Predicting the distribution of Omalonyx (Mollusca: Pulmonata: Succineidae) species from literature review, museum databases and new sampling efforts in Brazil / Predição da distribuição de Omalonyx (Mollusca: Pulmonata: Succineidae) a partir da revisão da literatura, dados de museu e novo esforço amostral no Brasil

Abstract Accurate distributional information is crucial for studies on systematics, biodiversity and conservation. To improve the knowledge regarding the geographical distribution of Omalonyx in South America, we present updated information based on data from a literature review, institutional collections and malacological surveys. All this information composed the dataset used to predict species distribution employing the Maximum Entropy Algorithm (MaxEnt). The model was run using data on species distribution, altitude and bioclimatic variables (WorldClim database). The model had consistent performance, and areas presenting similar conditions to areas where the species were recorded were considered areas of occurrence. The predicted occurrence areas included those that were already surveyed and those that are considered potential occurrence areas. The results demonstrate that the genus has widespread distribution in the Neotropical region and occurs in the tropical, temperate and arid regions of South America and Lesser Antilles. Omalonyx spp. were recorded in all South American countries and hydrographic regions. However, in some countries, there were only isolated records (ex: Colombia and Ecuador). Here, we also present the first record of Omalonyx spp. in four Brazilian States (Acre, Rondônia, Piaui, and Amapá). The genus was found in all hydrographic regions within Brazil and among 27 federative unities; it was absent from only two unities (Roraima State and Distrito Federal). This work contributes to the knowledge on Omalonyx spp. distribution and provides an important basis for the work of ecologists and taxonomists.

Resumo A informação precisa sobre a distribuição é crucial para os estudos sobre sistemática, biodiversidade e conservação. Para melhorar o conhecimento sobre a distribuição geográfica de Omalonyx na América do Sul, apresentamos informações atualizadas com base em dados de revisão de literatura, coleções institucionais e pesquisas malacológicas. Toda essa informação compôs o conjunto de dados usado para predição da distribuição de espécies empregando o Algoritmo de Entropia Máxima (MaxEnt). O modelo foi executado usando dados de distribuição de espécies, altitude e variáveis bioclimáticas (banco de dados WorldClim). O modelo apresentou um desempenho consistente e as áreas que apresentaram condições semelhantes às áreas onde as espécies foram registradas, foram consideradas áreas de ocorrência. As áreas de ocorrências previstas incluíram aquelas que já foram pesquisadas e aquelas que são consideradas áreas de ocorrência potencial. Os resultados demonstram que o gênero tem uma distribuição Neotropical ampla e que ocorre nas regiões tropical, temperada e árida da América do Sul e nas Pequenas Antilhas. Omalonyx spp. foram registradas em todos os países e bacias sul-americanas. No entanto, em alguns países, apenas registros isolados foram encontrados (ex: Colômbia e Equador). Aqui, também apresentamos o primeiro registro de Omalonyx spp. em quatro estados brasileiros (Acre, Rondônia, Piauí e Amapá). O gênero foi encontrado em todas as regiões hidrográficas no Brasil e nas 27 unidades federativas; sendo ausente em apenas duas unidades federativas (Estado de Roraima e Distrito Federal). Esse trabalho contribui para o conhecimento da distribuição das espécies de Omalonyx e fornece uma importante base para trabalhos de ecólogos e taxonomistas.

First record of Corbicula largillierti (Philippi 1844) in the Paraíba River Basin and potential implications from water diversion of the São Francisco River / Primeiro registro de Corbicula largillierti (Philippi 1844) na bacia do Rio Paraíba e implicações potenciais com a transposição das águas do Rio São Francisco

Corbicula largillierti is a native mollusk from China. In Brazil, this species was first recorded in the Pantanal of Mato Grosso. This short communication reports the occurrence of C. largillierti for the first time in the Paraíba river basin (Brazilian semi-arid), and also considers the risk of introduction of other molluscs invaders in this basin due to the diversion of water from the São Francisco River. Densities of individuals ranged from 33 to 65 ind.m-2 (maximum values of 484 ind.m-2) in coarse sediment (gravel, 2-4 mm). The diversion of waters from the São Francisco river can lead to the introduction of new species, enhancing ecological problems in the Paraiba river basin.

