Review of the armoured catfish genus Hypostomus (Siluriformes: Loricariidae) from the Parnaíba River basin, Northeastern Brazil, with description of a new species

The species of Hypostomus from the Parnaíba River basin were reviewed through molecular and morphological analysis. Five species were found in the basin, including a new species herein described. The distribution of H. pusarum was expanded to this basin, and a closely related species was recorded (H. aff. pusarum), also the presence of H. johnii and H. vaillanti was confirmed. The new species is distinguished from most congeners by its large number of premaxillary and dentary teeth, a wide dental angle of 115° to 135°, presence of a rounded dark spots on a lighter background and anteromedial region of the abdomen depleted of plaques (vs. anteromedial region of the abdomen covered by platelets and odontodes in H. johnii, H. pusarum, H. aff. pusarum and H. vaillanti). Furthermore, an identification key of the species from the Maranhão-Piauí ecoregion and maps with the geographic distribution of these species are presented. The species of Hypostomus in the Parnaíba River basin have different geographic distributions, suggesting different niches or geographical barriers, providing an opportunity for ecological and evolutionary studies.(AU)

As espécies de Hypostomus da bacia do rio Parnaíba foram revisadas por meio de análises moleculares e morfológicas. Cinco espécies foram encontradas na bacia, incluindo uma nova espécie aqui descrita. A distribuição de H. pusarum foi expandida para esta bacia, uma espécie intimamente relacionada foi registrada (H. aff. pusarum), e a presença de H. johnii e H. vaillanti foi confirmada. A nova espécie se distingue da maioria das congêneres por seu grande número de dentes nos pré-maxilares e dentários, um amplo ângulo do dentário de 115° a 135°, presença de manchas escuras arredondadas em um fundo mais claro e região anteromedial do abdômen sem placas (vs. região anteromedial do abdômen coberta por placas e odontódios em H. johnii, H. pusarum, H. aff. pusarum e H. vaillanti). Além disso, é apresentada uma chave de identificação das espécies da ecorregião Maranhão-Piauí e mapas com a distribuição geográfica dessas espécies. As espécies de Hypostomus na bacia do rio Parnaíba apresentam diferentes distribuições geográficas, sugerindo diferentes nichos ou barreiras geográficas, proporcionando oportunidade para estudos ecológicos e evolutivos.(AU)

Evaluation of eight protocols for genomic DNA extraction of Hypostomus commersoni Valenciennes, 1836 (Loricariidae: Siluriformes) / Avaliação de oito protocolos na extração de DNA genômico de Hypostomus commersoni Valenciennes, 1836 (Loricariidae: Siluriformes)

Abstract The principle and the techniques applied in DNA extraction play a pivotal role in the obtention of a purified genetic material. The present study investigates the efficiency of eight protocols in the DNA extraction of Hypostomus commersoni, an essential component of South American freshwater ichthyofauna. The quality of samples was assessed through spectrophotometry, gel electrophoresis, and PCR-RAPD markers amplification. The efficiency of DNA extraction was influenced both by the method applied and the target-tissue of choice. Higher concentrations and yield of DNA were obtained from ocular tissue, with a positive spectrum of incubation in lysis buffer for up to 36 hours after sample collection, using fresh tissues and in the presence of a high concentration of Proteinase K (20 mg.ml-1). In these conditions, samples were successfully amplified. To date, there is no record of description for the parameters analyzed in this work, neither the description of RAPD markers for the species H. commersoni.

Resumo Os princípios e as técnicas aplicadas na extração de DNA desempenham um papel crucial na obtenção de material genético purificado. O presente estudo investiga a eficiência de oito protocolos na extração de DNA de Hypostomus commersoni, um importante componente ictiofaunístico de riachos da América do Sul. A qualidade das amostras foi avaliada por espectrofotometria, eletroforese em gel e amplificação por marcadores de PCR-RAPD. A eficiência da extração de DNA foi influenciada tanto pelo método aplicado quanto pelo tecido-alvo de escolha. Maiores concentrações e rendimento de DNA foram obtidos a partir do tecido ocular, com um espectro positivo de incubação em tampão de lise por até 36 horas após a coleta da amostra, utilizando tecidos frescos e na presença de alta concentração de proteinase K (20 mg.ml-1). Nestas condições, as amostras foram amplificadas com sucesso. Até o momento, não há registro de descrição para os parâmetros analisados neste trabalho, nem a descrição de marcadores RAPD para a espécie H. commersoni.

Towards a complete classification of the Neotropical thorny catfishes (Siluriformes: Doradidae)

We propose a revised classification of Doradidae based on phylogenetic analyses of sequence data for one nuclear (rag1) and two mitochondrial (co1, 16s) genes, and corroborated by caudal-fin morphology. The molecular dataset comprises 174 doradid specimens representing all 31 valid genera, 83 of the 96 valid extant species and 17 species-level taxa that remain undescribed or nominally unassigned. Parsimony and Bayesian analyses of molecular data support six major lineages of doradids assigned here to three nominal subfamilies (Astrodoradinae, Doradinae, Wertheimerinae) and three new ones (Acanthodoradinae, Agamyxinae, Rhinodoradinae). The maximum parsimony topology of Doradidae was sensitive to ingroup density and outgroup age. With the exceptions of Astrodoradinae and Doradinae, each subfamily is diagnosed by caudal-fin characteristics. The highest degree of fusion among skeletal elements supporting the caudal fin is observed in Acanthodoradinae and Aspredinidae, lineages that are sister to the remaining doradids and aspredinoids (i.e., Auchenipteridae + Doradidae), respectively. Fusion among caudal-fin elements tends to be higher in taxa with rounded, truncate or emarginate tails and such taxa typically occupy shallow, lentic habitats with ample structure. Caudal-fin elements are more separated in taxa with moderately to deeply forked tails that occupy lotic habitats in medium to large river channels.(AU)

