Effect of photoperiod on ovarian maturation in Cheirodon interruptus (Teleostei: Characidae) / Efeito do fotoperíodo na maturação dos ovários em Cheirodon interruptus (Teleostei: Characidae)

Abstract Cheirodon interruptus is a ubiquitous small characid that inhabits the Pampean region and commonly used as bait. Its vast market is supplied from the wild population causing a significant environmental impact. In this study, we assess the effect of photoperiod on ovarian maturation in order to evaluate its potential as a tool to manipulate reproduction under artificial conditions. Four treatments in triplicate (light: dark, L: D) were tested: 24L: 0D, 12L: 12D, 0L: 24D and a progressive photoperiod corresponding to the daily photoperiod increments in wild during winter-spring transition, accelerated three times. The experiment was conducted for 45 days. Gonadosomatic index (GSI), oocyte mean diameter, vitellogenic oocyte proportions, plasma estradiol concentrations (E2), condition factor (Kn) and standard length were estimated. Values of mean GSI, oocyte diameter, vitellogenic oocyte proportions and E2 concentration were maximum in the progressive treatment indicating vitellogenesis stimulation. In turn the same parameters were minimum in the 24L: 0D, revealing the vitellogenesis inhibition. This study showed that photoperiodic regime play an important role in the onset of ovarian maturation in C. interruptus.

Resumo Cheirodon interruptus é um pequeno caracídeo amplamente distribuído na região Pampeana e comumente usado como isca. Seu vasto mercado se abastece de populações silvestres causando um impacto ambiental significativo. Neste estudo, investigamos o efeito do fotoperíodo no amadurecimento do ovário para avaliar o potencial deste fator como ferramenta para manipular a reprodução em condições artificiais. Quatro tratamentos foram testados por triplicado (luz: escuro, L: D): 24L: 0D, 12L: 12D, 0L: 24D e um fotoperíodo progressivo que simula as mudanças das horas luz na natureza e na transição de inverno a primavera, acelerado três vezes. O experimento se realizou durante 45 dias. O índice gonadossomático (GSI), o diâmetro médio dos ovócitos, a proporção de ovócitos vitelogênicos, as concentrações plasmáticas de estradiol (E2), o fator de condição (Kn) e o comprimento padrão foram estimados. Os valores médios de GSI, o diâmetro dos ovócitos, as proporções de ovócitos vitelogênicos e a concentração de E2 foram maximizados no fotoperíodo progressivo, indicando estimulação de vitelogênesis. Por outro lado, esses mesmos parâmetros resultaram mínimos no tratamento 24L: 0D, revelando um efeito inibidor da vitelogênesis. Este estudo mostrou que as variações de fotoperíodo exercem um papel importante no início vitelogênesis reprodutiva em C. interruptus .

Breve Descripción de la Biología Sintética y la Importancia de su Relación con otras Disciplinas / Brief description of Synthetic Biology and the importance of its relationship with other disciplines

Resumen La biología sintética (SynBio) es una disciplina de reciente aparición que sirve para diseñar o re-diseñar sistemas biológicos y otorgarles cualidades mejoradas o nuevas cualidades. En la SynBio el diseño de nuevos sistemas biológicos requiere de herramientas moleculares muy precisas, tales como: a) la bioinformática, b) la secuenciación NGS (Next Generation Sequencing), el ensamble y/o síntesis de ADN c) y la edición de genomas a través de CRISPR-Cas9. En la SynBio encontramos además otras disciplinas con un perfil más hacia el ámbito social, las cuales tocan aspectos éticos, legales, filosóficos y económicos, considerándose así una multidisciplina. La SynBio está propiciando el desarrollo de nuevas tecnologías (emergentes) partiendo de una óptica ingenieril. En la SynBio, al ADN se le entiende de forma práctica y abstracta como una serie de partes que se pueden ensamblar en cierto orden para obtener los productos deseados una vez que se conoce la funcionalidad de cada parte. La SynBio ha dado pie a una nueva concepción de la economía a nivel mundial y por consecuencia se ha tomado muy seriamente el termino Bioeconomía como una nueva disciplina que transformará a las sociedades.

Abstract Synthetic biology (SynBio) it is considered a very recent discipline. View as a tool serves to design or re-design biological systems, giving them improved qualities or new qualities. In the SynBio, the design of new biological systems requires very precise molecular tools, such as: a) bioinformatics, b) sequencing NGS (Next Generation Sequencing), assembly and synthesis of DNA c) and CRISPR- Cas9 genome editing. Within the SynBio there are other social profile disciplines which concerned to ethical, legal, philosophical, and economic, and for that reason it is considered a multidiscipline. The SynBio is promoting the development of new (emerging) technologies based on an engineering perspective. In SynBio, DNA is understood in a practical and abstract way as a series of parts that can be assembled in a certain order to obtain the desired products once the functionality of each part is known. The SynBio has given rise to a new conception of the economy worldwide and consequently the term Bioeconomy is already taken very seriously as a new discipline that will transform societies.

