Variación fenotípica de la langosta espinosa Panulirus argus (Decapoda: Paniluridae) en el Caribe Suroccidental / Phenotypic variation of Panulirus argus (Decapoda: Paniluridae) in Southwest Caribbean

ResumenLa langosta espinosa Panulirus argus es una importante especie pesquera en el Atlántico centro-occidental. Los cambios en el rango de dispersión a través de su ciclo de vida y sus hábitats heterogéneos, sugieren que P. argus exhibe plasticidad fenotípica. Sin embargo, la variación morfométrica de esta especie es desconocida hasta ahora, aún cuando esta información es relevante en estudios evolutivos y en la solución de preguntas de interés pesquero. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue determinar si P. argus exhibe variación fenotípica entre sexos, entre cinco orígenes geográficos y tres condiciones oceanográficas del Caribe suroccidental (archipiélago colombiano de San Andrés, Providencia y Santa Catalina). Un total de 193 adultos de P. argus se analizaron por Morfometría Geométrica usando seis puntos de referencia que delimitan la mitad de la placa esternal. Las diferencias de tamaño entre sexos y orígenes geográficos, se compararon con las pruebas de Kruskal-Wallis y Mann-Whitney. El efecto alométrico se estimó usando Análisis de Regresión Multivariada, el modelo de pendientes alométricas se contrastó con un Análisis Multivariado de Covarianza y las diferencias de conformación de la placa esternal se exploró usando comparaciones no paramétricas de las distancias Euclidianas y árboles del vecino más cercano. Los resultados mostraron que la variación morfométrica de la placa esternal de la langosta espinosa varía de acuerdo al sexo debido a que el dimorfismo sexual fue significativo tanto en el tamaño como en la conformación. En ambos sexos, la conformación de la placa esternal difirió entre escenarios oceanográficos como se evidenció por diferencias significativas entre distancias Euclidianas y su tendencia a agruparse por las secciones norte, centro y sur del archipiélago de San Andrés. Adicionalmente, la variación morfométrica resultante de plasticidad fenotípica a contextos ecológicos variables pueden explicar las diferencias fenotípicas entre poblaciones que son genéticamente similares. Esta información permite definir unidades de manejo, apoya la selección de medidas regulatorias de esta pesquería y complementa los análisis genéticos de la especie en esta región del Caribe.

Abstract:The spiny lobster Panulirus argus is an important fishery species in the Western Central Atlantic. Changes in the dispersion range through its life cycle and heterogeneous habitats, suggest that P. argus exhibit phenotypic plasticity. However, the morphometric variation of this species is unknown so far, although this information is relevant in evolutionary studies as well as to solve questions of fishery interest. Thus, the aim of this study was to determine whether P. argus exhibit phenotypic variation between sexes, among five geographic origins and three oceanographic conditions of Southwest Caribbean (Colombian archipelago San Andrés, Providencia y Santa Catalina). A total of 193 P. argus adults were submitted to geometric morphometrics using six landmarks that delimit one half of the sternal plate. The differences in sternal plate size were compared with KruskalWallis and Mann-Whitney Tests. The allometric effect was estimated using Multivariate Regression Analysis, the model of allometric slopes was tested by Multivariate analysis of covariance and the sternal plate shape differences was explored using non-parametric comparisons of Euclidian distances and Neighbour Joinnig trees. The results showed that the morphometric variation of sternal plate of this spiny lobster varied according to the gender since the sexual size and shape dimorphisms were significant. In both sexes, the sternal plate shape differed among oceanographic scenarios as it was evidenced by significant differences among Euclidian distances, and the tendency to cluster by North, Centre and South sections of San Andrés archipelago. Additionally, the morphometric variation resulting from phenotypic plasticity to variable ecological contexts may explain the phenotypic differences among genetically similar populations. This information permits to define management units, support the selection of regulatory policies of this fishery and complement the genetic analysis of the species in this Caribbean region. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 975-990. Epub 2016 September 01.

