DNA Barcoding unveils cryptic lineages of Hoplias malabaricus from Northeastern Brazil / DNA Barcoding revela linhagens crípticas de Hoplias malabaricus no nordeste do Brasil

Abstract The trahira or wolf fish - Hoplias malabaricus- is a valid species, although recent cytogenetic and molecular studies have indicated the existence of a species complex. In this context, the present study analyzed the mitochondrial COI marker to determine the levels of genetic diversity of specimens from the Brazilian state of Maranhão, and verify the occurrence of distinct lineages within the study area. Samples were collected from the basins of the Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru, and Parnaíba rivers. A 630-bp fragment was obtained from 211 specimens, with 484 conserved and 108 variable sites, and 60 haplotypes (Hd = 0,947; π = 0,033). The phylogenetic analyses indicated the existence of three distinct lineages of H. malabaricus from Maranhão. Genetic distances of 1.5-8.2% were found between all the populations analyzed, while the variation between haplogroups ranged from 2.1% to 7.7%. The AMOVA indicated that most of the molecular variation was found among groups, with high FST values. The high levels of genetic variability found in the present study are supported by the available cytogenetic data. These findings reinforce the need for the development of effective programs of conservation and management independently for each river basin, in order to preserve the genetic variability found in this taxon.

Resumo A traíra - Hoplias malabaricus- é uma espécie válida, embora recentes estudos citogenéticos e moleculares tenham indicado a existência de um complexo de espécies. Neste contexto, o presente estudo analisou o marcador mitocondrial COI para determinar os níveis de diversidade genética dos espécimes do estado do Maranhão e verificar a ocorrência de linhagens distintas dentro da área de estudo. As amostras foram coletadas nas bacias dos rios Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru e Parnaíba. As análises filogenéticas indicaram a existência de três linhagens distintas nas populações do Maranhão. Obteve-se um fragmento de 630 pb de 211 espécimes, com 484 sítios conservados, 108 variáveis e 60 haplótipos (Hd = 0,947; π = 0,033). As análises filogenéticas indicaram a ocorrência de três linhagens distintas de H. malabaricus do Maranhão. Distâncias genéticas de 1.5 a 8.2% foram encontradas entre todas as populações analisadas, enquanto a variação entre os haplogrupos variou de 2.1% a 7.7%. A AMOVA indicou que a maior variação molecular foi entre os grupos, com altos valores de FST. Os altos níveis de variabilidade genética encontrados no presente estudo são suportados pelos dados citogenéticos disponíveis. Essas descobertas reforçam a necessidade de desenvolver programas de conservação e manejo independentemente para cada bacia hidrográfica, a fim de preservar a variabilidade genética encontrada neste táxon.

Molecular analysis reveals high diversity in the Hoplias malabaricus (Characiformes, Erythrinidae) species complex from different Amazonian localities

ABSTRACT DNA barcoding proposes that a fragment of DNA can be used to identify species. In fish, a fragment of cytochrome oxidase subunit I (COI) has been effective in many studies with different foci. Here we use this molecular tool to provide new insights into the cryptic diversity found in the Hoplias malabaricus species complex. Popularly known as trahira, H. malabaricus is widely distributed in South America. The clade shows molecular and cytogenetic diversity, and several studies have supported the occurrence of a complex of species. We performed molecular and karyotypic analysis of H. malabaricus individuals from eight Amazonian localities to assess the diversity present in the nominal taxon, and to clarify relationships within this group. We used 12 samples in cytogenetic analyses and found two karyomorphs: 2n = 40 (20m + 20sm) (karyomorph C) and 2n = 42 (22m + 20sm) (karyomorph A). We used 19 samples in molecular analyses with COI as a molecular marker, maximum likelihood analyses, and the Kimura-2-parameter evolutionary model with bootstrap support. We found karyomorph-related differentiation with bootstrap of 100%. However, we found high molecular diversity within karyomorph C. The observed pattern allowed us to infer the presence of cryptic diversity, reinforcing the existence of a species complex.

RESUMO O DNA barcoding propõe que um fragmento de DNA possa servir para identificar espécies. Em peixes, um fragmento do gene COI tem se mostrado eficaz em muitos estudos com focos diferentes. Nós usamos essa ferramenta molecular para fornecer novas informações sobre a diversidade críptica encontrada no complexo de espécies Hoplias malabaricus. Popularmente conhecida como traíra, H. malabaricus tem uma ampla distribuição na América do Sul. Esse clado mostra diversidade molecular e citogenética, e vários estudos dão suporte à ocorrência de um complexo de espécies. Realizamos análises molecular e cariotípica em indivíduos de H. malabaricus de oito localidades amazônicas, para acessar a diversidade no taxon nominal e elucidar as relações nesse grupo. Usamos 12 amostras em análises citogenéticas e encontramos dois cariomorfos: 2n = 40 (20m + 20sm) (cariomorfo C) e 2n = 42 (22m + 20sm) (cariomorfo A). Usamos 19 amostras em análise molecular, utilizando COI como marcador molecular, análises de máxima verossimilhança e o modelo evolutivo de Kimura-2-parâmetros com estimativa de bootstrap. Encontramos diferenciação relacionada aos cariomorfos com bootstrap de 100%. No entanto, encontramos alta diversidade molecular no cariomorfo C. O padrão observado nos permitiu inferir a presença de diversidade oculta, reforçando a existência de um complexo de espécies.