Propomos uma classificação revisada de Doradidae baseada na análise filogenética de dados moleculares dos genes rag1, co1 e 16s, e suportada pela morfologia da nadadeira caudal. A matriz molecular inclui 174 espécimes de doradídeos representando os 31 gêneros válidos, 83 das 96 espécies viventes e 17 táxons não descritos ou nominalmente não designados. As análises de parcimônia e bayesiana suportam seis linhagens principais de doradídeos atribuídas a três subfamílias nominais (Astrodoradinae, Doradinae, Wertheimerinae) e três novas subfamílias (Acanthodoradinae, Agamyxinae, Rhinodoradinae). A árvore de máxima parcimônia de Doradidae é sensível à densidade de grupo interno e a idade do grupo externo. Com exceção de Astrodoradinae e Doradinae, cada subfamília é diagnosticada por características da nadadeira caudal. Dentro da família Doradidae e da superfamília Aspredinioidea (Aspredinidae, Auchenipteridae e Doradidae), o maior grau de fusão entre os elementos da nadadeira caudal é observado nas linhagens mais antigas, Acanthodoradinae e Aspredinidae, respectivamente. A fusão entre os elementos da nadadeira caudal é maior em táxons com a caudal arredondada, truncada ou emarginada e esses táxons normalmente ocupam habitats lênticos rasos. Os elementos da nadadeira caudal são mais separados em táxons com a cauda bifurcada ocupando habitats lóticos em canais de rios médios a grandes.(AU)

Patterns of ichthyofaunal diversity and distribution across Jebba Hydro-Electric Power (HEP) dam, Jebba, north-central Nigeria / Padrões de diversidade e distribuição da ictiofauna na barragem de hidroelétricas (HEP) de Jebba, Jebba, Nigéria norte-central

The ichthyofauna diversity of the Jebba Hydroelectric Power (HEP) Dam, Jebba, North-central Nigeria was studied. Fishes were sampled for 24 months using gill net, hook and line, and cast net. Individuals were identified using morphological and molecular (mitochondrial Cytochrome c Oxidase subunit I) data. A total of 9605 freshwater fishes were recorded during the sampling period. The use of an integrative taxonomic approach enabled the identification of 83 species belonging to 42 genera. Additionally, the study recorded three unidentified species ­ Ctenopoma sp, Malapterurus sp., and Protopterus sp. Analyses showed that individuals belonging to families Cichlidae and Mochokidae dominated the dam. The diversity analyses revealed relatively high fish diversity during the rainy season at the downstream section of Jebba HEP dam compared to the upstream section. The study, therefore, showed the presence of a diverse fish community comprising high species richness and diversity across the Jebba HEP dam. Finally, we recommend proper biodiversity monitoring and assessment of freshwater fish diversity across Nigeria. In addition, the use of an integrated taxonomic approach is recommended for appropriate species' identification and studies of freshwater fishes from Nigeria.

A diversidade da ictiofauna da hidrelétrica de Jebba (HEP), Jebba, centro-norte da Nigéria foi estudada. Os peixes foram amostrados por 24 meses, utilizando rede de emalhar, anzol e linha, e rede de arrasto. Os indivíduos foram identificados usando a abordagem combinada morfológica e molecular (citocromo c Oxidase mitocondrial subunidade I). Um total de 9605 peixes de água doce foram registrados durante o período de amostragem. A identificação das espécies utilizando a abordagem taxonômica integrada possibilitou a identificação de 83 espécies pertencentes a 42 gêneros. Além disso, o estudo registrou três espécies não identificadas - Ctenopoma sp, Malapterurus sp e Protopterus sp. Análises mostraram que indivíduos pertencentes às famílias Cichlidae e Mochokidae dominaram a barragem. As análises dos índices de diversidade revelaram uma diversidade de peixes relativamente alta durante a estação chuvosa na seção a jusante da barragem Jebba HEP em comparação com a seção a montante. O estudo mostrou, portanto, a presença de diversas comunidades de peixes, que incluem alta riqueza e diversidade de espécies através da barragem Jebba HEP. Finalmente, recomendamos o monitoramento adequado da biodiversidade e a avaliação da diversidade de peixes de água doce em toda a Nigéria. Além disso, recomenda-se o uso de abordagem taxonômica integrada para a identificação adequada das espécies e estudos de peixes de água doce da Nigéria.

Development of microsatellite loci and population genetics of the catfish Pimelodus yuma (Siluriformes: Pimelodidae)

Pimelodus yuma (formerly Pimelodus blochii) is a freshwater fish, endemic to the Colombian Magdalena-Cauca and Caribbean basins that experiences habitat disturbances resulting from anthropogenic activities. Due to the lack of information about the population genetics of this species, this study developed 14 species-specific microsatellite loci to assess the genetic diversity and population structure of samples from the lower section of the Cauca River. The studied species showed genetic diversity levels higher than the average values reported for Neotropical Siluriformes and significant inbreeding levels as was described for some congeners. Furthermore, P. yuma comprises two coexisting genetic groups that exhibit gene flow along the lower section of the Cauca River. This information constitutes a baseline for future monitoring of the genetic diversity and population structure in an anthropic influenced sector of the Magdalena-Cauca basin.(AU)

Pimelodus yuma (anteriormente Pimelodus blochii) es un pez dulceacuícola endémico de las cuencas colombianas Magdalena-Cauca y Caribe que experimenta alteraciones del hábitat como resultado de actividades antropogénicas. Debido a la falta de información sobre la genética poblacional de esta especie, este estudio desarrolló 14 loci microsatélites especie-específicos para evaluar la diversidad genética y la estructura poblacional de muestras de la sección baja del río Cauca. La especie estudiada mostró niveles de diversidad genética más altos que los valores promedio reportados para Siluriformes neotropicales y niveles de endogamia significativos como se describió para algunos congéneres. Además, P. yuma comprende dos grupos genéticos coexistentes que exhiben flujo de genes a lo largo de la sección baja del río Cauca. Esta información constituye una línea base para futuros monitoreos de la diversidad genética y la estructura poblacional en un sector de influencia antrópica de la cuenca Magdalena-Cauca.(AU)

Development of microsatellite loci and population genetics in the bumblebee catfish species Pseudopimelodus atricaudus and Pseudopimelodus magnus (Siluriformes: Pseudopimelodidae)