Histology and ultrastructure of male reproductive system of the Indian Spiny lobster Panulirus homarus (Decapoda: Palinuridae) / Histología y ultraestructura del sistema reproductor masculino de la langosta espinosa de la India Panulirus homarus (Decapoda: Palinuridae)

The spiny lobster Panulirus homarus, distributed along the Southeast and Southwest coasts of India, is an important commercial species having mariculture potential. Despite its importance, the structural and ultrastructure features of male gonads from this species have received scarce attention. Hence this study was aimed to describe the male reproductive tract of the species, using standard histological and electron microscopy techniques. Gonads from 94 specimens of P. homarus ranging in carapace length 37mm-92mm from vizhinjam (Southwest coast of India.) were obtained and processed for the study (Histology-70 numbers & ultrastructure-24 numbers). The male reproductive system consists of paired testis and vas deferens located in the cephalothoracic region. Macroscopically, the reproductive tract was observed in lobsters >35mm carapace length. In immature testis, spermatogonia were seen which measured 6.9-13.8µm in diameter and in the mature testis primary (5.4-5.9µm) and secondary spermatocytes (2.8-3µm) and spermatids (2.2-2.4µm) were present. Each vas deferens consists of proximal and distal portions. The spermatophoric mass begins formation in the proximal vas deferens. In the distal vas deferens the spermatophoric mass containing the spermatozoa are arranged in packets towards the periphery by the gelatinous matrix produced by the typhlosole. Ultrastructurally, the spermatogonia have lamina, nucleus and mitochondria like bodies, the primary spermatocytes have nucleus, dense chromatin and vacuolated cytoplasm and the spermatids have mitochondria, endoplasmic reticulum and centrioles. The endoplasmic reticulum and the nuclear envelope in the spermatids form the acrosome. The radial arms with microtubules are formed in association with the dense endoplasmic reticulum, near the nucleus. The sperm has a spherical structure with the nucleus, lamellar region, spikes and acrosome. This is the first comprehensive report of the structure of the male gametes and spermatogenesis in P. homarus from Indian waters.Rev. Biol. Trop. 62 (2): 533-541. Epub 2014 June 01.

La langosta espinosa Panulirus homarus, distribuida a lo largo de las costas sudeste y sudoeste de la India, es una especie de importancia comercial con gran potencial para la mari-cultura. A pesar de su importancia, las características estructurales y ultraestructurales de las gónadas masculinas de esta especie han sido poco estudiadas. Debido a esto, el objetivo de este estudio fue describir el aparato reproductor masculino de dicha especie, utilizando técnicas convencionales de microscopía histológica y electrónica. Se procesaron 94 ejemplares de P. homarus de vizhinjam (costa suroeste de la India) (70 individuos para histología y 24 para ultraestructura), cuyos caparazones variaron de 37 mm a 92 mm de longitud. El sistema reproductor masculino de esta especie consistió en un par de testículos y un conducto deferente situados en la región céfalo-torácica. Macroscópicamente, el aparato reproductor se observó en langostas con una longitud de caparazón >35mm. En testículos inmaduros, la espermatogonia midió 6.9-13.8μm de diámetro y se encontró presente en los testículos maduros primarios (5.4-5.9μm), espermatocitos secundarios (2.8 a 3 μm) y espermátidas (2.2-2.4μm). Cada conducto deferente consistió de porciones proximales y distales. La formación de la masa espermatofórica comienza en los conductos deferentes proximales. En el conducto deferente distal espermatofórico, la masa que contiene los espermatozoides está dispuesta en paquetes hacia la periferia, en una matriz gelatinosa producida por el tiflosol. Ultraestructuralmente, las espermatogonias presentan una lámina, núcleo y mitocondrias, los espermatocitos primarios tienen núcleo, cromatina densa y citoplasma vacuolado, mientras que las espermátidas tienen mitocondrias, retículo endoplasmático y centríolos. En las espermátidas, el retículo endoplásmico y la envoltura nuclear forman el acrosoma. Los brazos radiales con microtúbulos se forman en asociación con el retículo endoplásmico denso, cerca del núcleo. El esperma presenta una estructura esférica con el núcleo, la región laminar, las espinas y el acrosoma. Este documento constituye el primer informe exhaustivo de la estructura de los gametos masculinos y espermatogénesis en P. homarus de la India.

Biología pesquera de la langosta Panulirus gracilis en Playa Lagarto, Guanacaste, Costa Rica