Integrative taxonomy reveals disjunct distribution and first record of Hoplias misionera (Characiformes: Erythrinidae) in the Amazon River basin: morphological, DNA barcoding and cytogenetic considerations

The Hoplias malabaricus group encompasses six valid species and still is believed to harbors cryptic diversity. In this work, an integrative approach including morphological, DNA barcoding, and cytogenetic considerations was conducted to characterize a population of H. malabaricus from the Amazon basin that was recently allocated in the same mitochondrial lineage with H. misionera, a species originally described from La Plata basin. The DNA barcoding analysis revealed that the Amazon population nested together with H. misionera specimens from the La Plata basin (BIN AAB1732) in the same cluster. The intragroup distance (0.5%) was 12 times lower than the nearest neighbor (6%) distance. The morphometric analysis demonstrated slightly variation between Amazon and La Plata populations, being the former composed by larger specimens. Further morphological data supported the molecular evidence of H. misionera inhabiting Amazon basin. The karyotype characterization of H. misionera in the Amazon population showed 2n=40 and karyotypic formulae 20m+20sm, that added to C-banding, Ag-NOR and 18S results are suggestive of the similarity to karyomorph C of H. malabaricus. This work reveals the first record of H. misionera outside of La Plata basin and expands the species distribution for 2500 km northward until the Marajó Island, estuary of Amazonas River.(AU)

O grupo Hoplias malabaricus compreende seis espécies válidas e ainda acredita-se que abriga diversidade críptica. Neste trabalho, uma abordagem integrativa incluindo considerações morfológicas, de DNA barcoding e de citogenética foi conduzida para caracterizar uma população de H. malabaricus da bacia amazônica que foi recentemente alocada na mesma linhagem mitocondrial de H. misionera, uma espécie originalmente descrita para a bacia La Plata. A análise molecular por DNA barcoding revelou que essa população amazônica forma um clado monofilético com espécimes de H. misionera provenientes da bacia La Plata (BIN AAB1732). A distância genética intragrupo (0,5%) é 12 vezes menor do que para o vizinho mais próximo (6%). A comparação morfométrica demonstrou pequena variação entre as populações amazônica e La Plata, sendo os primeiros ligeiramente maiores. Entretanto, os dados morfológicos corroboram com evidência molecular e confirmam a ocorrência de H. misionera na bacia amazônica. A caracterização cariotípica de H. misionera na população amazônica apresentou 2n=40 e fórmula cariotípica 20m+20sm, que aliada aos resultados de banda C, Ag-NOR e 18S sugerem que seja similar ao cariomorfo C de H. malabaricus. Esse trabalho revela o primeiro registro de H. misionera fora da bacia La Plata e estende a distribuição da espécie por mais de 2500 km ao Norte, até a Ilha do Marajó, estuário do rio Amazonas.(AU)

DNA Barcoding unveils cryptic lineages of Hoplias malabaricus from Northeastern Brazil

Abstract The trahira or wolf fish - Hoplias malabaricus- is a valid species, although recent cytogenetic and molecular studies have indicated the existence of a species complex. In this context, the present study analyzed the mitochondrial COI marker to determine the levels of genetic diversity of specimens from the Brazilian state of Maranhão, and verify the occurrence of distinct lineages within the study area. Samples were collected from the basins of the Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru, and Parnaíba rivers. A 630-bp fragment was obtained from 211 specimens, with 484 conserved and 108 variable sites, and 60 haplotypes (Hd = 0,947; = 0,033). The phylogenetic analyses indicated the existence of three distinct lineages of H. malabaricus from Maranhão. Genetic distances of 1.5-8.2% were found between all the populations analyzed, while the variation between haplogroups ranged from 2.1% to 7.7%. The AMOVA indicated that most of the molecular variation was found among groups, with high FST values. The high levels of genetic variability found in the present study are supported by the available cytogenetic data. These findings reinforce the need for the development of effective programs of conservation and management independently for each river basin, in order to preserve the genetic variability found in this taxon.

