Gnathostomiasis acquired after consumption of raw freshwater fish in the Amazon region: a report of two cases in Brazil

Abstract Gnathostomiasis is a parasitic zoonosis caused by the helminth Gnathostoma spp., acquired through the consumption of raw or undercooked contaminated aquatic animals.The disease is endemic in Southeast Asia and Central America. Two male patients, both middle-aged, presented with single itchy erythemato-edematous plaques on the anterior thorax and left flank. Both had consumed raw fish in the Amazon region. The clinical and epidemiological examinations suggested gnathostomiasis, and treatment with albendazole caused total regression of the lesions. Health teams should be familiar with the disease to provide correct diagnosis. The control strategy should be based on health education for the population.

Discrimination of species and populations of the genus Cichla (Cichliformes: Cichlidae) in rivers of the Amazon basin using otolithic morphometry

ABSTRACT The genus Cichla is a highly diverse group, with 16 species already described. Externally, some species are very similar and discriminating between them may be very difficult. Nevertheless, discrimination of fish stocks is essential for management purposes. Morphometric analyses of otoliths have been successfully used to distinguish species and fish stocks, especially in marine environments. This study evaluated whether sagittal otolith shape can be used to discriminate among the species Cichla temensis, C. monoculus, and C. orinocensis, as well as within populations of C. temensis in rivers of the Amazon. Shape indices and Fourier coefficients were used to describe the shape of the otoliths. Among the groups of species, the morphology of the sagittal otolith of C. temensis was totally distinct from the species C. monoculus and C. orinocensis. While among populations of C. temensis, individuals from the Negro and Jatapú Rivers were different, regardless of the methods used. These results confirm the ability to differentiate species and populations by using the morphology of otoliths. However, more research is needed to verify the role of genetic versus environmental and biotic effects, and thus be able to explain the discrimination observed in otoliths.

RESUMO O gênero Cichla é bastante diverso, com 16 espécies descritas. Algumas espécies são externamente muito similares e sua discriminação pode ser bastante difícil. Ao mesmo tempo, a discriminação de estoques pesqueiros é essencial para propostas de manejo. Análises morfométricas em otólitos têm sido utilizadas com sucesso para a distinção de espécies e estoques pesqueiros, principalmente em ambientes marinhos. Este estudo avaliou se o formato do otólito sagittal pode ser utilizado para discriminar entre espécies Cichla temensis, C. monoculus e C. orinocensis, bem como dentro de populações de C. temensis em diferentes rios amazônicos. Índices de forma e coeficientes de Fourier foram utilizados para descrever a forma dos otólitos. Dentre as espécies, a morfologia do otólito sagittal do C. temensis mostrou ser totalmente distinta das espécies C. monoculus e C. orinocensis. Enquanto no grupo das populações de C. temensis, os indivíduos dos rios Negro e Jatapú mostraram-se diferentes independente dos métodos utilizados. Esses resultados confirmam a capacidade de diferenciação de espécies e populações através da morfologia dos otólitos. No entanto, são necessárias mais pesquisas para verificar o papel dos efeitos genéticos em comparação aos efeitos ambientais e bióticos para explicar a discriminação observada nos otólitos.

Prospecting molecular markers to distinguish Cichla kelberi, C. monoculus and C. piquiti / Prospecção de marcadores moleculares para distinção de Cichla kelberi, Cichla monoculus e Cichla piquiti

Peacock bass, a fish of the genus Cichla, is an exotic species from the upper river Paraná floodplain in which the species Cichla kelberi and C. piquiti have been confirmed, coupled to the specie C. monoculus upstream in the Capivara and Taquaruçu dams. The introduction of this genus has caused negative impacts on the diversity of native species. Current research prospects DNA sequences capable of distinguishing the three species and provide molecular data for the taxonomic characterization of the species in the upper Paraná River basin. Sequencing of nuclear (tmo4c4, dlx2 and bmp4) and mitochondrial (cox1, cytb) loci were done from fish of the three species of the genus Cichla reported in the literature of the upper Paraná River basin. Sequence analysis provided molecular differentiation for the species through the usage of loci cytb, dlx2 and cox1. Since the latter only distinguished C. piquiti from the other Cichla species, the loci bmp4 and tmo4c4 were not adequate to accomplish our aim.

