Variation of the interphase heterochromatin in Artemia (Crustacea, Anostraca) of the Americas is related to changes in nuclear size and ionic composition of hipersaline habitats / Variação da heterocromatina interfásica em Artemia (Crustacea, Anostraca) das Américas está relacionada a mudanças no tamanho nuclear e composição iônica em habitats hipersalinos

Abstract The populations of Artemia (or brine shrimp) from the Americas exhibit a wide variation in the amount of interphase heterochromatin. There is interest in understanding how this variation affects different parameters, from the cellular to the organismal levels. This should help to clarify the ability of this organism to tolerate brine habitats regularly subject to strong abiotic changes. In this study, we assessed the amount of interphase heterochromatin per nucleus based on chromocenter number (N-CHR) and relative area of chromocenter (R-CHR) in two species of Artemia, A. franciscana (Kellog, 1906) (n=9 populations) and A. persimilis (Piccinelli and Prosdocimi, 1968) (n=3 populations), to investigate the effect on nuclear size (S-NUC). The relationship of the R-CHR parameter with the ionic composition (IC) of brine habitats was also analysed. Our results indicate a significant variation in the amount of heterochromatin both within and between species (ANOVA, p<0.001). The heterochromatin varied from 0.81 ± 1.17 to 12.58 ± 3.78 and from 0.19 ± 0.34% to 11.78 ± 3.71% across all populations, for N-CHR and R-CHR parameters, respectively. N-CHR showed less variation than R-CHR (variation index 15.5-fold vs. 62-fold). At least five populations showed a significant association (p<0.05) between R-CHR and S-NUC, either with negative (four populations, r= from -0.643 to -0.443), or positive (one population, r= 0.367) values.Within each species, there were no significant associations between both parameters (p>0.05). The R-CHR and IC parameters were associated significantly for the magnesium ion (r= 0.496, p<0.05) and also for the chloride, sodium and calcium ions (r = from -0.705 to -0.478, p<0.05). At species level, a significant association between both parameters was also found in A. franciscana populations, for the sulphate and calcium ions, in contrast to A. persimilis. These findings suggest that the amount of interphase heterochromatin modifies the nuclear size in Artemia. Our data also indicate that change in the amount of interphase heterochromatin is in line with the ionic composition of brines. This would be a species-specific phenomenon, whose occurrence may be involved in the ability of this organism to survive in these environments.

Resumo As populações de Artemia (ou camarão de salinas) das Américas apresentam uma grande variação na quantidade de heterocromatina interfásica. Há interesse em compreender como esta variação afeta diferentes parâmetros, desde o nível celular até os organismos. Isso deve ajudar a esclarecer a capacidade destes organismos tolerarem habitats extremos de água hipersalinas, que normalmente são submetidos a fortes mudanças abióticas. Neste estudo, avaliou-se a quantidade heterocromatina interfásica por núcleo através do número de cromocentros (N-CHR) e a área relativa de cromocentros (R-CHR) em duas espécies de Artemia, A. franciscana (Kellog, 1906) (n=9 populações) e A. persimilis (Piccinelli e Prosdocimi, 1968) (n=3 populações), para investigar o seu efeito no tamanho nuclear (S-NUC). Também foi analisada a relação de R-CHR com a composição iónica (CI) dos habitats hipersalinos. Nossos resultados indicam uma variação significativa na quantidade de heterocromatina dentro e entre espécies (ANOVA, p<0,001). Em todas as populações, a heterocromatina variou de 0,81 ± 1,17 para 12,58 ± 3,78 e de 0,19 ± 0,34% para 11,78 ± 3,71% para os parâmetros R-CHR e N-CHR, respectivamente. N-CHR apresentou menor variação do que R-CHR (amplitude de variação de 15,5 vezes vs. 62 vezes). Pelo menos cinco populações apresentaram uma associação significativa (p<0,05) entre R-CHR e S-NUC, seja com valores negativos (quatro populações, r = -0,643 a -0,443) ou positivo (uma população, r = 0,367). Os parâmetros R-CHR e CI foram associados significativamente para o íon de magnésio (r = 0,496, p<0,05) e também para os íons cloreto, sódio e cálcio (r = -0,705 a -0,478, p<0,05). Ao nível de espécie, foi também encontrada uma associação significativa entre esses dois parâmetros em populações de A. franciscana para os íons de sulfato e de cálcio, em contraste com A. persimilis. Estes achados sugerem que a quantidade heterocromatina interfásica modifica o tamanho nuclear em Artemia. Os nossos dados também indicam que a mudança na quantidade de heterocromatina interfásica está associada com a composição iónica das salinas. Este seria um fenómeno específico da espécie, cuja ocorrência pode estar envolvida na capacidade deste organismo sobreviver em tais ambientes.

