Ecophysiological interactions and water-related physicochemical parameters among freshwater stingrays / Interações ecofisiológicas e dos parâmetros físico-químico da água em arraias de água doce

Abstract The objective of this study was to compare and correlate the ecology of neonates and young individuals of Potamotrygon wallacei, Potamotrygon motoro and Paratrygon aiereba with regard to their hematological profile and the physicochemical parameters of the water that they inhabit. Principal component analysis (PCA) on the complete blood count revealed total variation of 72.92%, thus demonstrating a differentiation system for oxygen demand. On the other hand, P. motoro was considered to be an intermediate species, given that its complete blood count characteristics interacted with both P. wallacei and with P. aiereba. The interaction among the biochemical variables was shown to total 64.67% of the factors. This allowed differentiation of P. wallacei from P. aiereba, while P. motoro maintained an intermediate position. These characteristics of differentiation within the preferred environment corroborate the PCA of the present study and confirm that these species can be differentiated through considering the complete blood count and biochemical parameters. The PCA on water properties showed 68.57% differentiation, mainly comprising the x axis (49.44%). It can be affirmed that P. motoro has the capacity to inhabit the preferential areas of P. wallacei and P. aiereba, as well as occupying localities in which other stingrays are not found. In conclusion, P. wallacei presents patterns differentiating it from P. aiereba, while P. motoro is a species that presents intermediate characteristics. The latter can be considered to be a more broadly distributed species regarding its ecophysiological characteristics.

Resumo Este trabalho tem por objetivo investigar o perfil hematológico e os parâmetros físico-químicos da água, comparando e correlacionando ecologicamente entre neonatos e jovens de Potamotrygon wallacei (arraia cururu), Potamotrygon motoro e Paratrygon aiereba. A análise de componentes principais (PCA) do hemograma revelou um total 72,92% de variação, constituindo-se em um sistema de diferenciação na demanda por oxigênio. P. wallacei apresenta diferenciação no eixo X quando comparada a P. aiereba, por outro lado P. motoro constitui-se como uma espécie intermediária que apresenta as características do hemograma interagindo tanto com P. wallacei quanto com P. aiereba. A interação entre as variáveis bioquímica demonstram um total de 64,67% dos fatores, no qual foi possível diferenciar, a arraia P. wallacei de P. aiereba, tendo P. motoro uma aspecto de espécie intermediária entre as demais. Esses aspectos de diferenciação de ambiente de preferência corroboraram a PCA obtida no presente estudo e confirmam que essas espécies podem ser diferenciadas quando se considerar as variáveis referentes ao hemograma e a bioquímica. Nos íons, no trombograma e no leucograma, não foi possível diferenciar as espécies. O PCA das propriedades da água foi constituído por 68,57% de diferenciação que se constituiu principalmente no eixo x (49,44%). É possível confirmar que P. motoro tem a capacidade de habitar as áreas preferências de P. wallacei e P. aiereba, além do mais esta possui uma localidade que as demais arraias não são encontradas. Conclui-se que P. wallacei, apresenta padrões diferenciados de P. aiereba, além do mais P. motoro é uma espécie que apresenta características intermediárias entre as descritas, o qual pode ser considerado uma espécie com distribuição mais ampla em seus aspectos ecofisiológicos.

Cyrilia sp. (Apicomplexa: Haemogregarinidae) in the Amazonian freshwater stingray Potamotrygon wallacei (cururu stingray) in different hydrological phases of the Rio Negro / Cyrilia sp. (Apicomplexa: Haemogregarinidae) na arraia de água doce Amazônica Potamotrygon wallacei (arraia cururu) em diferentes fases do ciclo hidrológico do Rio Negro

Abstract Intraerythrocytic parasites are frequently found in fish, including elasmobranchs. The Amazonian rivers present well defined annual hydrological cycles that results in drastic modifications of the environmental conditions with deep implications in the life cycle of the whole associated biota in those fluvial systems. The freshwater stingray Potamotrygon wallacei (stingray cururu) is a new species restricted to the Middle Rio Negro basin and it is subject to strong alterations in their natural habitats (igapós) a result of the constant variations in the water level of Rio Negro. This work demonstrates the occurrence of intraerythrocytic parasite Cyrilia sp. in this stingray species. Additionally, the prevalence and quantification of hemoparasites in different phases of Rio Negro were also established. Field sampling was carried in the Archipelago of Mariuá, Middle Rio Negro, involving different stages of the water cycle. The intraerythrocytic parasites were quantified by direct counting in blood smears using a total counting of 2000 erythrocytes in each blood smear. The presence of parasites intraerythrocytic generates changes in the morphology of blood cell. The largest amount of the hemoparasites was recorded in the drought period. We observed a decreasing tendency in the number of parasites in the blood between the drought periods and inundation. We concluded that the level of Negro River influences the incidence of intraerythrocytic parasites in the cururu stingray and the drought represents the period of larger susceptibility to the infestation.