Corbicula largillierti é um molusco nativo da China. No Brasil esta espécie foi registrada primeiramente no Pantanal do Mato Grosso. Esta nota registra a primeira ocorrência de C. largillierti na bacia do Rio Paraíba (semiárido brasileiro). Considera também os riscos potenciais de introdução de outros moluscos invasores nesta bacia devido è transposição das águas do Rio São Francisco. As densidades do molusco variaram de 33 a 65 ind.m-2 (atingindo valor máximo de 484 ind.m-2) em sedimentos grossos (cascalho, 2-4 mm). A transposição das águas do Rio São Francisco pode ocasionar a introdução de novas espécies exóticas potencializando problemas ecológicos na bacia do Rio Paraíba.

Analysis of the first and second internal transcribed spacer sequences of the ribosomal DNA in Biomphalaria tenagophila complex (Mollusca: Planorbidae)

The first and second internal transcribed spacer regions (ITS1 and ITS2) of the ribosomal DNA of Biomphalaria tenagophila complex (B. tenagophila, B. occidentalis, and B. t. guaibensis) were sequenced and compared. The alignment lengths of these regions were about 655 bp and 481 bp, respectively. Phylogenetic relationships among the Biomphalaria species were inferred by Maximum Parsimony and Neighbor-joining methods. The phylogenetic trees produced, in most of the cases, were in accordance with morphological systematics and other molecular data previously obtained by polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism analysis. The present results provide support for the proposal that B. tenagophila represents a complex comprising B. tenagophila, B. occidentalis and B. t. guaibensis.

Polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism of cytocrome oxidase subunit I used for differentiation of Brazilian Biomphalaria species intermediate host of Schistosoma mansoni

The intermediate hosts of Schistosoma mansoni, in Brazil, Biomphalaria glabrata, B. tenagophila and B. straminea, were identified by restriction fragment length polymorphism analysis of the mitochondrial gene cytochrome oxidase I (COI). We performed digestions with two enzymes (AluI and RsaI), previously selected, based on sequences available in Genbank. The profiles obtained with RsaI showed to be the most informative once they were polymorphic patterns, corroborating with much morphological data. In addition, we performed COI digestion of B. straminea snails from Uruguay and Argentina

Genetic variability in Brazilian populations of Biomphalaria straminea complex detected by simple sequence repeat anchored polymerase chain reaction amplification

Biomphalaria glabrata, B. tenagophila and B. straminea are intermediate hosts of Schistosoma mansoni, in Brazil. The latter is of epidemiological importance in the northwest of Brazil and, due to morphological similarities, has been grouped with B. intermedia and B. kuhniana in a complex named B. straminea. In the current work, we have standardized the simple sequence repeat anchored polymerase chain reaction (SSR-PCR) technique, using the primers (CA)8RY and K7, to study the genetic variability of these species. The similarity level was calculated using the Dice coefficient and genetic distance using the Nei and Li coefficient. The trees were obtained by the UPGMA and neighbor-joining methods. We have observed that the most related individuals belong to the same species and locality and that individuals from different localities, but of the same species, present clear heterogeneity. The trees generated using both methods showed similar topologies. The SSR-PCR technique was shown to be very efficient in intrapopulational and intraspecific studies of the B. straminea complex snails

Characterization of Biomphalaria orbignyi, Biomphalaria peregrina and Biomphalaria oligoza by polymerase chain reaction and restriction enzyme digestion of the internal transcribed spacer region of the RNA ribosomal gene