Effect of water temperature and prey concentrations on initial development of Lophiosilurus alexandri Steindachner, 1876 (Siluriformes: Pseudopimelodidae), a freshwater fish

The aim of this study was to investigate the effects of water temperature and prey concentrations (Artemia nauplii) on the initial development of Lophiosilurus alexandri larvae. The experiment was conducted using a 4 x 2 factorial design, with four water temperatures (23, 26, 29 and 32 °C), two different initial prey concentrations (P700 and P1,300) and three replicates. Feeding was increased during the fifteen-day experiment. At the end of the experiment, the survival and condition factor were affected only by prey concentrations, with elevated numbers of Artemia nauplii leading to higher averages of these variables. The total length (TL) and specific growth rate were separately influenced by temperature and prey concentration, without interaction between them, and weight showed an interaction with these factors. In general, an increase of temperature (23 to 32 °C) improved the growth and nitrogen gain in L alexandri larvae. For TL, the optimal temperatures estimated were 31.4 and 31.0 °C for P700 and P1,300, respectively. Similar mean body weight larvae and nitrogen gain were observed at 23 °C for both levels of prey concentrations. For other temperatures, the P1,300 level provided greater weight gain for L. alexandri. Therefore, it is suggested that temperatures between 29-32 °C combined with a higher level of prey concentration maximise the development and nitrogen gain in L. alexandri larvae. Moreover, this is the first result about nitrogen incorporation in neotropical fish larvae.

O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da temperatura da água e concentrações de presas (náuplios de Artemia) no desenvolvimento inicial de larvas de Lophiosilurus alexandri. O experimento foi conduzido em esquema fatorial 4 x 2, com quatro temperaturas da água (23, 26, 29 and 32 °C), duas concentrações de presas (P700 e P1.300) e três réplicas. A quantidade de alimento ofertado aumentou durante os 15 dias de experimento. Ao final do experimento a sobrevivência e o fator de condição foram afetados apenas pela concentração de presas, sendo que a maior concentração proporcionou médias superiores para as variáveis mencionadas. O comprimento total (CT) e a taxa de crescimento específico foram influenciados separadamente pelos fatores temperatura e concentração de presa, sem interação entre os fatores, e o peso individual das larvas apresentou interação entre os fatores estudados. Em geral, o aumento da temperatura (de 23 para 32 °C) promoveu o crescimento e o ganho em nitrogênio nas larvas de L alexandri. Para o CT, a temperatura ótima ficou em 31,4 e 31,0 °C para P700 e P1.300, respectivamente. Médias semelhantes do peso individual e ganho em nitrogênio foram observadas nos animais cultivados a 23 °C em ambos os níveis de concentração de presas. Nas demais temperaturas, o nível de P1.300 levou a um maior ganho em peso para as larvas de L. alexandri. Desta forma, conclui-se que o desenvolvimento inicial das larvas de L. alexandri é afetado por ambos os fatores estudados, e temperaturas entre 29-32 °C combinados ao maior nível de concentração de presas são as melhores opções para maximizar o desenvolvimento das larvas e o ganho em nitrogênio. Em adição, esse é o primeiro resultado sobre a incorporação de nitrogênio em larvas de peixes neotropicais.

Effects of salinity on growth and survival in five Artemia franciscana (Anostraca: Artemiidae) populations from Mexico Pacific Coast

Salinity is an important factor influencing growth and survival of aquatic organisms such as Artemia, a valuable aquaculture species. This study evaluated the effects of salinity on A. franciscana populations from different water bodies in Mexico’s Pacific Coast. With this purpose, five autochthonous bisexual Artemia populations were tested to assess their survival and growth values against salinities of 40, 60, 80, 100 and 120g/l, under laboratory conditions (25±2ºC; pH 8-10; constant light and aeration). The organisms were fed with 100mL of rice bran and 2L of Tetraselmis suecica (500 000cel/ml). The culture experiments were made in 200L plastic tanks, and survival and growth final values were obtained after 21 culture days. Survival and growth curves were determined by a regression analysis (R²). The significant differences between salinities were determined by ANOVA test (p<0.05). The best survival and growth rates were found at salinities of 100-120g/l. When the Mexican Artemia populations were cultivated at 40g/l of salinity, 100% mortality was observed in the juvenile stage. This study determined that survival and growth values of A. franciscana populations increased with salinity. The five A. franciscana populations presented significant differences in their survival rate under various salinity regimes. The studied populations experienced high mortality at salinities under 60g/l and over 200g/l, and especially during the metanauplius stage. The present study confirms that growth rates in Mexican A. franciscana populations from Pacific Coast habitats are not inversely proportional to salinity. These A. franciscana populations should be cultured at 100-120g/l of salinity to obtain better survival and growth rates. This data is useful to improve culture systems in aquaculture biomass production systems. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 199-206. Epub 2011 March 01.