O tucunaré é um peixe pertencente ao gênero Cichla, sendo exótico na planície de inundação do alto rio Paraná, onde foi confirmada a presença das espécies Cichla kelberi e C. piquiti e, logo a montante, C. monoculus, nas represas de Capivara e Taquaruçu. A introdução deste gênero tem ocasionado impacto negativo à diversidade de espécies nativas. Visando providenciar dados moleculares para auxiliar na caracterização taxonômica das espécies deste gênero na bacia do alto rio Paraná, os objetivos deste trabalho foram prospectar sequências de DNA capazes de distinguir as três espécies. Procedeu-se o sequenciamento de loci nucleares (tmo4c4, dlx2 e bmp4) e mitocondriais (cox1, cytb) de peixes das três espécies do gênero Cichla relatadas na literatura da bacia do alto rio Paraná. As análises das sequências possibilitaram a diferenciação molecular para estas espécies pela utilização dos loci cytb, dlx2 e cox1; este último, somente para distinguir C. piquiti das demais espécies de Cichla. A utilização dos loci bmp4 e tmo4c4 não foi adequada para este propósito.

Growth of the Cichla temensis Humboldt, 1821 (Perciformes: Cichlidae) from the middle rio Negro, Amazonas, Brazil

This study aimed to estimate age and growth of the peacock bass Cichla temensis from the rio Negro (Brazilian Amazonia) by analyzing scale annuli. Specimens were captured between October 2011 and September 2012 in the main channel of the river and in adjacent lakes in the municipality of Barcelos, AM, Brazil. Six growth checks were identified on the scales of specimens. The annual variation in body condition observed suggests that fat is accumulated during the dry season. Results for the GSI (gonadosomatic index) showed that peak reproduction occurred in the receding-water period, indicating that the fish had energy deficiencies as a result of reproductive activity. RMI (relative marginal increment) analysis revealed that an annulus is formed once a year during the receding-water period. The population parameters estimated were L50 (length at sexual maturity) = 31.11 cm, L∞ (asymptotic length) = 68.05 cm, k (growth coefficient) = 0.20.year-1 and A0.95 (longevity) = 14 years. Our results corroborate the validity of using growth rings in scales as indicators to estimate the age and growth rate of Cichla temensis in the middle rio Negro.

Este estudo teve como objetivo estimar a idade e o crescimento do tucunaré Cichla temensis do rio Negro (Amazônia brasileira) por meio de anéis nas escamas. Os espécimes foram capturados entre outubro de 2011 e setembro de 2012, no canal principal e lagos adjacentes, no município de Barcelos, AM, Brasil. Seis anéis de crescimento foram identificados nas escamas de C. temensis. A variação anual observada no fator de condição sugere que o acúmulo de gordura ocorreu durante o período de seca. Os resultados de IGS (índice gonadossomático) indicaram que o pico da reprodução ocorreu no período da vazante e que a espécie teve um déficit de energia em seu organismo, devido à atividade reprodutiva. Análise do IMR (incremento marginal relativo) mostrou que há formação de anel uma vez por ano, no período da vazante. Os parâmetros populacionais estimados para C. temensis foram: L50 (comprimento da maturidade sexual) = 31,11 cm; L∞ (comprimento assintótico) = 68,05 cm; k (coeficiente de crescimento) = 0,20.ano-1 e A0,95 ( longevidade ) = 14 anos. Nossos resultados confirmaram a validade do uso das marcas de crescimento, em escamas, para estudo de crescimento de Cichla temensis, como indicadoras da idade e do ritmo de crescimento dessa espécie na região do médio rio Negro.