The Neotropical freshwater catfish Pseudopimelodus atricaudus and Pseudopimelodus magnus are two recently discovered species endemic to the Colombian Magdalena-Cauca River basin. In this study, a set of 13 microsatellite loci were developed by using next generation sequence technology to assess the genetic diversity and population structure in P. atricaudus and test for cross-species amplification in P. magnus. Both species exhibited high genetic diversity (P. atricaudus: Na: 9.000 - 9.769 alleles/locus, Ho: 0.760 - 0.804, HE: 0.804 - 0.840; P. magnus: Na: 12.8 - 5.4 alleles/locus, Ho: 0.638 - 0.683, HE: 0.747 - 0.755) compared to the mean levels of genetic diversity reported for Neotropical Siluriformes, and lack of genetic differentiation among sampling sites within the Cauca River (P. atricaudus: F'ST=0.013 - 0.017, P > 0.05, D'est= -0.004 - 0.023, P > 0.05; P. magnus: F'ST= 0.031, P= 0.055; D'est= 0.045, P= 0.058). This work is the first insight on the diversity and the population genetics of species of the family Pseudopimelodidae and provides a framework to further population genetic and conservation analyses needed in this poorly studied family at the microevolutionary level.(AU)

Los bagres neotropicales Pseudopimelodus atricaudus y Pseudopimelodus magnus son dos especies recientemente descubiertas, endémicas de la cuenca Magdalena-Cauca en Colombia. En este estudio, se desarrollaron 13 loci microsatélites usando tecnología de secuenciación de próxima generación para evaluar la diversidad genética y la estructura poblacional de P. atricaudus y evaluar su amplificación cruzada en P. magnus. Ambas especies exhibieron altos valores de diversidad genética (P. atricaudus: Na: 9.000 - 9.769 alelos/locus, HO: 0.760 - 0.804, HE: 0.804 - 0.840; P. magnus: Na: 12.8 - 5.4 alelos/locus, HO: 0.638 - 0.683, HE: 0.747 - 0.755) comparados con los valores promedios de diversidad genética reportados para Siluriformes neotropicales, y ausencia de estructura genética entre los sitios analizados (P. atricaudus: F'ST= 0.013 - 0.017, P > 0.05, D'est= -0.004 - 0.023, P > 0.05; P. magnus: F'ST= 0.031, P= 0.055; D'est= 0.045, P= 0.058). Este trabajo representa la primera aproximación a la diversidad y genética poblacional de especies de la familia Pseudopimelodidae y proporciona un marco de referencia para futuros estudios genético-poblacionales y de conservación, requeridos en esta familia de bagres poco estudiada en el nivel microevolutivo.(AU)

Contributions to the taxonomy of Trachelyopterus (Siluriformes): comparative cytogenetic analysis in three species of Auchenipteridae

Auchenipteridae is divided into subfamilies Centromochlinae and Auchenipterinae. Parauchenipterus is included in the latter and is subject of taxonomic discussions concerning its validation or synonymization with Trachelyopterus. Herein, three species from two hydrographic basins were cytogenetically analyzed: Parauchenipterus striatulus from Doce River and two sympatric species, P. galeatus and Trachelyopterus coriaceus, from the Araguaia River. Diploid number of 58 chromosomes was verified for all species, but P. striatulus has different karyotype formula from the others. The three species have heterochromatin located in terminal regions of almost all chromosomes and in pericentromeric region on acrocentric chromosomes. Simple NORs was verified on a subtelocentric chromosome for all species. 5S rDNA sites were detected in three submetacentric chromosome pairs in P. striatulus; in a metacentric chromosome pair and submetacentric pair in T. coriaceus; and in one metacentric chromosome pair in P. galeatus. The similarities found in the karyotypes of the three species suggest the existence of only one genus, Trachelyopterus; therefore, our data refutes the validation of Parauchenipterus. Moreover, the differences in 5S rDNA distribution in P. galeatus in comparison with other populations already studied, indicate the existence of a new taxonomic unit, which suggests a species complex in P. galeatus.(AU)

Auchenipteridae é dividida nas subfamílias Centromochlinae e Auchenipterinae. Parauchenipterus encontra-se incluído na última e tem sido alvo de discussões relacionadas com a problemática taxonômica de validação ou sinonimização com Trachelyopterus. Foram analisadas citogeneticamente três espécies de duas bacias hidrográficas: Parauchenipterus striatulus do rio Doce, P. galeatus e Trachelyopterus coriaceus, simpátricas do rio Araguaia. Todas as espécies analisadas apresentaram número diploide de 58 cromossomos, com diferença na fórmula cariotípica de P. striatulus. A heterocromatina foi localizada nas regiões terminais de quase todos os cromossomos e na região pericentromérica nos cromossomos acrocêntricos das três espécies. AgNORs e DNAr 18S detectaram RONs simples em um par de cromossomos subtelocêntricos nas três espécies. DNAr 5S foi detectado em três pares de cromossomos submetacêntricos em P. striatulus; em um par de cromossomos metacêntricos e um par submetacêntrico em T. coriaceus; e em apenas um par de cromossomos metacêntricos em P. galeatus. As semelhanças encontradas nos cariótipos das três espécies analisadas indicam a existência de somente Trachelyopterus (não validação de Parauchenipterus) e a diferença encontrada na distribuição de DNAr 5S de P. galeatus em relação às outras populações já estudadas sugere a existência de uma nova unidade taxonômica, portanto P. galeatus compreende um complexo de espécies.(AU)

Evidence on the paleodrainage connectivity during Pleistocene: Phylogeography of a hypoptopomatine endemic to southeastern Brazilian coastal drainages

The coastal basins of southeastern Brazil are influenced by climatic changes that caused sea-level oscillations during the Pleistocene. These marine transgressions and regressions can generate isolation and connection among coastal rivers. In this region, freshwater fishes are excellent models for phylogeographic studies because their distributions may have been affected by geographical and ecological changes resulting from these processes. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the effects of Pleistocene sea-level changes on the genetic structure of the loricariid Hisonotus leucofrenatus throughout its area of occurrence. Two genes were sequenced: Cytochrome Oxidase subunit 1 (mitochondrial gene) and rpS7 ribosomal protein gene intron 1 (nuclear gene) from specimens representing 14 river drainages. The genetic data corroborate a divide for freshwater fish by the Serra do Tabuleiro mountain in Santa Catarina State. This divide determines two main genetic groups in H. leucofrenatus: one group to the south and one to the north of this mountain range. The genetic structure observed coincide with the limits of estimated paleodrainage systems for the region, supporting that marine transgressions and regressions during the Pleistocene influenced the biogeographical history of H. leucofrenatus.(AU)