La salinidad es el factor más importante que modifica el crecimiento y la sobrevivencia de las poblaciones mexicanas de Artemia en el mundo. El efecto de este factor en las poblaciones costeras del Pacífico Mexicano ha sido poco estudiado. Cinco poblaciones bisexuales de Artemia provenientes de cuerpos de aguas costeras del Pacífico Mexicano, se estudiaron para determinar el efecto que tiene la salinidad de 40, 60, 80, 100 y 120g/l sobre la sobrevivencia y el crecimiento, en condiciones de laboratorio (25±2ºC, pH 8-10; luz y aireación continua). Los experimentos de cultivo fueron realizados en tanques de plástico de 200l. Los valores finales de sobrevivencia y crecimiento fueron determinados después de 21 días de cultivo. Los organismos fueron alimentados con 100ml de salvado de arroz y 2l de Tetraselmis suecica (500cel/ml). Las curvas de sobrevivencia y crecimiento fueron determinadas usando un análisis de regresión (R²). Las diferencias significativas entre los valores promedio a las distintas salinidades fueron determinadas por una prueba de ANDEVA (p<0.05). Las mejores tasa de sobrevivencia y crecimiento se encontraron a la salinidad de 100-120g/l. Cuando las poblaciones mexicanas fueron cultivadas a 40 g/l de salinidad, hubo una mortalidad del 100% de los organismos en estadio juvenil. A la salinidad de 80g/l, los valores de sobrevivencia y crecimiento, fueron menores que cuando se cultivaron entre 100 y 120g/l. Las cinco poblaciones bisexuales de A. franciscana presentaron diferencias significativas en sus tasas de sobrevivencia bajo las salinidades estudiadas. Las tasas de sobrevivencia fueron afectadas por la salinidad. Las poblaciones estudiadas experimentaron alta mortalidad a salinidades por debajo de 60 g/l y por arriba de 200g/l. Es importante mencionar que las altas mortalidades se observaron en el estadio metanauplios. El presente trabajo confirma que las tasas de crecimiento de las poblaciones que costeras del Pacífico Mexicano de A. franciscana no son inversamente proporcionales a la salinidad. Las poblaciones de A. franciscana deben de ser cultivadas a una salinidad de 100-120g/l para obtener mejores tasas de sobrevivencia y crecimiento. Estos datos permiten realizar mejoras en los sistemas de cultivo de este crustáceo para la obtención de biomasa para la acuicultura.

Biology of Isopisthus parvipinnis: an abundant sciaenid species captured bycatch during sea-bob shrimp fishery in Brazil

Trawling is the most common method of shrimp harvesting. This technique causes a negative impact on the fauna due to the high bycatch rates and to the animals that are accidentally caught and generally returned to the sea dead. The consequences of this technique and the biological aspects of the involved species are poorly studied, specially in the Brazilian northeast. The objective of this study was to show some aspects of the population biology of Isopisthus parvipinnis (Bigtooth corvina) captured as bycatch during sea-bob (Xiphopenaeus kroyeri) shrimp fishing in the region of Ilhéus, in the state of Bahia in Brazil. A total of 1290 individuals were caught in a monthly sampling at three different stations, from March, 2003 to February, 2005. The standardized Morisita index of dispersion suggests that this species has a clumped distribution in the studied area. The number of individuals showed a significant variation (p < 0.0001) between the seasons, being higher during the winter. The estimated first maturation length (L50) was about 159 mm, and 95 percent of the captured individuals were below this value. The sexual ratio found was 1.5 males for each female. Concerning to diet, 10 feeding categories were identified, and Decapoda Dendobranchiata was the most important in numeric frequency and occurrence. This fact suggests that Isopisthus parvipinnis is a carnivorous species, with a tendency toward crustacean-eating at least in the younger individuals.