A introdução do gênero Cichla [Block e Schneider, 1801] na planície de inundação do alto rio Paraná / The cichla [Block e Schneider, 1801] genus in floodplains of the upper Paraná river / La introducción del género Cichla [Block y Schneider, 1801] en la llanura de inundación del alto río Paraná

As espécies que compõem o gênero Cichla Block e Schneider, 1801 são piscívoras, possuem grande plasticidade fenotípica e oferecem cuidados para sua prole, motivos estes que as tornam invasoras de alto impacto ambiental. O conhecimento taxonômico e da diversidade genética são importantes para o monitoramento populacional das espécies introduzidas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar as espécies e esboçar um histórico da presença do gênero Cichla na planície de inundação do alto rio Paraná evidenciando a problemática de sua introdução nesta região. Análises de diversidade genética em populações introduzidas na bacia do rio Paraná de Cichla kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] e C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] têm demonstrado a origem dos espécimes introduzidos assim como a sua hibridação...

The species constituting the Cichla [Block e Schneider, 1801] genus are piscivorous, present great phenotypic plasticity and provide care for their offspring, reasons that characterise these intruders as of high environmental impact. The taxonomic and genetic diversity knowledge is important for population monitoring of the introduced species. The aim of this study is to characterize the species and draw a history of the presence of the Cichla genus in the floodplain of the Upper Paraná River, showing the problems of its introduction in such region. The analyses of genetic diversity of C. kelberi [Kullander e Ferreira, 2006] and C. piquiti [Kullander e Ferreira, 2006] on populations introduced to the Paraná River basin have demonstrated the origin of specimens introduced as the hybridization of these two species...

Las especies que componen el género Cichla Block y Schneider, 1801 son piscívoras, tienen gran plasticidad fenotípica y ofrecen cuidados a su prole, motivos estos que las vuelven invasoras de alto impacto ambiental. El conocimiento taxonómico y la diversidad genética son importantes para el monitoreo poblacional de las especies introducidas. El objetivo de este trabajo ha sido caracterizar las especies y esbozar un histórico de la presencia del género Cichla en la llanura de inundación del alto Río Paraná evidenciando la problemática de su introducción en esta región. Análisis de la diversidad genética en poblaciones introducidas en la bacía del Río Paraná de Cichla kelberi [Kullander y Ferreira, 2006] y C. piquiti [Kullander y Ferreira, 2006], ha demostrado el origen de los especímenes introducidos, así como su hibridación...

Endohelminths in Cichla piquiti (Perciformes, Cichlidae) from the Paraná river, São Paulo state, Brazil / Endohelmintos de Cichla piquiti (Perciformes, Cichlidae) procedentes do rio Paraná, estado de São Paulo, Brasil

Fifty specimens of Cichla piquiti were collected from the Paraná River downstream of the Ilha Solteira Hydroelectric Power Station in Brazil and surveyed for endohelminth parasites. All fish were parasitised by at least one helminth species (overall prevalence [P] = 100%). Eight parasite taxa were present: the nematode Procamallanus (Procamallanus) peraccuratus in the intestines; third-stage larvae of the anisakids Contracaecum sp. and Hysterothylacium sp. in the visceral cavity, mesentery and serosa of the stomach and intestines and on the liver and spleen; the trematodes Austrodiplostomum compactum in the eye (metacercariae) and Genarchella genarchella in the stomach; and the cestodes Proteocephalus macrophallus, Proteocephalus microscopicus, and Sciadocephalus megalodiscus in the intestines. Hysterothylacium sp. larvae (P = 86%) and P. microscopicus (P = 74%) were the most prevalent parasites. Anisakids were more prevalent and abundant in the dry season. A negative correlation between the abundances of Hysterothylacium sp. and P. microscopicus was observed, suggesting a competitive/antagonistic relationship between these parasites. Cichla piquiti represents a new host for four parasite species. These new records significantly increase the list of parasites of C. piquiti, contributing to the knowledge of the host-parasite relationship and the geographical distribution of these helminths.