Resumo A traíra - Hoplias malabaricus- é uma espécie válida, embora recentes estudos citogenéticos e moleculares tenham indicado a existência de um complexo de espécies. Neste contexto, o presente estudo analisou o marcador mitocondrial COI para determinar os níveis de diversidade genética dos espécimes do estado do Maranhão e verificar a ocorrência de linhagens distintas dentro da área de estudo. As amostras foram coletadas nas bacias dos rios Turiaçu, Pindaré, Mearim, Itapecuru e Parnaíba. As análises filogenéticas indicaram a existência de três linhagens distintas nas populações do Maranhão. Obteve-se um fragmento de 630 pb de 211 espécimes, com 484 sítios conservados, 108 variáveis e 60 haplótipos (Hd = 0,947; = 0,033). As análises filogenéticas indicaram a ocorrência de três linhagens distintas de H. malabaricus do Maranhão. Distâncias genéticas de 1.5 a 8.2% foram encontradas entre todas as populações analisadas, enquanto a variação entre os haplogrupos variou de 2.1% a 7.7%. A AMOVA indicou que a maior variação molecular foi entre os grupos, com altos valores de FST. Os altos níveis de variabilidade genética encontrados no presente estudo são suportados pelos dados citogenéticos disponíveis. Essas descobertas reforçam a necessidade de desenvolver programas de conservação e manejo independentemente para cada bacia hidrográfica, a fim de preservar a variabilidade genética encontrada neste táxon.

Hoplias aff. malabaricus Bloch, 1794 (Characiformes: Erythrinidae) parasites / Parasitos de Hoplias aff. malabaricus Bloch, 1794 (Characiformes: Erythrinidae)

Aquatic organisms are a subject of great interest because of their nutritional value and their high availability as human food. As a result, an increasing number of studies are being conducted on potentially harmful aquatic organisms such as aquatic parasites that compromise host health, as well as affect public health by zoonosis. A balance between the characteristics of healthy and diseased states in fish infected by parasitic fauna is dependent on parasite-host-environment interactions. Here, we have compiled a bibliographical review of the general aspects and epidemiology of the parasites of Hoplias aff. malabaricus Bloch, 1794, a widely distributed and consumed fish species in Brazil.(AU)

Os organismos aquáticos têm sido alvo de constante interesse por conta de suas características nutricionais e da crescente disponibilização na alimentação humana. Sendo assim, estudos relacionados a organismos nocivos presentes nos ecossistemas aquáticos têm se intensificado, como, por exemplo, acerca dos parasitos, que podem interessar à saúde pública como zoonose ou comprometer a higidez dos hospedeiros. Os peixes apresentam sua fauna parasitária característica em que o equilíbrio do estado saúde-doença é dependente da interação da tríade parasito-hospedeiro-ambiente. Com isso, o objetivo do presente trabalho foi fazer uma revisão bibliográfica de aspectos gerais e da epidemiologia dos parasitos de Hoplias aff. malabaricus Bloch, 1794, amplamente distribuído e consumido no Brasil.(AU)

Avaliação ectoparasitológica, hematológica e histopatológica de traíras Hoplias malabaricus Bloch, 1794 provenientes de açudes localizados no município de Sumé, estado da Paraíba / Ectoparasitologic, hematologic and histopathologic assessment of Hoplias malabaricus Bloch, 1794 from ponds located in Sumé municipality, state of Paraíba, Brazil

Hoplias malabaricus Bloch, 1794 é uma das espécies de peixes mais comumente encontrada nos açudes da Microrregião do Cariri Paraibano, todavia ainda não existem estudos na região sobre a sua fauna parasitária. Em virtude disso, o estudo objetivou caracterizar a fauna ectoparasitológica, o perfil hematológico e os achados histopatológicos das brânquias de H. malabaricus provenientes de quatro açudes localizados no município de Sumé/PB. Em cada açude foram capturados 10 exemplares e foi realizada a análise limnológica da água. Realizou-se a biometria dos exemplares e foram colhidas amostras sanguíneas por venopunção caudal. Os métodos de coleta de parasitos foram realizados segundo as recomendações da literatura. Além disso, foram coletadas amostras de brânquias para avaliação histopatológica. A comparação das médias foi feita pelo Teste Tukey a 5% de probabilidade. Os resultados mostram que a ectoparasitofauna de H. malabaricus provenientes de açudes localizados no município de Sumé/PB apresentou-se diversificada, sendo identificados vários táxons de ectoparasitos na superfície corporal e brânquias. A fauna parasitária promoveu alterações hematológicas e histopatológicas nas brânquias. Além disso, os resultados evidenciam uma relação de epibiose de Epistylis sp. com Lernaea cyprinacea e crustáceos branquiúros em H. malabaricus.(AU)