A pesca de arrasto é o método mais comum de captura de camarão. Esta técnica causa impactos negativos na fauna demersal devido ao grande número de animais que são capturados acidentalmente e que geralmente são devolvidos mortos ao mar. As conseqüências desta metodologia de pesca e os aspectos biológicos das espécies envolvidas são pouco estudados, especialmente no Nordeste do Brasil. Este estudo tem como objetivo mostrar aspectos biológicos de Isopisthus parvipinnis (tortinha) capturada como fauna acompanhante da pesca do camarão sete barbas (Xiphopenaeus kroyeri) na região de Ilhéus, no estado da Bahia, Brasil. Um total de 1290 indivíduos foram capturados em coletas mensais, em três pontos de coleta distintos, de março de 2003 a fevereiro de 2005. O índice de dispersão de Morisita padronizado sugere que a espécie, na área analisada, apresenta uma distribuição agregada. O número de indivíduos variou significativamente entre as estações do ano (p < 0,0001), sendo maior durante o inverno. O comprimento estimado de primeira maturação (L50) foi de 159 mm, sendo que 95 por cento dos indivíduos capturados estavam abaixo deste valor. A razão sexual encontrada foi de 1,5 machos para cada fêmea. Quanto à dieta, foram identificadas 10 categorias alimentares, sendo que Decapoda Dendobranchiata foi a mais importante em freqüência numérica e de ocorrência. Este fato sugere que Isopisthus parvipinnis é uma espécie carnívora, com tendência a carcinofagia, ao menos nos indivíduos jovens.

Calidad biológica y bioquímica de la población de Artemia (Anostraca: Artemiidae) localizada en las salinas de Real de Salinas, Calkiní, Campeche, México / Biological and biochemical quality of the Artemia (Anostraca: Artemiidae) population from Real de Salinas saltworks, Calkiní, Campeche, Mexico

Cysts of Artemia spp. collected from February 1997 to February 2000 in the Real de Salinas solar saltworks, Campeche, Mexico, were compared with Artemia franciscana (batch number 8,131 Microfeast Artemia Cysts, Texas, USA). The variables determined in these two populations were: number of cysts per gram, hatching percentage, hatching efficiency, hatching rate, hatching synchrony and hatching biomass, as well as diameter of the cysts and length of the nauplii (instar I). For Salinas, the average diameters of the encapsulated and decapsulated cysts were 230.5 +/- 4.14 and 221.8 +/- 3.39 microm, respectively. The thickness of the cyst shell was 4.35 +/- 0.68 microm and the length of the nauplii was 388.11 +/- 4.39 microm, this last value is among the smallest reported in the literature. For the commercial population of A. franciscana, the average diameters of the encapsulated and decapsulated cysts were 230.21 +/- 12.49 and 216.96 +/- 13.71, respectively. With respect to the corion thickness and length of the nauplii the values were 6.62 +/- 2.72 and 424.70 +/- 30.08, respectively. The protein value of the cysts (47.91 %) and nauplii (50.5 %) of Artemia population from Real de Salinas, are considered adequate to be used as food in aquaculture. The results indicate that the population from Real de Salinas presents positive features for its use in aquaculture in the region.

Se utilizaron quistes de Artemia recolectados en períodos de febrero de 1997 a febrero del 2000 en las salinas de Real de Salinas, Campeche, México y como especie de comparación Artemia franciscana (lote No. 8131 Microfeast Artemia Cysts, Texas, EEUU.). Se determinó el número de quistes por gramo, porcentaje de eclosión (%H), eficiencia, tasa, sincronía y biomasa de eclosión, así como diámetro de quistes y longitud de los nauplios (instar I) de ambas poblaciones. Para la población de Real de Salinas, el diámetro de quistes capsulados y descapsulados en promedio fue de 230.5±4.14 y 221.8±3.39 [mi]m, respectivamente. El grosor del corion de 4.35±0.68 [mi]m y la longitud del nauplio de 388.11±4.39 [mi]m, siendo este último de los más pequeños que se hayan publicado en la literatura. Para la población de A. franciscana comercial, el diámetro del quiste capsulado y descapsulado presentó valores promedio de 230.21±12.49 y 216.96±13.71 [mi]m, respectivamente. Respecto al grosor del corion y longitud del nauplio, los valores fueron de 6.62±2.72 y 424.70±30.08 [mi]m, respectivamente. El valor proteico de los quistes (47.91 %) y nauplios (50.5 %) de Artemia de la población de Real de Salinas, se considera adecuado para uso como alimento en acuicultura. La población de Real de Salinas presenta bondades para su aprovechamiento en la acuicultura regional.