Cinquenta espécimes de Cichla piquiti foram colhidos do Rio Paraná, a jusante da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, Brasil, na pesquisa de endohelmintos. Todos os peixes estavam parasitados por, pelo menos, uma espécie de helminto (prevalência total [P] = 100%). Foram encontrados oito taxa de parasitas: os nematóides Procamallanus (Procamallanus) peraccuratus no intestino; larvas de terceiro estádio dos anisaquídeos Contracaecum sp. e Hysterothylacium sp. na cavidade abdominal, mesentério e serosa do estômago e do intestino, e sobre o fígado e baço; metacercárias do trematódeo Austrodiplostomum compactum no olho e um indivíduo adulto de Genarchella genarchella no estômago; os cestóides Proteocephalus macrophallus, Proteocephalus microscopicus e Sciadocephalus megalodiscus no intestino. Larvas de Hysterothylacium sp. (P = 86%) e P. microscopicus (P = 74%) foram os parasitas mais prevalentes. Anisaquídeos apresentaram maior prevalência e abundância no período seco. Foi observada uma correlação negativa entre as abundâncias de Hysterothylacium sp. e P. microscopicus, sugerindo uma relação de antagonismo/competição entre esses parasitas. Cichla piquiti é descrito como novo hospedeiro para quatro espécies de parasitas. Estes novos registros aumentam significativamente a lista de parasitas de C. piquiti, contribuindo para o conhecimento da relação parasito-hospedeiro e distribuição geográfica desses helmintos.

Molecular identification of Cichla (Perciformes: Cichlidae) introduced in reservoirs in Southern Brazil / Identificação molecular de Cichla (Perciformes: Cichlidae) introduzidas nos reservatórios do Sul do Brasil

Species of peacock bass were introduced in several watersheds in South America and worldwide, mainly due to its importance to sport fishing, by being a fighting fish. A recent revision of the genus Cichla showed that the species introduced in reservoirs of the South, Southeast and Northeast regions of Brazil are two new species, described as Cichla kelberi (yellow peacock bass) and Cichla piquiti (blue peacock bass), erroneously identified as C. monoculus and C. ocellaris. With the purpose to identify the populations of Cichla in Paranapanema and Paraná rivers, a total of 323 base pairs (bp) of the mtDNA control region were sequenced, obtained from 84 specimens of Cichla in six different localities (Tapajós river, Solimões river, Capivara, Taquaruçu and Rosana reservoirs in the Paranapanema river, and in the upper Paraná river floodplain). The analyses revealed the genetic diversity of Cichla monoculus, introduced into the Capivara reservoir, originally from the region of Manaus (Amazonas State), and spread in the reservoirs downstream (Taquaruçu and Rosana). The occurrence of the same haplotypes in the three reservoirs suggests one single introduction. This study confirmed the introduction of Cichla in the Capivara reservoir and showed the genetic diversity of Cichla in the Paranapanema river.

Espécies de tucunaré foram introduzidas em inúmeras bacias hidrográficas da América do Sul e em outras regiões do planeta, principalmente pelas suas características esportivas, de peixe lutador. Revisão recente das espécies do gênero Cichla mostraram que as espécies que foram introduzidas nos reservatórios das regiões Sul, Sudeste e Nordeste, são duas espécies novas, descritas como Cichla kelberi (tucunaré amarelo) e Cichla piquiti (tucunaré azul) identificadas erroneamente como C. monoculus e C. ocellaris. Com o objetivo de identificar as populações de Cichla presentes no rio Paranapanema e Paraná, foram sequenciadas um total de 323 pares de bases (pb) da região controle (mtDNA) obtidas de 84 espécime de Cichla em seis localidades diferentes (rio Tapajós, rio Solimões, Reservatórios de Capivara, Taquaruçu, Rosana localizados no rio Paranapanema e na bacia do alto rio Paraná. Os dendrogramas e as análises das populações revelaram fortes evidências de que Cichla monoculus foi introduzida no reservatório de Capivara, proveniente da região de Manaus e se dispersou para os reservatórios localizados a jusante (Taquaruçu e Rosana). A ocorrência dos mesmos haplótipos nos três reservatórios sugerem uma única introdução. Este trabalho confirma a introdução de Cichla no reservatório de Capivara e revela a diversidade genética das espécies presentes no rio Paranapanema.