Hoplias malabaricus Bloch, 1794 is one of the fish species most commonly found in the micro-region ponds of Cariri in Paraíba; however there are no studies in the region on its parasitic fauna. Due to this, the study aimed to characterize the ectoparasitologic fauna, blood profile and histopathological findings of the gills of H. malabaricus from four ponds in Sumé/PB. At each pond 10 specimens were captured and limnological water analysis was performed as the biometrics of specimens and blood samples were collected by caudal venipuncture. Parasite collection methods were used according to literature recommendations. Also gill samples were collected for histopathological assessment. Comparison of the averages were made by Tukey test at a probability of 5%. The results show that H. malabaricus ectoparasite fauna from ponds located in Sumé/PB is diverse, once various ectoparasites taxons are identified on body surface and gills. The parasitic fauna promoted hematological and histopathological changes in the gills. The results show also an epibiosis relationship of Epistylis sp. with Lernaea cyprinacea and branchiurans crustaceans on H. malabaricus.(AU)

Effects of water-soluble fraction of petroleum on growth and prey consumption of juvenile Hoplias aff. malabaricus (Osteichthyes: Erythrinidae) / Efeitos da fração solúvel de petróleo no crescimento e consumo em juvenis de Hoplias aff. malabaricus (Osteichthyes: Erythrinidae)

Abstract The influence of the water-soluble fraction of petroleum (WSF) on prey consumption and growth of juvenile trahira Hoplias aff. malabaricus was investigated. Juveniles were submitted to either WSF or Control treatment over 28 days, and jewel tetra Hyphessobrycon eques adults were offered daily as prey for each predator. Total prey consumption ranged from 16 to 86 individuals. Despite the initially lower prey consumption under WSF exposure, there were no significant differences in overall feeding rates between the two treatments. Water-soluble fraction of petroleum had a negative effect on the growth in length of H. aff. malabaricus juveniles. Although unaffected, prey consumption suggested a relative resistance in H. aff. malabaricus to WSF exposition and the lower growth of individuals exposed to WSF than the Control possibly reflects metabolic costs. The implications of the main findings for the individual and the food chain are discussed, including behavioral aspects and the role played by this predator in shallow aquatic systems.

Resumo A influência da fração solúvel de petróleo (FSP) no consumo de presas e crescimento de juvenis da traíra Hoplias aff. malabaricus foi investigada. Os juvenis foram submetidos aos tratamentos FSP e Controle durante 28 dias, e adultos de matogrosso Hyphessobrycon eques foram oferecidos diariamente como presa para cada predador. O total de presas consumidas variou de 16 a 86 indivíduos. Apesar do menor consumo inicial de presas sob exposição de FSP, não houve diferenças significativas nas taxas de consumo entre os dois tratamentos. A FSP teve um efeito negativo no crescimento em tamanho de juvenis de H. aff. malabaricus. Embora a ausência de efeito no consumo de presas sugira uma relativa resistência de H. aff. malabaricus à exposição à FSP, o menor crescimento em tamanho dos indivíduos expostos ao poluente reflete possivelmente custos metabólicos. As implicações dos principais resultados nos níveis do organismo e da cadeia alimentar são discutidos, incluindo aspectos comportamentais e o papel desempenhado por este predador em ecossistemas aquáticos rasos.

Tooth morphology, implantation and replacement system of Hoplias malabaricus (Teleostei, Characiformes, Erythrinidae) / Morfologia, implantação e sistema de substituição dentária do Hoplias malabaricus (Teleostei, Characiformes, Erythrinidae)

The oropharyngeal cavity of Hoplias malabaricus, an ichthyophagous freshwater fish, is anatomically adapted to predation. Macroscopic and microscopic analyses were conducted in order to study the morphology and system of implantation and replacement of teeth. The results showed that this teleost has conical and caniniform teeth, with an orthodentin crown covered by an enameloid cap and a vascularised orthodentin in the root. With regard to the implantation system, there is a junction between the tooth and the bone tissue, as a typical physiological dental ankylosis. The teeth are replaced by a resorption process of multinucleated giant cells that actively eliminate the dentin and bone tissue.

A cavidade orofaríngea do Hoplias malabaricus, um peixe de água doce ictiófago, é anatomicamente adaptado à predação. Análises macroscópica e microscópica foram realizadas com o objetivo de estudar a morfologia e o sistema de implantação e substituição dentária. Os resultados mostraram que este teleósteo apresenta dentes cônicos e caniniformes, com coroa de ortodentina coberta por capuz enamelóide e ortodentina vascularizada na raiz. Em relação ao Sistema de implantação, existe uma junção entre o dente e o tecido ósseo, semelhante a uma anquilose dentária fisiológica típica. Os dentes são substituídos por um processo de reabsorção por células gigantes multinucleadas que ativamente eliminam a dentina e o tecido ósseo.