As bacias costeiras do sul do Brasil são influenciadas pelas mudanças climáticas que causaram oscilações no nível do mar durante o Pleistoceno. Essas transgressões e regressões marinhas geraram isolamento e conexão entre os rios. Nessa região, as espécies de peixe são excelentes modelos para estudos filogeográficos, pois suas distribuições podem ter sido afetadas por mudanças históricas e ecológicas decorrentes desses processos. Portanto, o objetivo principal deste estudo foi testar os efeitos das alterações do nível do mar durante o Pleistoceno na estrutura genética das populações do loricarídeo Hisonotus leucofrenatus ao longo de sua área de ocorrência. Dois genes foram sequenciados: Citocromo Oxidase subunidade 1 (gene mitocondrial) e o intron 1 da proteína ribossomal rpS7 (gene nuclear) de espécimes representando 14 bacias de drenagens. A estrutura genética observada corrobora uma divisão para peixes de água doce separada pela Serra do Tabuleiro, em Santa Catarina. Essa divisória determina dois grupos principais genéticos em H. leucofrenatus: um grupo ao sul e outro ao norte desse divisor. A estrutura genética também coincide com os limites dos sistemas de paleodrenagens estimados para a região, sustentando que as transgressões e regressões marinhas durante o Pleistoceno influenciaram a história biogeográfica de H. leucofrenatus.(AU)

Microsatellite loci development for three catfish species from northwestern South America

The Neotropical catfish species Ageneiosus pardalis, Pimelodus grosskopfii, and Sorubim cuspicaudus are important fishery resources in Colombia that show historical declines in their capture. This study used next-generation sequencing with 454 FLX technology (Roche Applied Science) and bioinformatics analysis to develop between 18 and 24 microsatellite loci for these species. The novel microsatellite loci showed high values of polymorphic information content -PIC (A. pardalis: 0.601-0.903, P. grosskopfii: 0.748-0.946 and S. cuspicaudus: 0.383-0.876), and the average number of alleles/locus ranged from 7-15 for A. pardalis, 9-30 for P. grosskopfii and 5-14 for S. cuspicaudus. The average observed and expected heterozygosities were respectively, 0.757 ± 0.035 and 0.834 ± 0.015 for A. pardalis; 0.596 ± 0.040 and 0.881 ± 0.009 for P. grosskopfii; and 0.747 ± 0.031 and 0.757 ± 0.025 for S. cuspicaudus. For future studies, these loci can be useful to estimate the genetic diversity and population structure in these three Neotropical catfishes.(AU)

Las especies de bagres neotropicales Ageneiosus pardalis, Pimelodus grosskopfii y Sorubim cuspicaudus, son importantes recursos pesqueros en Colombia y han mostrado disminuciones históricas en sus capturas. En este estudio se empleó la secuenciación genómica de próxima generación y análisis bioinformático para desarrollar entre 18 y 24 loci microsatélites para estas especies. Los loci microsatélites mostraron altos valores del contenido de información polimórfica CIP (A. pardalis: 0.601-0.903, P. grosskopfii: 0.748-0.946 and S. cuspicaudus: 0.383-0.876) y el número promedio de alelos/locus mostró un rango de 7-15 para A. pardalis, 9-30 para P. grosskopfii y 5-14 para S. cuspicaudus. Los valores promedio de heterocigosidad observada y esperada fueron respectivamente 0.757 ± 0.035 y 0.834 ± 0.015 para A. pardalis; 0.596 ± 0.040 y 0.881 ± 0.009 para P. grosskopfii; y 0.747 ± 0.031y 0.757 ± 0.025 para S. cuspicaudus. Los loci microsatélites desarrollados en este trabajo pueden ser útiles para estimar la diversidad genética y la estructura poblacional de estos tres bagres neotropicales en estudios futuros.(AU)

Evidence for the true type-locality of Rhamdia quelen (Siluriformes: Heptapteridae), and the geographical origin and invalid neotype designation of four of its synonyms

Historical information on the probable type-locality of Pimelodus quelen and of its four junior synonyms that share the same neotype, Pimelodus namdia, Pimelodus sebae, Heterobranchus sextentaculatus, and Silurus rivularis, is presented and discussed. The neotype designation for those four species is deemed invalid for not complying with the provisions of the International Code of Zoological Nomenclature, making it technically possible to revalidate any of the four taxa from the synonymy of Rhamdia quelen without having to address the International Commission of Zoological Nomenclature. The type-locality of both Curimata gilbert and Callichthys asper are also restricted to rio Macacu at the village of Japuíba, State of Rio de Janeiro, Brazil.(AU)

São apresentadas e discutidas informações históricas sobre as prováveis localidades-tipo de Pimelodus quelen e seus quatro sinônimos juniores que compartilham o mesmo neótipo, Pimelodus namdia, Pimelodus sebae, Heterobranchus sextentaculatus e Silurus rivularis. A designação do neótipo para essas quatro espécies é considerada inválida por não estar em conformidade com as disposições do Código Internacional de Nomenclatura Zoológica, tornando tecnicamente possível revalidar qualquer um dos quatro táxons da sinonímia de Rhamdia quelen sem ter que apelar à Comissão Internacional de Nomenclatura Zoológica. As localidades-tipo de Curimata gilbert e Callichthys asper também são restringidas ao rio Macacu na vila de Japuíba, estado do Rio de Janeiro, Brasil.(AU)

Redescription of Ancistrus greeni (Siluriformes: Loricariidae), and description of a new species from the río Madre de Dios basin, Peru

A new species of Ancistrus is described from minor tributaries of the río Madre de Dios basin (Cusco - Madre de Dios - Puno), in Peru. The new species shares with A. greeni an uncommon unicusp dentition; but it is distinguished from A. greeni by a larger orbital diameter, deeper caudal peduncle, and larger adipose-fin spine. The redescription of A. greeni is provided, and its recognition along with the discovery of this new species increases to five the officially number of Ancistrus species from the río Madre de Dios basin. The lectotype and paralectotype of A. greeni are provided.(AU)