Digestive tract morphology of the Neotropical piscivorous fish Cichla kelberi(Perciformes: Cichlidae) introduced into an oligotrophic Brazilian reservoir

Despite being one of the most well-known cichlid fish of importance to artisanal and sport fishing, and among the largest fishes in the Neotropics, data on digestive tract anatomy of peacock basses (Cichla spp.) are largely lacking, especially for non-native populations. in this paper, we describe for the first time the digestive tract morphology of Cichla kelberi, a voracious piscivore that was introduced in the 1950s into an oligotrophic and physically low-complex impoundment in Brazil. Peacock basses were collected between 1994 and 2002 in Lajes Reservoir, through gillnets (25 to 55mm mesh; 20-50x2m), seines (10x2.5m; 8.0mm mesh), cast nets and angling. All the fishes were kept on ice in the field and then transferred to the laboratory, where they were identified, measured, weighed and dissected for digestive tract analyses. The index of Relative importance-IRI was calculated for diet characterization while linear and non-linear regressions were performed to assess growth patterns of four morphological characters related to feeding (e.g. mouth width, mouth height, stomach length and intestine length) and the number of gill rakers during the C. kelberi ontogeny. Most digestive tract structures were directly related to the piscivorous diet of C. kelberi, indicating that peacock bass is a diurnal, bathypelagic and gape-size limited predator that feeds largely on shallow-water prey species within the littoral zone. Mouth width and height grew allometrically (b>1) with the size of peacock bass, broadening the size range in which prey can be eaten, but especially for predators smaller than ~400mm of total length. Differently, stomach and intestine lengths increased isometrically (b=1), which could constrain prey consumption for adult C. kelberi, especially those at advanced stages of gonadal maturation. The presence of longer-drawn, sharp and furcated gill rakers in C. kelberi may be related to increased prey retention in the resource-limited Lajes Reservoir, but further studies are necessary whether such features are randomly triggered by genetic or phenotypic anomalies, or effectively bring ecological advantages to the predator. In addition to contribute to improve the current biological knowledge on peacock basses, our results can be also useful to further comparisons on whether those morphological features related to feeding will change with transitions on prey consumption by C. kelberi and/or with the particular conditions of the invaded ecosystem. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1245-1255. Epub 2011 September 01.

A pesar de ser uno de los peces cíclidos más conocidos por su importancia para la pesca artesanal y deportiva, y entre los más grandes peces en el Neotrópico, los datos sobre la anatomía del tracto digestivo de los pavones (Cichla spp.) están bastante deficientes, especialmente para las poblaciones no nativas. En este trabajo se describe por primera vez la morfología del tracto digestivo de Cichla kelberi, un piscívoro voraz que se introdujo en la década de 1950 en un embalse oligotrófico y físicamente de baja complejidad en Brasil. Los pavones se recogieron entre 1994 y 2002 en el embalse Lajes, con redes de enmalle (25 a 55mm de malla, 20-50x2m), redes de cerco (10x2.5m, 8.0mm de malla), atarrayas y pesca. Todos los peces se mantuvieron en hielo en el campo y luego fueron trasladados al laboratorio, donde fueron identificados, medidos, pesados y disectados para el análisis del tracto digestivo. El Índice de importancia Relativa, el IIR se calculó para la caracterización de la dieta, mientras que las regresiones lineales y no lineales se realizaron para evaluar los patrones de crecimiento de cuatro caracteres morfológicos relacionados con la alimentación (por ejemplo: ancho de la boca, altura de la boca, longitud del estómago y longitud del intestino) y el número de branquiespinas en la ontogenia en C. kelberi. La mayoría de las estructuras del tracto digestivo estaban directamente relacionadas con la dieta de los piscívoros C. kelberi, lo que indica que el pavón es un depredador diurno, batipelágico y limitado por el tamaño de la boca abierta ya que se alimenta en gran medida de presas en aguas poco profundas de la zona litoral. El ancho de la boca y la altura tuvieron un crecimiento alométrico (b>1) con el tamaño de pavones, y se amplió el rango de tamaño en el que las presas se pueden ser comidas, pero sobre todo para los depredadores menores de ~400mm de longitud total. A diferencia, las longitudes del estómago y el intestino aumentaron isométricamente (b=1), lo que podría limitar el consumo de presas para adultos de C. kelberi, especialmente aquellos en etapas avanzadas de la maduración gonadal. La presencia de branquiespinas marcadas, agudas y furcadas en C. kelberi puede estar relacionada con un incremento en la retención de presas en los recursos limitados del embalse Lajes, pero son necesarios más estudios si tales características son desencadenadas al azar por anomalías genéticas o fenotípicas, o efectivamente son una ventaja ecológica para el depredador. Además de contribuir con el mejoramiento del conocimiento biológico actual en los pavones, nuestros resultados también pueden ser útiles para estudiar si las características morfológicas relacionadas con la alimentación van a cambiar con las transiciones en el consumo de presas por C. kelberi y/o con las condiciones particulares del ecosistema invadido.

