ABSTRACT
Abstract The Great Curassow (Crax rubra) is a Neotropical bird with a wide distribution; it is classified under different threat categories and is listed as a vulnerable species by the IUCN. The Official Mexican Standard, the NOM-059-SEMARNAT-2010, indicates that the Great Curassow is a threatened species, and the subspecies Crax rubra griscomi, which is restricted to the island of Cozumel, is classified as critically endangered. Habitat loss and fragmentation, hunting, overexploitation, and illegal trade are among the main factors that have placed the bird at an endangered status. The objective of the present study was to determine the genetic structure and variation of the species within the Mexican populations of Crax rubra by using three mitochondrial markers, and one nuclear marker (COI, ND2, Cyt b, and MUSK). We used 47 samples obtained by noninvasive collection (feathers) including the two different color phases of the female plumage: dark brown and barred (rare in Mexico). Gene flow between the remaining populations is recent and extensive, even between the continental and the island population (C. r. griscomi). The results indicate that the subspecies C. r. rubra and C. r. griscomi do not present a marked genetic differentiation because the second exhibits an exclusive haplotype and a shared haplotype. With this study, we provide the first genetic-geographic approximation of the curassow in Mexico, where a gradual geographic differentiation is observed between the western and eastern populations of the Isthmus of Tehuantepec, and we provide a baseline for future studies. Finally, the information obtained indicates that important genetic diversity persists in the Mexican populations of the Great Curassow and that sufficient conservation within the ecosystems of these subspecies can be obtained by protecting them from overexploitation and by conserving and restoring their habitat.
Resumen El hocofaisán (Crax rubra) es un ave de la región Neotropical con amplia distribución, que se encuentra en diferentes categorías de riesgo, por la IUCN está catalogada como una especie Vulnerable. A nivel nacional, dentro de la NOM-059-SEMARNAT-2010 está considerada como una especie amenazada, y la subespecie Crax rubra griscomi restringida a la isla de Cozumel, está categorizada como en peligro de extinción. Entre los factores principales por los que se encuentra en grave riesgo, destacan la pérdida y fragmentación del hábitat, la cacería, la sobreexplotación, la extracción y el comercio ilegal. El objetivo del presente estudio es conocer la estructura y variación genética de la especie dentro de las poblaciones silvestres mexicanas de Crax rubra, mediante el uso de tres marcadores mitocondriales y uno nuclear (COI, ND2, Cyt b y MUSK). A partir de 47 muestras obtenidas mediante colecta no invasiva (plumas) que incluyen las dos fases de plumaje de la hembra: café oscura y barrada (rara en México). Se observó que el flujo génico entre las poblaciones remanentes es reciente y extenso, incluso entre las poblaciones continentales y la isleña (C. r. griscomi). Los resultados indican que las subespecies C. r. rubra y C. r. griscomi no presentan una marcada diferenciación genética dado que la segunda presentó un haplotipo exclusivo y uno compartido. Con el presente estudio brindamos la primera aproximación genético-geográfica del hocofaisán en México y una línea de base para futuros estudios, en el que se observa una diferenciación geográfica gradual entre las poblaciones del oeste y del este del Istmo de Tehuantepec. Finalmente, la información obtenida indica que en las poblaciones mexicanas del hocofaisán persiste una diversidad genética importante y que su conservación en los ecosistemas puede ser suficiente mediante la protección a la sobreexplotación, la conservación y restauración de su hábitat.
