las poblaciones. El uso de estas variables de 83.4% de los especímenes originales se clasificaron en sus grupos correctos y 81.1% de la validación cruzada (deja fuera un procedimiento) especímenes fueron clasificados en sus grupos correctos. Todas las mediciones para entramados transformados, del total de 31, mostraron diferencias altamente significativas (p<0.001) entre las poblaciones. Esto representa el primer intento de obtener la estructura de la población de S. curvifrons, por lo tanto, este estudio espera orientar a los taxonomistas de peces acerca de la estructura de la población actual y ayudar en su manejo y poder establecer un programa de conservación en el área de Kashmir Himalaya.

Age and growth in the Indian major carp Labeo rohita Cypriniformes: Cyprinidae from tropical rivers of Ganga basin, India / Edad y crecimiento de la carpa mayor de la India Labeo rohita Cypriniformes: Cyprinidae de los ríos tropicales de la cuenca Ganga, India

Labeo rohita is a member of the Indian major carp species and originally an inhabitant of the Ganga river network in India. It is among the top ten aquaculture species of the world. Since there is a lack of information on the growth pattern of the wild populations of this species, this study aimed at evaluating the pattern of age and growth, to support the development of effective management plans. A total of 1 082 samples of L. rohita were obtained from May 2009 to July 2012 in six drainages of the Ganga basin. Scales of the fish were used to determine the age and growth by analyzing the annual rings growth. Out of six populations, a maximum 8 age classes were recorded from two rivers Betwa and Sharda. The back-calculated lengths at 8 age class ranged from 86.22cm to 91.66cm. However, for the rest of rivers up to 7 age classes were recorded. Among growth parameters, specific rate of length increase Cl and specific rate of weight increase Cw showed decreasing trend, and three distinct life stages of L. rohita were recorded based on growth constant data Clt. Analysis of variance ANOVA of the back-calculated length data set of six populations indicated a significant difference p0.05. All three populations showed significant variation in length attainment during 1 and 3 age groups, while two populations showed significant variation in length attainment during the 2 and 7 age classes. Additionally, analysis of age frequency at different length intervals indicated that with increase in age class, number of fish samples was reduced. Since the pattern of life history traits of L. rohita have not been attempted in the recent past; therefore, this study will guide fisheries biologists about the current stock structure of this fish across different spatial scale of the Ganga basin.

Labeo rohita es de las principales especies de carpas hindúes y originalmente un habitante de la red del río Ganges en la India. Se encuentra en la lista de las diez especies principales de la acuacultura mundial. Puesto que no hay información sobre el patrón de crecimiento de las poblaciones silvestres de esta especie, este estudio tuvo como objetivo evaluar el patrón de edad y crecimiento para apoyar el desarrollo de planes de gestión eficaces. Un total de 1 082 muestras de L. rohita se obtuvieron en el periodo de mayo 2009 a Julio 2012, en seis desembocaduras de la cuenca del río Ganges. Las mediciones de los peces fueron utilizadas para determinar la edad y el crecimiento mediante el análisis de los anillos de crecimiento anuales. De las seis poblaciones, se registró un máximo de categoría de edad 8 en dos ríos Betwa y Sharda. Las longitudes de retrocálculo en la edad 8 variaron entre 86.22-91.66cm. De los parámetros de crecimiento, la tasa específica de aumento de longitud Cl y la tasa específica de aumento de peso Cw mostraron una tendencia decreciente, y basado en los datos constantes de crecimiento Clt se registraron distintas fases del ciclo de vida de L. rohita. El análisis de variancia ANOVA de los datos de longitud de retrocálculo de seis poblaciones indicó una diferencia significativa p0.05. Las tres poblaciones mostraron una variación significativa en la obtención de la longitud durante los grupos de edad 1 y 3, mientras que dos poblaciones mostraron una variación significativa en lograr la longitud durante los tipos de edades 2 y 7. Además, el análisis de la frecuencia de la edad en diferentes intervalos de longitude indicó que, con el aumento de la categoría de la edad, se redujo el número de muestras de peces. Dado que el patrón de rasgos de la historia de la vida de L. rohita no se ha tratado en el pasado reciente, este estudio será una guía para los biológos de peces acerca de la actual estructura de la población de estos peces en diferentes escalas espaciales de la cuenca del Ganges.