Reproduction of Cichla kelberi Kullander and Ferreira, 2006 introduced into an artificial lake in southeastern Brazil / Reprodução de Cichla kelberi Kullander and Ferreira, 2006 introduzidos em um lago artificial no Sudeste do Brasil

The objective of this study was to characterize the reproduction of Cichla kelberi in an artificial lake, located in the municipality of Leme, in the state of São Paulo, Brazil. Breeding occurred in spring, and summer. The L50 and the L100 of this species were 192 and 235 mm (L50), for males and females, respectively, and 290 mm (L100) for both sexes. Spawning was parceled. The oocytes matured at a size of 428.4 µm, reaching their maximum at 2,203.2 µm. A mean of fecundity were of 12,129.2 oocytes, with the mean of oocytes in each batch of 4,897.7. This species has external fertilization, is nonmigratory, and with parental care of the young. Various attributes of the peacock bass make their introduction a temptation. However, due to their feeding and reproductive characteristics, they have no natural predators, making it difficult to control their population growth or eradicate them.

O objetivo do estudo foi caracterizar a reprodução de Cichla kelberi em um lago artificial no município de Leme, Estado de São Paulo, Brasil. A época reprodutiva ocorreu na primavera e verão. O L50 e o L100 desta espécie foram de 192 e 235 mm (L50) para machos e fêmeas, respectivamente e 290 mm (L100) para ambos os sexos. A desova foi do tipo parcelado. O tamanho dos ovócitos maduros foi de 428,4 µm, atingindo o máximo em 2.203,2 µm. A média da fecundidade foi de 12.129,2 ovócitos com média de cada desova de 4.897,7 ovócitos. Esta espécie adequou-se à definição de peixes com fecundação externa, não migradoras e com cuidado parental da prole. Os atributos para a introdução dos tucunarés podem ser tentadores. Porém, suas características reprodutivas e alimentares fazem com que não existam competidores ou predadores naturais e, assim, a sua expansão populacional seja de difícil controle e erradicação.

Genetic characterization of native and introduced populations of the neotropical cichlid genus Cichla in Brazil

A molecular phylogenetic analysis based on mitochondrial 16S ribosomal DNA and Control Region sequences from native and introduced populations was undertaken, in order to characterize the introduction of Cichla (peacock bass or tucunaré) species in Brazil. Mitochondrial DNA haplotypes found in introduced fish from Minas Gerais state (southeastern Brazil) clustered only with those from native species of the Tocantins River (Cichla piquiti and C. kelberi), thereby suggesting a single or, at most, few translocation acts in this area, even though with fish from the same source-population. Our study contributes to an understanding of the introduction of Cichla in regions of Brazil outside the Amazon basin, and adds phylogenetic data to the recently describe Cichla species, endemic from the Tocantins-Araguaia basin.