ABSTRACT
The genus Pterois includes nine valid species, native to the Red Sea and Indian Ocean throughout the Western Pacific. P. volitans and P. miles are native to the Indo-Pacific, and were introduced into Florida waters as a result of aquarium releases, and have been recently recognized as invaders of the Western Atlantic and Caribbean Sea (Costa Rica to Venezuela). Thus far, cytogenetic studies of the genus Pterois only cover basic aspects of three species, including P. volitans from Indo-Pacific Ocean. Considering the lack of more detailed information about cytogenetic characteristics of this invasive species, the objective of the present study was to investigate the basic and molecular cytogenetic characteristics of P. volitans in Venezuela, and compare the results with those from the original distribution area. For this, the karyotypic characteristics of four lionfish caught in Margarita Island, Venezuela, were investigated by examining metaphase chromosomes by Giemsa staining, C-banding, Ag-NOR, and two-colour-Fluorescent in situ hybridization (FISH) for mapping of 18S and 5S ribosomal genes. Comparing the sequences of the 16S gene of the specimens analyzed, with sequences already included in the Genbank, we corroborated that our specimens identified as P. volitans are in fact this species, and hence exclude the possibility of a misidentification of P. miles. The diploid number was 2n=48 (2m+10sm+36a) with FN=60. Chromosomes uniformly decreased in size, making it difficult to clearly identify the homologues except for the only metacentric pair, and the pairs number two, the largest of the submetacentric series. C-banding revealed only three pairs of chromosomes negative for C-band, whereas all remaining chromosomes presented telomeric and some interstitial C-positive blocks. Only two chromosomes were C-banding positive at the pericentromeric regions. Sequential staining revealed Ag-NOR on the tips of the short arms of chromosome pair number two and the FISH assay revealed that 18S rDNA and 5S rDNA genes are co-located on this chromosome pair. The co-localization of 5S rDNA and 45S rDNA is discussed. Both constitutive heterochromatin and NOR location detected in samples examined in this study, differ from those reported for P. volitans in previous analysis of specimens collected in Indian Ocean (Java), suggesting the occurrence of chromosome microrearrangements involving heterochromatin during the spread of P. volitans.Rev. Biol. Trop. 62 (4): 1365-1373. Epub 2014 December 01.
El género Pterois contiene nueve especies válidas, nativas del Mar Rojo y el Océano Índico en el Pacífico occidental. P. volitans y P. miles son nativas del Indo-Pacífico, y fueron introducidas en las aguas de Florida como resultado de la liberación de peces confinados en acuario y han sido reconocidas recientemente como invasoras en el Atlántico Occidental y Mar Caribe (Costa Rica hasta Venezuela). Los estudios citogenéticos realizados hasta ahora en el género Pterois cubren solamente aspectos básicos de tres especies que incluyen a P. volitans del océano Indo-Pacífico. Debido a la ausencia de información detallada sobre las características cromosómicas de esta especie invasora, el objetivo del presente estudio fue investigar las características citogenéticas en ejemplares de Venezuela mediante técnicas convencionales y moleculares y comparar los resultados con los reportados para el área de distribución original. Para ello, se investigaron las características cariotípicas mediante tinción con Giemsa, bandeo-C, impregnación con Nitrato de Plata (Ag-NOR) e hibridación fluorescente in situ (FISH) dual para localizar los genes ribosomales 18S rDNA y 5S rDNA en cuatro ejemplares de pez león capturados en la Isla Margarita, Venezuela. La comparación de secuencias del gen 16S de los especímenes analizados con secuencias ya incluidas en el Genbank permitieron corroborar la identificación de P. volitans excluyendo así la posibilidad de una identificación errónea de P. miles. El número diploide fue 2n=48 (2m+10sm+36a) con un FN=60. Los cromosomas presentaron tamaños que disminuyen de manera uniforme dificultando la identificación de homólogos, excepto el único par metacéntrico y el par cromosómico número 2. El bandeo-C reveló tres pares de cromosomas bandas-C negativos, mientras que los restantes presentaron bloques bandas-C positivos en posición telomérica y, en algunos casos, intersticial. Sólo dos cromosomas mostraron bandas-C pericentroméricas. La tinción secuencial reveló las Ag-NOR localizadas en los extremos de los brazos cortos del par número dos y el ensayo FISH demostró que los genes 18S rDNA y 5S rDNA se localizan en ese mismo par. Se discute la co-localización de los genes 5S rDNA y 18S rDNA. La distribución de la heterocromatina constitutiva y localización de las NORs en los peces examinados difirió de la reportada para ejemplares de P. volitans del Océano Índico (Java), sugiriendo que durante la propagación de P. volitans han ocurrido reorganizaciones cromosómicas que involucran la heterocromatina.