The correct identification of Biomphalaria oligoza, B. orbignyi and B. peregrina species is difficult due to the morphological similarities among them. B. peregrina is widely distributed in South America and is considered a potential intermediate host of Schistosoma mansoni. We have reported the use of the polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism analysis of the internal transcribed spacer region of the ribosomal DNA for the molecular identification of these snails. The snails were obtained from different localities of Argentina, Brazil and Uruguay. The restriction patterns obtained with MvaI enzyme presented the best profile to identify the three species. The profiles obtained with all enzymes were used to estimate genetic similarities among B. oligoza, B. peregrina and B. orbignyi. This is also the first report of B. orbignyi in Uruguay

Further studies on the molecular systematics of Biomphalaria snails from Brazil

The polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism (RFLP) of the internal transcribed spacer (ITS) region of the rRNA gene, using the enzyme DdeI were used for the molecular identification of ten species and one subspecies of Brazilian Biomphalaria. Emphasis is given to the analysis of B. oligoza, B. schrammi and B. amazonica. The RFLP profiles obtained using this enzyme were highly distinctive for the majority of the species and exhibited low levels of intraspecific polymorphism among specimens from different regions of Brazil. However, B. peregrina and B. oligoza presented very similar profiles that complicated their identification at the molecular level and suggested a very close genetic similarity between the two species. Others enzymes including HaeIII, HpaII, AluI and MnlI were tested for their ability to differentiate these species. For B. amazonica three variant profiles produced with DdeI were observed. The study demonstrated that the ITS contains useful genetic markers for the identification of these snails.

Identificação específica e filogenia de moluscos neotropicais do gênero Biomphalaria através de técnicas de biologia molecular / Specific identification and phylogeny of snails of the Neotropical genus Biomphalaria using techniques of molecular biology

A identificação morfológica dos moluscos do gênero Biomphalaria é dificultada, principalmente, pela semelhança e extensa variação intraespecífica observada nos caracteres morfológicos utilizados na identificação clássica desses moluscos. Com o objetivo de contornar esses problemas, introduzimos metodologias moleculares como ferramentas adicionais à identificação morfológica. A análise de polimorfismo de seqüência da região espaçadora interna (ITS1 + 5.8S + ITS2) do gene codificador do RNAr de Biomphalaria, amplificada através da PCR (reação em cadeia da polimerase) e posterior digestão com enzimas de restrição (RFLP-polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição) foi utilizada com sucesso na separação das 10 espécies de Biomphalaria existentes no Brasil e outras espécies desse gênero oriundas de outras localidades da América do Sul (Argentina, Uruguai, Paraguai, Venezuela) e Cuba. Utilizndo a PCR-RFLP, foi possível separar: 1) as 10 espécies e uma subespécie de moluscos brasileiros do gênero Biomphalaria; 2) espécies similares encontradas no Brasil, Argentina e Uruguai tais como: B. kuhniana, B. intermedia, B. straminea, B. tenagophila, B. occidentalis, B. t. guaibensis, B. oligoza, B. peregrina e B. orbignyi; 3) populações de B. havanensis de Cuba, B. obstructa obtidas de Cuba e República Dominicana e Isla del Carmem, México e, 4) caracterizar populações de B. prona obtidas do lago de Valência e dos arredores deste (Venezuela). Essa técnica mostrou-se uma ferramenta taxonômica importante, confirmando, na maioria dos casos, a sistemática morfológica clássica reforçando as relações de similaridade entre espécies do gênero Biomphalaria pela criação do complexo B. tenagophila e demonstrando a alta similaridade genética entre B. peregrina e B. oligoza. A análise das seqüências da região espaçadora interna ITS2 permitiu estimar as relações filogenéticas das espécies brasileiras do gênero Biomphalaria. Foram utilizados 3 diferentes métodos de inferência filogenética (neighbor-joining, parcimônia e maximum likelihood). Nossos resultados mostraram que a região ITS1 é muito variável e que ITS2 contém marcadores moleculares apropriados para a determinação das relações filogenéticas entre as espécies de Biomphalaria. As árvores filogenéticas obtidas com estes métodos apoiaram a sistemática atual baseada em dados morfológicos. Neste estudo moluscos do gênero Helisoma foram usados como outgroup.