Resumo Parasitas intraeritrocitários são frequentemente encontrados em peixes, incluindo elasmobrânquios. Os rios Amazônicos possuem ciclos hidrológicos anuais que resultam em modificações drásticas nas condições ambientais, com implicação profunda no ciclo de vida associada a biota dos sistemas fluviais. A arraia de água doce Potamotrygon wallacei (arraia cururu) é uma nova espécie restrita a bacia do médio Rio Negro e sujeita a fortes alterações em seus habitats naturais (igapós) resultantes das constantes variações do nível de água do Rio Negro. Este trabalho demonstra a ocorrência de parasita intraeritrocitário Cyrilia sp. em espécimes de arraias de água doce. Além disso, a prevalência e quantificação de hemoparasitas em diferentes fases do Rio Negro foi estabelecida. Coletas de campo foram realizadas no Arquipélago de Mariuá, médio Rio Negro, envolvendo diferentes fases do ciclo hidrológico. Os parasitas intraeritrocitários foram quantificados por contagem direta em esfregaços de sangue usando a contagem total de 2000 eritrócitos em cada esfregaço sanguíneo. A presença de parasitas intraeritrocitários gera alterações na morfologia da célula sanguínea. A maior quantidade dos hemoparasitas foi registrado no período de seca. Observou-se a tendência de diminuição no número de parasitas no sangue entre o período de seca e de cheia. Concluiu-se que o nível de Rio Negro influencia a incidência de parasitas intraeritrocitários na arraia cururu, e a seca representa o período de maior susceptibilidade à infestação.

Enzymes of energy metabolism in hatchlings of amazonian freshwater turtles (Testudines, Podocnemididae) / Enzimas do metabolismo energético em quelônios amazônicos (Testudines, Podocnemididae) recém-eclodidos

The metabolic profiles of selected tissues were analyzed in hatchlings of the Amazonian freshwater turtles Podocnemis expansa, P. unifilis and P. sextuberculata. Metabolic design in these species was judged based on the key enzymes of energy metabolism, with special emphasis on carbohydrate, lipid, amino acid and ketone body metabolism. All species showed a high glycolytic potential in all sampled tissues. Based on low levels of hexokinase, glycogen may be an important fuel for these species. The high lactate dehydrogenase activity in the liver may play a significant role in carbohydrate catabolism, possibly during diving. Oxidative metabolism in P. sextuberculata appears to be designed for the use of lipids, amino acids and ketone bodies. The maximal activities of 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, malate dehydrogenase, glutamine dehydrogenase, alanine aminotransferase and succinyl-CoA keto transferase display high aerobic potential, especially in muscle and liver tissues of this species. Although amino acids and ketone bodies may be important fuels for oxidative metabolism, carbohydrates and lipids are the major fuels used by P. expansa and P. unifilis. Our results are consistent with the food habits and lifestyle of Amazonian freshwater turtles. The metabolic design, based on enzyme activities, suggests that hatchlings of P. unifilis and P. expansa are predominately herbivorous, whereas P. sextuberculata rely on a mixed diet of animal matter and vegetation.

O perfil metabólico de vários tecidos foi analisado em quelônios aquáticos recém-eclodidos: Podocnemis expansa, P. unifilis e P. sextuberculata. O potencial metabólico dessas espécies foi avaliado por meio das atividades absolutas das enzimas do metabolismo energético com ênfase no metabolismo dos carboidratos, lipídios, aminoácidos e corpos cetônicos. Todas as espécies estudadas apresentaram alto potencial glicolítico em todos os tecidos analisados. Com base nos baixos níveis da enzima hexoquinase, as reservas de glicogênio podem ser importantes substratos energéticos para estas espécies. A alta atividade da lactato desidrogenase no fígado pode indicar que este órgão desempenha um importante papel no metabolismo dos carboidratos, possivelmente relacionado com a resistência ao mergulho prolongado. O perfil metabólico de P. sextuberculata parece organizado para utilizar preferencialmente lipídios, aminoácidos e corpos cetônicos. Os dados das atividades máximas das enzimas 3-hidroxi-acil-Co A desidrogenase, malato desidrogenase e succinil-Co A ceto-transferase, especialmente no músculo branco e no fígado dessa espécie corroboram esta hipótese. Por outro lado, os carboidratos e os lipídios parecem ser os principais substratos metabólicos de P. expansa e P. unifilis, muito embora, os corpos cetônicos e aminoácidos sejam importantes metabólitos para sustentar o potencial oxidativo nessas espécies. Os dados enzimáticos parecem estar correlacionados com o hábito alimentar e o estilo de vida dos quelônios de água doce da Amazônia. O perfil metabólico sugere que os recém-eclodidos de P. unifilis e P. expansa são predominantemente herbívoros, enquanto que P. sextuberculata pode depender de uma dieta mista de material vegetal e proteína animal.