Biology and fishery of the lobster Panulirus gracilis in Playa Lagarto, Guanacaste, Costa Rica. Panulirus gracilis is a high valuable lobster species with considerable captures along the tropical Pacific coast. In this study, I present some biological and fishery parameters described after a sample of 843 lobsters, landed in Playa Lagarto from November 2007 to October 2008. From landing records, a total of 74.9% of lobsters were below the minimum legal catch size (80mm CL). Carapace lengths were in the range of 42.8 and 143.6mm for males and 115 and 35.8mm for females. The size structure showed a wide overlapping of population segments, and a trend to increase with depth, where lung diving and “hooka” diving operations take place. Sex ratio was 1.36 M:H. The relationship between weight and LC revealed that females are heavier than males of the same size, and this difference was significant (p<0.05). The von Bertalanffy growth parameters for males and females respectively (K=0.45-0.38, LC∞=166.9-121.7) showed accelerated growth compared to other species. Males observed a higher growth rate than females. Furthermore, natural mortality (M), total mortality (Z) and fishing mortality (F) was higher in males (0.49-2.34-1.92) than in females (0.47-1.82-1.42). Recruitment was continuous for both sexes during the year, with an elevated intensity of 18.5% in July. Under the current fishing regime the population could be at risk of collapse, as indicated by the high exploitation rate (E) 0.80. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 619-633. Epub 2011 June 01.

Los parámetros biológicos y pesqueros analizados se fundamentaron en una muestra de 843 langostas provenientes de la actividad pesquera realizada en Playa Lagarto entre noviembre del 2007 y octubre del 2008. Las longitudes cefalotoráxicas de los machos estuvo comprendida entre los 143.6 y 42.8 y 115 y 35.8mm para hembras. El 74.9% de las langostas en los desembarques estuvo por debajo de la talla mínima legal de captura (80 mm de LC). La estructura de tallas muestra un considerable solapamiento de segmentos poblacionales y el incremento de las tallas con la profundidad en donde operan las dos modalidades de pesca estudiadas: el buceo a pulmón y el buceo con compresor. La proporción de sexos obtenida fue de 1.36 M:H. La relación entre LC y peso reveló que las hembras pesan más que los machos de una misma talla y que esta diferencia fue significativa (p<0.05). Los parámetros de crecimiento de von Bertalanffy para machos y hembras respectivamente (K=0.45-0.38, LC∞=166.9-121.7) indican un crecimiento acelerado en comparación a otras especies. Los machos por su parte exhibieron una mayor tasa de crecimiento que las hembras. Además, la mortalidad natural (M), la mortalidad total (Z) y la mortalidad por pesca (F) fue más alta en machos (0.49-2.34-1.92) que en hembras (0.47-1.82-1.42). El reclutamiento para ambos sexos presentó un comportamiento continuó durante el año con un pulso de mayor intensidad en julio de 18.5%. El significativo porcentaje de langostas por debajo de la talla mínima legal permitida para la pesca evidencia fuerte presión ejercida sobre las tallas juveniles. Afirmación que es reforzada por el valor de la tasa de explotación (E) determinada de 0.80, que indica que bajo el actual régimen de pesca la población estaría en riesgo de colapso.

The early phyllosoma stages of spiny lobster Panulirus echinatus Smith, 1869 (Decapoda: Palinuridae) reared in the laboratory

The early stages of the Panulirus echinatus were hatched and reared in the laboratory. Ovigerous females were captured in their habitat and carefully transported to the laboratory. Larvae were transferred in a recirculation water tank at a density of 10 larvae.L-1. The larvae were fed on Artemia and gonads of mussel Brachydonts sp. Microalgae Dunaliella viridis was added at a concentration of 150 x 10(4) cell.mL-1. Larvae and exuviae of each zoeal stage were preserved in an alcohol 70 percent + glycerin (1:1) solution. The phyllosomas moulted eight times; the intermoulting period of each instar averaged about 7 to 10 days. The main morphological changes of each appendage were described in detail, illustrated and compared with previous reports.

Os estágios iniciais de lagosta tropical Panulirus echinatus eclodiram e foram cultivados em laboratório. Fêmeas ovígeras foram capturadas em seu habitat e cuidadosamente transportadas para o laboratório. As larvas foram cultivadas em tanques de recirculação de água e alimentadas com náuplios de Artemia e gônadas mexilhão Brachydonts sp. Microalga Dunaliella viridis foi adicionada em cada tanque de cultivo na concentração de 150 x 10(4) cel.mL-1. Os filosomas mudaram oito vezes e o período de intermuda de cada instar foi de cerca de 7 a 10 dias. As principais mudanças morfológicas de cada apêndice foram descritas, ilustradas e comparadas com trabalhos anteriores.