Identificação específica e filogenia de moluscos neotropicais do gênero Biomphalaria através de técnicas de biologia molecular

A identificação morfológica dos moluscos do gênero Biomphalaria é dificultada, principalmente, pela semelhança e extensa variação intraespecífica observada nos caracteres morfológicos utilizados na identificação clássica desses moluscos. Com o objetivo de contornar esses problemas, introduzimos metodologias moleculares como ferramentas adicionais à identificação morfológica. A análise de polimorfismo de seqüência da região espaçadora interna (ITS1 + 5.8S + ITS2) do gene codificador do RNAr de Biomphalaria, amplificada através da PCR (reação em cadeia da polimerase) e posterior digestão com enzimas de restrição (RFLP-polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição) foi utilizada com sucesso na separação das 10 espécies de Biomphalaria existentes no Brasil e outras espécies desse gênero oriundas de outras localidades da América do Sul (Argentina, Uruguai, Paraguai, Venezuela) e Cuba. Utilizndo a PCR-RFLP, foi possível separar: 1) as 10 espécies e uma subespécie de moluscos brasileiros do gênero Biomphalaria; 2) espécies similares encontradas no Brasil, Argentina e Uruguai tais como: B. kuhniana, B. intermedia, B. straminea, B. tenagophila, B. occidentalis, B. t. guaibensis, B. oligoza, B. peregrina e B. orbignyi; 3)populações de B. havanensis de Cuba, B. obstructa obtidas de Cuba e República Dominicana e Isla del Carmem, México e, 4) caracterizar populações de B. prona obtidas do lago de Valência e dos arredores deste (Venezuela). Essa técnica mostrou-se uma ferramenta taxonômica importante, confirmando, na maioria dos casos, a sistemática morfológica clássica reforçando as relações de similaridade entre espécies do gênero Biomphalaria pela criação do complexo B. tenagophila e demonstrando a alta similaridade genética entre B. peregrina e B. oligoza. A análise das seqüências da região espaçadora interna ITS2 permitiu estimar as relações filogenéticas das espécies brasileiras do gênero Biomphalaria.

Foram utilizados 3 diferentes métodos de inferência filogenética (neighbor-joining, parcimônia e maximum likelihood). Nossos resultados mostraram que a região ITS1 é muito variável e que ITS2 contém marcadores moleculares apropriados para a determinação das relações filogenéticas entre as espécies de Biomphalaria. As árvores filogenéticas obtidas com estes métodos apoiaram a sistemática atual baseada em dados morfológicos. Neste estudo moluscos do gênero Helisoma foram usados como outgroup.

Specific identification of Biomphalaria tenagophila and Biomphalaria occidentalis populations by the low stringency polymerase chain reaction

Althrough Biomphalaria occidentalis and B. tenagophila are indisguishable on the basis of shell morphology and the majority of their genital organs, only the latter is susceptible to infection with Schistosoma mansoni. Thus, the identification of these species is fundamental to epidemiological studies of schistosomiasis. Here we describe a simple and rapid method for differentiating B. tenagophila from B. occidentalis based on low stringency polymere chain reaction and using a pair of primers specific for the amplification of the 18S rRNA gene. Analysis of the low stringency product profiles of populations of these snails from different geographical regions confirmed this approach as being applicable to the identification of B. tenagophila and B. occidentalis in cases where classical morphology is inconclusive.

DNA polymorphism of schistosomes and their snail hosts

Analysis of the genomes of schistosomes and one of their intermediate hosts, Biomphalaria glabrata, using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) demonstrated that intraspecific genetic polymorphism in the parasite is limited but in the snail is highly pronounced. This suggests an important role for the snail in the determination of the epidemiology of the disease. In addition to their intraspecific stability, schistosome derived RAPDs exhibit a high level of interspecific polymorphism and are thus ideal for the construction of phylogenetic trees. For the detection of intraspecific polymorphisms extensive variation in the mitochondrial DNA is being exploited for the development of a PCR based test for Schistosoma mansoni. Gene level polymorphisms are being analyzed by Low Stringency Single Specific Primer PCR.