Uma nova espécie de Ancistrus é descrita de pequenos tributários da bacia do rio Madre de Dios (Cusco - Madre de Dios - Puno), no Peru. A nova espécie compartilha com A. greeni uma dentição unicuspidada pouco comum e é diagnosticada de A. greeni pelo maior diâmetro orbital, maior altura do pedúnculo caudal e maior espinho da nadadeira adiposa. A redescrição de A. greeni é fornecida, e seu reconhecimento juntamente com a descoberta dessa nova espécie incrementam para cinco o número oficial de Ancistrus registradas para a bacia do rio Madre de Dios. O lectótipo e paralectótipo de A. greeni são fornecidos.(AU)

A Century after! Rediscovery of the ancient catfish Diplomystes Bleeker 1858 (Siluriformes: Diplomystidae) in coastal river basins of Chile and its implications for conservation

The ancient catfish family Diplomystidae, with seven species endemic to rivers of southern South America, represents one of the oldest branches of the diverse order Siluriformes. With most species endangered, new reports of these species become extremely valuable for conservation. Currently, it is assumed that Diplomystes species inhabit only Andean (large) basins, and that they are extinct from coastal (small) basins from which their presence have not been recorded since 1919. Here, we document new records of the family Diplomystidae in the Laraquete and Carampangue basins, two coastal basins from the Nahuelbuta Coast Range, Chile, with no previous reports. This finding represents the rediscovery of the genus in coastal basins in more than a Century. Based on analysis of mitochondrial DNA sequences, the collected specimens were found to be closely related to Diplomystes nahuelbutaensis from the Andean Biobío Basin, but sufficiently differentiated to suggest that coastal basin populations are a different management unit. These populations are important because, contrary to previous thoughts, they prove these catfish can survive in small river networks, providing unique opportunities for research and conservation. The conservation category of Critically Endangered (CE) is recommended for the populations from the Laraquete and Carampangue basins.(AU)

La familia de bagres Diplomystidae, con siete especies endémicas de ríos del sur de Sudamérica, es uno de los linajes mas antiguos del diverso orden Siluriformes. Al estar la mayoría de las especies amenazadas, nuevos registros de éstas son extremadamente valiosos para su conservación. Actualmente, se ha asumido que los Diplomystidos se distribuyen solo en cuencas Andinas (más grandes), y que sus especies estarían extintas en cuencas de menor tamaño como las costeras, sin registros desde 1919. En este trabajo documentamos la familia Diplomistidae en las cuencas de Carampangue y Laraquete, dos cuencas costeras de la Cordillera de Nahuelbuta, Chile, lo que representa el primer registro de esta familia en estas cuencas costeras. Además, este hallazgo representa el re-descubrimiento de la familia en cuencas costeras después de un siglo. Sobre la base de análisis de ADN mitocondrial, los especímenes colectados se relacionaron más cercanamente con poblaciones de la especie Diplomystes nahuelbutaensis presente en la cuenca del Biobío. Sin embargo, existen diferencias genéticas suficientes entre las poblaciones costeras y las del Biobío para justificar su separación como unidad de manejo distinta. Estas poblaciones costeras son importantes porque demuestran que los Diplomístidos pueden sobrevivir en cuencas de pequeño tamaño, ofreciendo oportunidades únicas para su investigación y conservación. Se recomienda la categoría de conservación En Peligro Critico de Extinción (CR) para las poblaciones de las cuencas Laraquete y Carampangue.(AU)

Comparative cytogenetic analyses in Ancistrus species (Siluriformes: Loricariidae)

Ancistrus is a specious genus of armored catfishes that has been extensively used for cytogenetic studies in the last 17 years. A comparison of the extensive karyotypic plasticity within this genus is presented with new cytogenetic analysis for Ancistrus cf. multispinis and Ancistrus aguaboensis. This study aims to improve our understanding of chromosomal evolution associated with changes in the diploid number (2n) and the dispersion of ribosomal DNAs (rDNAs) within Ancistrus. Ancistrus cf. multispinis and A. aguaboensis exhibit 2n of 52 and 50 chromosomes, respectively. Given that A. cf. multispinis shares a 2n = 52 also found in Pterygoplichthyini, the sister group for Ancistrini, a Robertsonian (Rb) fusion event is proposed for the 2n reduction in A. aguaboensis. 5S rDNAs pseudogenes sites have already been associated with Rb fusion in Ancistrus and our analysis suggests that the 2n reduction in A. aguaboensis was triggered by double strand breaks (DSBs) and chromosomal rearrangements at 5S rDNA sites. The presence of evolutionary breakpoint regions (EBRs) into rDNA cluster is proposed to explain part of the Rb fusion in Ancistrus. Cytogenetic data presented extends the diversity already documented in Ancistrus to further understand the role of chromosomal rearrangements in the diversification of Ancistrini.(AU)

Ancistrus é um gênero rico em espécies de peixes conhecidos como cascudos e tem sido alvo de estudos citogenéticos nos últimos 17 anos. Uma comparação da plasticidade presente no gênero é apresentada com novas análises citogenéticas para Ancistrus cf. multispinis e Ancistrus aguaboensis. Este estudo visa melhorar nossa compreensão da evolução cromossômica associada as alterações do número diploide (2n) e a dispersão de DNAs ribossômicos (rDNAs) em Ancistrus. Ancistrus cf. multispinis e A. aguaboensis apresentaram 2n de 52 e 50 cromossomos, respectivamente. Visto que A. cf. multispinis compartilha 2n = 52 também encontrado em Pterygoplichthyini, o grupo irmão para Ancistrini, um evento de fusão Robertsoniana (Rb) é proposto para a redução do 2n em A. aguaboensis. Sítios de pseudogenes de rDNA 5S já foram associados a eventos de fusão Rb em Ancistrus e nossas análises sugerem que a redução do 2n em A. aguaboensis foi desencadeada por quebras na dupla fita e rearranjos cromossômicos em sítios de rDNA 5S. A presença de evolutionary breakpoint regions (EBRs) em clusters de rDNA foi proposta para explicar parte da fusão Rb em Ancistrus. Os dados citogenéticos apresentados ampliam a diversidade já documentada em Ancistrus visando melhor entender o papel dos rearranjos cromossômicos na diversificação de Ancistrini.(AU)