Macroscopic aspects and scanning electron microscopy of the ovaries of the Spiny Lobsters Panulirus (Crustacea: Decapoda)

In spite of its importance as a major fishing resource in Northeastern Brazil, little is known regardingthe reproductive biology of the spiny lobster. The present study describes the macroscopic morphologyand scanning electron microscopic (SEM) structure of the ovaries of the species Panulirus argus, P.laevicauda and P. echinatus. The morphological study included the parameters developmental stage, colorand surface texture. With samples fixed in Bouin and Karnovsky solution, SEM analyses identified fourdistinct stages (I. immature, II. prematuration, III. mature, IV. spawning/resorption) as well as changesin the organization of the somatic (fibrous tissue) and germinative (oocytes) components at each stage. AtStage I, ovaries consist of nodes or cysts and are lined with thick fibrous components which tend to distendtoward Stage III. The oocytes are rounded and the nucleus/cytoplasm ratio decreases as the cells growlarger and move towards the periphery. As the first SEM-aided description of Panulirus ovaries, the presentstudy represents a contribution to our understanding of the tridimensional organization of the ovariancomponents at different stages of maturation and sheds new light on the changes which occur during thematuration process of spiny lobsters.

Decadal variability in growth of the Caribbean spiny lobster Panulirus argus (Decapoda: Paniluridae) in Cuban waters

Annual von Bertalanffy growth parameters of the Caribbean spiny lobster (Panulirus argus) in Cuban waters were estimated from a long term study (40 years) by length-based methods ELEFAN and the new version of SLCA. Data of around 800 000 lobsters (with carapace length ranging 14 to 199mm) were randomly sampled in artificial shelters (a non selective fishing gear very common in the lobster fishery), through the field monitory program established for this species since 1963 in 14 localities of southwestern Cuban shelf. The software ELEFAN showed problems to converge in an optimal combination of the instantaneous growth coefficient (K) and the asymptotic length of the von Bertalanffy equation, whereas the new SLCA software produced value estimates of K between 0.20 and 0.27 year-1 and values of asymptotic length between 177 and 190 mm carapace length, all within the range reported in the literature. The standardized anomalies of both parameters showed the presence of cycles along the analyzed time series. Decadal variability in growth parameters was revealed through the spectral analysis indicating cycles of 16 and 20 years for K and of 16 years for asymptotic length. The incidence of some factors such as biomass and temperature that modulate growth in this crustacean was explored, using a nonlinear multiple regression model. These combined factors explained 33% and 69% of the variability of K and asymptotic length respectively. The growth coefficient appeared to be maximum with annual mean sea surface temperature of 28.1º C and the largest asymptotic length is reached at a annual men biomass level of 23 000 t. These results should be the basis to understand the Cuban lobster population dynamics

Los parámetros de crecimiento anuales para la langosta espinosa del Caribe (Panulirus argus) en aguas cubanas se estimaron para una serie de 40 años de datos de composición por longitud, a través de los métodos indirectos basados en la talla ELEFAN y el nuevo SLCA. Las composiciones por talla de alrededor de 800 000 langostas (con un ámbito de longitud de cefalotórax entre 14 y 199 mm) fueron obtenidas en muestreos aleatorios, realizados en arrecifes artificiales (arte de pesca muy común en esta pesquería cubana), a través del programa de monitoreo de campo establecido para esta especie desde 1963 en 14 localidades del Golfo de Batabanó, plataforma suroccidental de Cuba. El método ELEFAN mostró problemas para convergir en una combinación óptima del coeficiente de crecimiento (K) y el largo asintótico de la ecuación de von Bertalanffy, mientras que el método nuevo SLCA proporcionó valores de K entre 0.20 y 0.27 año-1 y de largo asintótico entre 177 y 190 mm de longitud de cefalotórax, todos dentro del ámbito reportado en la literatura. Las anomalías estandarizadas de ambos parámetros mostraron la existencia de ciclos a lo largo de la serie de tiempo analizada. El análisis espectral demostró una variabilidad decadal en los parámetros de crecimiento, con ciclos significativos de 16 y 20 años para K y de 16 años para largo asintótico. La incidencia de algunos factores, que modulan el crecimiento en este valioso crustáceo, como la biomasa y la temperatura fue explorada usando un modelo nolineal de regresión múltiple. Los resultados indicaron que ambos factores combinados explican el 33% y el 69% de la variabilidad de la K y del largo asintótico respectivamente. El coeficiente de crecimiento alcanzó su máximo con temperaturas medias anuales de superficie del mar de 28.1º C y el mayor valor de L 8se alcanza con niveles en la biomasa media anual de 23 000 t. La consideración de estos resultados debe ser la base para estudios posteriores en el conocimiento y predicción de la dinámica de la población de langosta en Cuba