Effect of photoperiod on ovarian maturation in Cheirodon interruptus (Teleostei: Characidae)

Abstract Cheirodon interruptus is a ubiquitous small characid that inhabits the Pampean region and commonly used as bait. Its vast market is supplied from the wild population causing a significant environmental impact. In this study, we assess the effect of photoperiod on ovarian maturation in order to evaluate its potential as a tool to manipulate reproduction under artificial conditions. Four treatments in triplicate (light: dark, L: D) were tested: 24L: 0D, 12L: 12D, 0L: 24D and a progressive photoperiod corresponding to the daily photoperiod increments in wild during winter-spring transition, accelerated three times. The experiment was conducted for 45 days. Gonadosomatic index (GSI), oocyte mean diameter, vitellogenic oocyte proportions, plasma estradiol concentrations (E2), condition factor (Kn) and standard length were estimated. Values of mean GSI, oocyte diameter, vitellogenic oocyte proportions and E2 concentration were maximum in the progressive treatment indicating vitellogenesis stimulation. In turn the same parameters were minimum in the 24L: 0D, revealing the vitellogenesis inhibition. This study showed that photoperiodic regime play an important role in the onset of ovarian maturation in C. interruptus.

Resumo Cheirodon interruptus é um pequeno caracídeo amplamente distribuído na região Pampeana e comumente usado como isca. Seu vasto mercado se abastece de populações silvestres causando um impacto ambiental significativo. Neste estudo, investigamos o efeito do fotoperíodo no amadurecimento do ovário para avaliar o potencial deste fator como ferramenta para manipular a reprodução em condições artificiais. Quatro tratamentos foram testados por triplicado (luz: escuro, L: D): 24L: 0D, 12L: 12D, 0L: 24D e um fotoperíodo progressivo que simula as mudanças das horas luz na natureza e na transição de inverno a primavera, acelerado três vezes. O experimento se realizou durante 45 dias. O índice gonadossomático (GSI), o diâmetro médio dos ovócitos, a proporção de ovócitos vitelogênicos, as concentrações plasmáticas de estradiol (E2), o fator de condição (Kn) e o comprimento padrão foram estimados. Os valores médios de GSI, o diâmetro dos ovócitos, as proporções de ovócitos vitelogênicos e a concentração de E2 foram maximizados no fotoperíodo progressivo, indicando estimulação de vitelogênesis. Por outro lado, esses mesmos parâmetros resultaram mínimos no tratamento 24L: 0D, revelando um efeito inibidor da vitelogênesis. Este estudo mostrou que as variações de fotoperíodo exercem um papel importante no início vitelogênesis reprodutiva em C. interruptus .

What are the most important factors determining different vegetation types in the Chapada Diamantina, Brazil? / Quais são os fatores mais importantes na determinação de diferentes tipos de vegetação na Chapada Diamantina, Brasil?

Abstract A transect was used to examine the environmental and biological descriptors of a compact vegetation mosaic in the Chapada Diamantina in northeastern Brazil, including the floristic composition, spectrum of plant life forms, rainfall, and soil properties that defined areas of cerrado (Brazilian savanna), caatinga (seasonally dry tropical forest thorny, deciduous shrub/arboreal vegetation) and cerrado-caatinga transition vegetation. The floristic survey was made monthly from April/2009 to March/2012. A dendrogram of similarity was generated using the Jaccard Index based on a matrix of the species that occurred in at least two of the vegetation types examined. The proportions of life forms in each vegetation type were compared using the chi-square test. Composite soil samples were analyzed by simple variance (ANOVA) to examine relationships between soil parameters of each vegetation type and the transition area. The monthly precipitation levels in each vegetation type were measured and compared using the chi-square test. A total of 323 species of angiosperms were collected distributed in 193 genera and 54 families. The dendrogram demonstrated strong difference between the floristic compositions of the cerrado and caatinga, sharing 2% similarity. The chi-square test did not demonstrate any significant statistical differences between the monthly values of recorded rainfall. The organic matter and clay contents of the soilsin the caatinga increased while sand decreased, and the proportions of therophyte, hemicryptophyte, and chamaephyte life forms decreased and phanerophytes increased. We can therefore conclude that the floristic composition and the spectrum of life forms combined to define the cerrado and caatinga vegetation along the transect examined, with soil being the principal conditioning factor determining the different vegetation types, independent of precipitation levels.