Genetic diversity and aquaculture conservation for a threatened Neotropical catfish

Due to the ecological importance of Lophiosilurus alexandri, the present work evaluated its genetic representativeness by comparing wild stocks to broodstocks that were kept at three restocking hatcheries along the São Francisco River. A total of 97 samples were genotyped for newly developed microsatellite markers. Low levels of genetic diversity (average alleles number of 4.2 alleles) were detected in all cases, being more severe in captive groups. Significant pairwise FST and DEST values, Structure, and DAPC analyses showed that wild animals were structured in two groups, and a third group was formed by captive animals, evidencing the need to adopt genetic criteria to retain genetic diversity in the hatcheries. For this reason, three full-sib families were constructed to select the best relatedness estimator for L. alexandri and establish a cut-off value aimed to avoid full-sibling matings in the hatcheries. Two estimators, Wang (RW) and Lynch & Li (RLL), were accurate in reflecting the relatedness level for full-sibs in this species. According to them, less than 50% of the potential breeding matings in the three hatcheries are advisable. The innate low diversity of L. alexandri highlights the importance of minimizing inbreeding and retaining genetic diversity towards the species recovery.(AU)

Devido à importância ecológica de Lophiosilurus alexandri, o presente trabalho avaliou sua representatividade genética, comparando estoques selvagens com plantéis de reprodutores de três larviculturas ao longo do Rio São Francisco. Noventa e sete amostras foram genotipadas com marcadores microssatélites recém-desenvolvidos. Baixos níveis de diversidade genética (número médio de alelos de 4,2) foram detectados em todos os casos, sendo mais severo no cativeiro. Os valores de FST e DEST par a par, as análises do Structure e DAPC mostraram a estruturação dos animais selvagens em dois grupos, e um terceiro formado pelas larviculturas, evidenciando a necessidade de adoção de critérios genéticos para retenção da diversidade genética no cativeiro. Por essa razão, três famílias de irmãos completos foram construídas para selecionar o melhor estimador de parentesco para a espécie e estabelecer os valores mínimos de corte para evitar cruzamentos indesejados. Dois estimadores, Wang (RW) e Lynch & Li (RLL), foram eficientes em refletir as relações de parentesco para irmãos completos nessa espécie. Segundo eles, menos de 50% dos potenciais cruzamentos são recomendáveis nas três larviculturas. A baixa diversidade genética inerente ao L. alexandri destaca a importância de minimizar a consanguinidade e evitar perda de diversidade genética, visando a recuperação da espécie.(AU)

New species of the Corumbataia cuestae group (Siluriformes: Loricariidae) from the Rio Tocantins basin, with comments on its phylogenetic relationships

A new species of Corumbataia is described from Rio Maranhão, Rio Tocantins basin, central Brazil. The new species is distinguished from all congeners by the presence of a small, naked area on snout tip; by having the abdomen covered with small platelets forming a shield which reaches the lateral mid-ventral plates; by the anterior profile of the head rounded in dorsal view; by the lower lip not reaching the transversal line of the pectoral girdle; and by the presence of 28 or 29 vertebrae. High genetic divergence in mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) further supports the validity of this new species. Our phylogenetic analysis shows a derived subclade in Corumbataia, herein named as the Corumbataia cuestae group, composed of the new species plus C. cuestae, C. tocantinensis, C. britskii, C. liliai, and C. lucianoi. This group is defined by having a conspicuous crest of hypertrophied odontodes on head; absence of the adipose fin or a single series of platelets at adipose-fin position; and anastomosis of the infraorbital and otic sensory canals over the pterotic-supracleithrum. Here we also restrict the distribution of C. tocantinensis to the Rio Araguaia basin.(AU)

Uma nova espécie de Corumbataiaé descrita para o Rio Maranhão, na bacia do Rio Tocantins na região central do Brasil. A nova espécie é diagnosticada dos demais congêneres pela presença de uma pequena área nua na ponta do focinho; por possuir o abdômen coberto por pequenas placas formando um escudo que alcança as placas laterais mid-ventrais; perfil anterior da cabeça arredondado em vista dorsal; lábio inferior não alcançando a linha transversal da cintura peitoral; e presença de 28 ou 29 vértebras. Altos valores de divergência genética também suportam a validade dessa nova espécie. Nossa análise filogenética encontrou um subclado derivado em Corumbataia, aqui denominado grupo Corumbataia cuestae, composto pela nova espécie mais C. cuestae, C. tocantinensis, C. britskii, C. liliai e C. lucianoi. Esse grupo é definido por possuir uma crista conspícua de odontódeos hipertrofiados na cabeça; ausência de nadadeira adiposa ou série única de placas na posição da nadadeira adiposa; anastomose dos canais sensoriais infraorbital e ótico sobre o pterótico-supracleitro. Aqui, nós também restringimos a distribuição de C. tocantinensisà bacia do Rio Araguaia.(AU)

Sexual dimorphism in the catfish Genidens genidens (Siluriformes: Ariidae) based on otolith morphometry and relative growth

Genidens genidens is a species susceptible to population declines in view of their reproductive biology peculiarities. Morphometric differences between sexes are observed in the literature, and these differences should also be evident in otolith development. Growth patterns are one of the most important biological characteristics regarding population dynamics and management. In this context, the aim of the present study is to describe this species relative growth and identify differences between sex life cycles. Somatic growth-otolith growth relationships and somatic length-weight relationships were estimated based on two methodologies; the Huxley and the polyphasic allometric models. Both models demonstrated different growth patterns between sexes. The three axes of otolith growth were adequate descriptors of growth, and the results of the Huxley model demonstrated distinct growth patterns between sexes, with male otoliths larger in all three measured axes. In the polyphase model, male otoliths were thicker, while female otoliths were longer and higher. Both sexes presented similar length-weight relationships, which may indicate that oocyte production and parental care lead to similar costs for this species.(AU)

Genidens genidens é uma espécie suscetível a declínios populacionais, tendo em vista as peculiaridades de sua reprodução. Diferenças morfométricas entre os sexos são observadas na literatura, e essas diferenças também devem ser evidentes no desenvolvimento dos otólitos. O padrão de crescimento é uma das características biológicas mais importantes no que diz respeito à dinâmica populacional e manejo. Assim, nosso objetivo é descrever o crescimento relativo da espécie e identificar diferenças entre os ciclos de vida dos sexos. A relação crescimento somático-crescimento do otólito e a relação comprimento-peso somáticos foram estimados com base em duas metodologias, os modelos alométricos de Huxley e polifásico. Ambos os modelos demonstraram diferentes padrões de crescimento entre sexos. Os três eixos dos otólitos descreveram adequadamente o crescimento, e os resultados do modelo de Huxley demonstraram padrões de crescimento distintos entre os sexos, com os otólitos dos machos sendo maiores em todos os três eixos medidos. No modelo polifásico os otólitos dos machos foram maiores em espessura, enquanto os otólitos das fêmeas exibiram maior comprimento e altura. Ambos os sexos apresentaram relações de comprimento-peso semelhantes, o que pode indicar que a produção de ovócitos e o cuidado parental apresentam custos semelhantes para essa espécie.(AU)

Chromosomal distribution of the retroelements Rex 1, Rex 3 and Rex 6 in species of the genus Harttia and Hypostomus (Siluriformes: Loricariidae)

The transposable elements (TE) have been widely applied as physical chromosome markers. However, in Loricariidae there are few physical mapping analyses of these elements. Considering the importance of transposable elements for chromosomal evolution and genome organization, this study conducted the physical chromosome mapping of retroelements (RTEs) Rex1, Rex3 and Rex6 in seven species of the genus Harttia and four species of the genus Hypostomus, aiming to better understand the organization and dynamics of genomes of Loricariidae species. The results showed an intense accumulation of RTEs Rex1, Rex3 and Rex6 and dispersed distribution in heterochromatic and euchromatic regions in the genomes of the species studied here. The presence of retroelements in some chromosomal regions suggests their participation in various chromosomal rearrangements. In addition, the intense accumulation of three retroelements in all species of Harttia and Hypostomus, especially in euchromatic regions, can indicate the participation of these elements in the diversification and evolution of these species through the molecular domestication by genomes of hosts, with these sequences being a co-option for new functions.(AU)

Os elementos transponíveis (TE) têm sido amplamente aplicados como marcadores cromossômicos. Contudo, em Loricariidae, há poucas análises de mapeamento físico destes elementos. Considerando a importância de elementos transponíveis para a evolução cromossômica e organização genômica, este trabalho realizou o mapeamento físico cromossômico dos retroelementos (RTEs) Rex1, Rex3 e Rex6 em sete espécies do gênero Harttia e em quatro espécies do gênero Hypostomus, com o intuito de melhor compreender a organização e dinâmica dos genomas das espécies de Loricariidae. Os resultados evidenciaram um intenso acúmulo dos RTEs Rex1, Rex3 e Rex6 e distribuição dispersa em regiões heterocromáticas e eucromáticas no genoma das espécies estudadas. A presença de retroelementos em algumas regiões cromossômicas sugere sua participação em vários rearranjos cromossômicos. Além disso, o intenso acúmulo dos três retroelementos em todas as espécies de Harttia e Hypostomus, especialmente em regiões eucromáticas, pode indicar a participação destes elementos na diversificação e evolução destas espécies através da domesticação molecular pelo genoma dos hospedeiros, com estas sequências sendo co-optadas paras novas funções.(AU)

Biomarkers and bioindicators of the environmental condition using a fish species (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) in a tropical reservoir in Southeastern Brazil / Biomarcadores e bioindicadores da condição ambiental usando uma espécie de peixe (Pimelodus maculatus Lacepède, 1803) em um reservatório tropical no Sudeste do Brasil

Abstract The Funil Reservoir receives a large amount of xenobiotics from the Paraíba do Sul River (PSR) from large number of industries and municipalities in the watershed. This study aimed to assess environmental quality along the longitudinal profile of the Paraíba do Sul River-Funil Reservoir system, by using biomarkers and bioindicators in a selected fish species. The raised hypothesis is that Funil Reservoir acts as a filter for the xenobiotics of the PSR waters, improving river water quality downstream the dam. Two biomarkers, the ethoxyresorufin-O-deethylase activity (EROD), measured as fluorimetricly in S9 hepatic fraction, and the micronuclei frequency (MN), observed in erythrocytes of the cytoplasm, and three bioindicators, the hepatosomatic index (HSI), gonadosomatic index (GSI) and condition factor (CF) were used in Pimelodus maculatus, a fish species widely distributed in the system. Four zones were searched through a longitudinal gradient: 1, river upstream from the reservoir; 2, upper reservoir; 3, lower reservoir; 4, river downstream of the reservoir. EROD activity and HSI and GSI had significant differences among the zones (P<0.05). The upper reservoir had the lowest EROD activity and HSI, whereas the river downstream of the reservoir had the highest EROD and lowest GSI. The river upstream from the reservoir showed the highest HSI and GSI. It is suggested that the lowest environmental condition occur at the river downstream of the reservoir, where it seems to occur more influence of xenobiotics, which could be associated with hydroelectric plant operation. The hypothesis that Funil reservoir acts as a filter decanting pollution from the Paraíba do Sul River waters was rejected. These results are novel information on this subject for a native fish species and could be useful for future comparisons with other environments.