Resumo Foi estabelecida uma transecção para examinar descritores ambientais e biológicos em uma área compacta de vegetação em mosaico na Chapada Diamantina, Nordeste do Brasil. A composição florística, espectro de formas de vida, precipitação e propriedades do solo foram avaliadas na transecção entre cerrado (savana brasileira) e caatinga (floresta tropical sazonalmente seca espinhosa, vegetação arbustivo-arbórea decídua), separados por vegetação de transição cerrado-caatinga. O levantamento florístico foi realizado mensalmente de abril de 2009 a março de 2012. Foi feita análise de agrupamento a fim de determinar a similaridade entre as fisionomias de cerrado, a caatinga e a transição cerrado-caatinga. As proporções de formas de vida foram comparadas utilizando o teste qui-quadrado. Amostras compostas de solo foram analisadas por variância simples (ANOVA) testando a existência de diferenças entre os solos de cada tipo de vegetação. A precipitação mensal em cada tipo de vegetação foi mensurada e os resultados comparados com o teste qui-quadrado. Coletamos 323 espécies de angiospermas pertencentes a 193 gêneros e 54 famílias. A análise de agrupamento demostrou diferença entre a composição florística do cerrado e da caatinga, com apenas 2% de similaridade. O teste qui-quadrado não demonstrou diferença estatística entre os valores registrados para cada mês. À medida que os conteúdos de matéria orgânica e argila aumentaram e o de areia diminuiu na caatinga, a proporção das formas de vida terófito, hemicriptófito e caméfito diminuiu e a de fanerófitos aumentou. Podemos considerar que a composição florística e o espectro de formas de vida delimitaram o cerrado e a caatinga na transecção estudada e que o solo foi o principal fator condicionante para determinação dos diferentes tipos de vegetação, independentemente da precipitação.

Expression of cell adhesion molecules in the normal and T3 blocked development of the tadpole's kidney of Bufo arenarum (Amphibian, Anuran, Bufonidae) / Expressão das moléculas de adesão celular no desenvolvimento normal e com a inibição do hormônio tireoidea do rim nas larvas do Bufo arenarum (Amphibia, Anura, Bufonidae)

Cell adhesion molecules act as signal transducers from the extracellular environment to the cytoskeleton and the nucleus and consequently induce changes in the expression pattern of structural proteins. In this study, we showed the effect of thyroid hormone (TH) inhibition and arrest of metamorphosis on the expression of E-cadherin, β-and α-catenin in the developing kidney of Bufo arenarum. Cell adhesion molecules have selective temporal and spatial expression during development suggesting a specific role in nephrogenesis. In order to study mechanisms controlling the expression of adhesion molecules during renal development, we blocked the B. arenarum metamorphosis with a goitrogenic substance that blocks TH synthesis. E-cadherin expression in the proximal tubules is independent of thyroid control. However, the blockage of TH synthesis causes up-regulation of E-cadherin in the collecting ducts, the distal tubules and the glomeruli. The expression of β-and α-catenin in the collecting ducts, the distal tubules, the glomeruli and the mesonephric mesenchyme is independent of TH. TH blockage causes up-regulation of β-and α-catenin in the proximal tubules. In contrast to E-cadherin, the expression of the desmosomal cadherin desmoglein 1 (Dsg-1) is absent in the control of the larvae kidney during metamorphosis and is expressed in some interstitial cells in the KClO4 treated larvae. According to this work, the Dsg-1 expression is down-regulated by TH. We demonstrated that the expression of E-cadherin, Dsg-1, β-catenin and α-catenin are differentially affected by TH levels, suggesting a hormone-dependent role of these proteins in the B. arenarum renal metamorphosis.

Moléculas de adesão celular atuam como tradutores do ambiente extracelular para o citoesqueleto e o núcleo e, conseqüentemente, induzindo mudanças no padrão da expressão das proteínas estruturais. Neste estudo, observamos os efeitos da inibição do hormônio tireóidea (TH) e detenção da metamorfose na expressão da E-caderina, β- e α- catenina no desenvolvimento do rim do Bufo arenarum. As moléculas de adesão celular durante o desenvolvimento têm uma expressão temporal e espacial seletiva, sugerindo um papel específico na nefrogênese. Com o propósito de estudar os mecanismos de controle da expressão das moléculas de adesão durante o desenvolvimento renal, bloqueou-se a metamorfose do B. arenarum com uma substancia goitrogênica que bloqueia a síntese de TH. A expressão da E-caderina nos tubos proximais é independente do controle da tireóide. Entretanto, o bloqueio da síntese de TH provoca uma sobre elevação da E-caderina nos dutos coletores, nos tubos distais e nos glomérulos. A expressão da β- e α-catenina nos dutos coletores, nos tubos distais, nos glomérulos e no mesênquima mesonéfrico é independente da TH. O bloqueio da TH causa uma sobre-regulação da β- e α-catenina nos tubos proximais. Em contraste com a E-caderina, a expressão da caderina desmossomal demogloína 1 (Dsg-1) é ausente no controle durante a metamorfose da fase larval dos rins e se expressa em algumas células intersticiais nas larvas tratadas com KClO4. De acordo com este trabalho, a expressão Dsg-1 é subregulada pela TH. Demonstramos que a expressão da E-caderina, Dsg-1, β-catenina e α-catenina são afetadas de forma diferencial pelos níveis de TH, sugerindo um dependência hormonal destas proteínas na metamorfose renal do B. arenarum.