Resumo O reservatório do Funil recebe uma grande quantidade de contaminantes xenobióticos do Rio Paraíba do Sul (RPS) provenientes de grandes indústrias e municípios situados na bacia hidrográfica. O objetivo deste estudo é avaliar a qualidade ambiental ao longo de um perfil longitudinal do sistema rio Paraíba do Sul-reservatório do Funil, através de biomarcadores e bioindicadores em uma espécie de peixe selecionada. A hipótese a ser testada é de que o reservatório do Funil funciona como filtro para poluentes xenobioticos de águas do rio Paraíba do Sul, melhorando a qualidade da água à jusante da represa. Foram usados dois biomarcadores: a atividade de etoxiresorufina-O-desetilase (EROD), medida fluorimetricamente na fração S9 hepática, e a Freqüência de Micronúcleos (MN), observada no citoplasma dos eritrócitos; e também três bioindicadores: Índice hepato-somático (IHS), Índice gonado-somático (IGS) e Fator de Condição (FC) em Pimelodus maculatus, uma espécie de peixe amplamente distribuída no sistema. Quatro zonas foram amostrados ao longo do gradiente longitudinal: 1, rio a montante do reservatório; 2, parte superior do reservatório; 3, parte inferior do reservatório; 4, rio à jusante do reservatório. A atividade de EROD, o IHS e o IGS apresentaram diferenças significativas (P<0.05) entre as zonas. A atividade EROD e o IHS foram mais baixos na parte superior do reservatório, enquanto que no rio à jusante do reservatório, a atividade de EROD foi mais alta e o IGS foi mais baixo. O rio acima do reservatório apresentou maiores IHS e IGS. É sugerido que a pior condição ambiental ocorreu no rio abaixo do reservatório, o que poderia ser associado às influências das operações da usina hidroelétrica. A hipótese de que o reservatório do Funil atue como filtro decantando a poluição do rio Paraíba do Sul foi rejeitada. Estes dados são novas informações sobre este tema para uma espécie nativa e podem ser úteis para futuras comparações outros ambientes.

Induced CYP1A activity and DNA damage in fish from the middle Paraíba do Sul River basin, southeastern Brazil / Atividade induzida de CYP1A e danos de DNA em peixes do trecho médio da bacia do rio Paraíba do Sul, sudeste do Brasil

The Paraíba do Sul River (PSR) drainage basin in Southeastern Brazil covers one of the most industrialized and densely populated regions of the country. The impact of chemical contamination on the PSR basin seems to be more pronounced in its middle reach where a number of potentially polluting plants are located. In this study, we used hepatic EROD activity - a biomarker of exposure to CYP1A-inducing pollutants (e.g. PAHs, PCDD/Fs, PCBs) - and the incidence of micronucleated erythrocytes (Mn) in the peripheral blood - a biomarker of effects of DNA-damaging agents (e.g. PAHs) - to evaluate the effects of pollution on two native fish species, Geophagus brasiliensis and Pimelodus maculatus. Results showed that the incidence of Mn and EROD in G. brasiliensis and P. maculatus from the two most downstream sites (Três Rios Town and Piabanha River) were markedly higher than the incidence of Mn and EROD recorded in fish from the most upstream site (Funil Reservoir). Our findings are consistent with the view that CYP1A-inducing activity and increased DNA-damage are found in fish caught in sampling sites located downstream of the stretch where there are several industries that are potential sources of PAHs and CYP1A-inducing contaminants.

O rio Paraíba do Sul (RPS) drena uma das mais industrializadas e densamente povoadas áreas do sudeste do Brasil. O impacto de contaminação química no RPS parece ser mais pronunciado no segmento médio da bacia onde se localiza grande número de indústrias potencialmente poluidoras. Neste estudo, foi avaliada a atividade hepática EROD – um biomarcador de exposição a poluente indutores da CYP1A (e.g. HAPs, PCDD/Fs, PCBs) – e a incidência de eritrócitos micronucleados (Mn) no sangue periférico – um biomarcador de efeitos de agentes de danificação do DNA- (e.g. HAPs) – para avaliar o efeito de poluição sobre dois peixes nativos, Geophagus brasiliensis e Pimelodus maculatus. Os resultados apresentaram que a incidência de Mn e EROD em G. brasiliensis e P. maculatus nos dois locais no trecho mais baixo (Três Rios e rio Piabanha) foi marcadamente mais elevada do que a incidência e a atividade EROD registradas em peixes dos locais mais à montante (reservatório do Funil). Estes resultados são consistentes com a visão de que atividade indutora de CYP1A e elevadora de danos no DNA são encontradas em peixes capturados em locais abaixo do trecho onde grande número de indústrias são potenciais fontes de poluição de indutores de contaminantes HAPs e CYP1A.

Age and growth of the Amazonian migratory catfish Brachyplatystoma rousseauxii in the Madeira River basin before the construction of dams

The goliath catfish Brachyplatystoma rousseauxii has crucial economical and ecological functions in the Amazon basin. Although its life history characteristics have been studied in the Amazon, there is little information in the Madeira River basin, which holds genetically distinct populations and where dams were recently built. Using fish collected in Bolivia, Brazil and Peru, this study provides a validation of growth rings deposition and details the growth patterns of B. rousseauxii in the Madeira before the dams' construction. Age structure and growth parameters were determined from 497 otolith readings. The species exhibits two growth rings per year and sampled fish were between 0 and 16 years old. In the Brazilian portion of the basin, mainly young individuals below 5 years old were found, whereas older fish (> 5 years) were caught only in the Bolivian and Peruvian stretches, indicating that after migrating upstream to reproduce, adults remain in the headwaters of the Madeira River. Comparing with previous publications, B. rousseauxii had a slower growth and 20 cm lower maximum standard length in the Madeira River than in the Amazon River. This study provides a baseline for future evaluation of changes in population dynamics of the species following dams closure.(AU)

Brachyplatystoma rousseauxii é um bagre de importante papel econômico e ecológico na bacia amazônica. Embora existam estudos acerca de sua história de vida na Amazônia, há pouca informação para a bacia do rio Madeira, onde existem populações geneticamente distintas e recentemente foram construídas duas usinas hidrelétricas. Este estudo validou a deposição das marcas de crescimento e detalhou os padrões de desenvolvimento dessa espécie no rio Madeira, antes da construção das barragens. As coletas abrangeram os territórios brasileiro, boliviano e peruano, com estrutura etária e parâmetros de crescimento determinados a partir de 497 otólitos. Foram observadas duas marcas de crescimento por ano e indivíduos entre 0 e 16 anos. Na porção brasileira foram encontrados principalmente jovens menores de 5 anos, enquanto que os peixes mais velhos (> 5 anos) foram capturados apenas na Bolívia e Peru, indicando que após a migração reprodutiva, os adultos permanecem nas cabeceiras do rio Madeira. Comparando com estudos prévios realizados na calha principal do rio Amazonas, B. rousseauxii apresentou crescimento mais lento e comprimento padrão máximo inferior de 20 cm no rio Madeira. Este estudo fornece uma base para a avaliação futura das mudanças na dinâmica populacional desse espécie após o implementação das barragens.(AU)