More than two decades after the introduction of Limnoperna fortunei (Dunker 1857) in La Plata Basin / Duas décadas após a chegada de Limnoperna fortunei (Dunker 1857) na Bacia do Prata

Abstract The golden mussel, Limnoperna fortunei, is an Asian freshwater bivalve introduced in South America in the beginning of the 1990's, probably through ballast water releases in La Plata River estuary. It dispersed north through Paraná, Uruguay and Paraguay Rivers. The study evaluated the macroscale (18° to 34° S; 45° to 60° W) distribution of L. fortunei (larval stages) in the main rivers and reservoirs of La Plata Basin. Samplings were performed through 68 µm vertical plankton net hauls. Limnological variables were simultaneously determined. Larvae abundance correlated significantly with oxygen (positively) in summer, with temperature (positively) in winter and with total phosphorus and total nitrogen (both negatively) in winter. We expected densities to decrease towards north (latitudinal gradient) and increase in lentic conditions (reservoirs). Despite maximum density was found near the introduction point (La Plata River) similar value was also observed 2,000 km north (Paraguay River). The first hypothesis was refuted. The second hypothesis was partially accepted. Abundances were consistently higher in summer. Higher trophic conditions and fast flow seem to inhibit population growth. Food resources (chlorophyll a) locally influenced temporal variation. Limnoperna fortunei is widely distributed in La Plata basin, reaching high larval densities superior to 10,000 ind. m-3, in all major sub-basins. The species exhibits a high intrinsic dispersal ability (free planktonic larvae), wide tolerance to environmental factors and dispersion is potentialized by natural dispersion processes (e.g. fauna displacement) and human facilitation (e.g. commercial navigation).

Resumo O mexilhão dourado, Limnoperna fortunei, é um bivalve de água doce originário da Ásia e introduzido na América do Sul no início de 1990, provavelmente através da água de lastro liberada no estuário do rio La Plata. Dispersando-se para o norte através dos rios Paraná, Uruguai e Paraguai. Esse estudo avaliou a distribuição em macroescala (18° a 34° S; 45° a 60° W) de L. fortunei (estágios larvais) nos principais rios e reservatórios da bacia La Plata. Amostragens foram realizadas através de arrastos verticais com rede planctônica de 68 µm. Variáveis limnológicas foram simultaneamente determinadas. A abundância larval correlacionou-se significativamente com oxigênio (positivamente) no verão, com a temperatura (positivamente) no inverno e com fósforo total e nitrogênio total (ambos negativamente) no inverno. Esperávamos um decréscimo da densidade em direção ao norte (gradiente latitudinal) e aumento em condições lênticas (reservatórios). Apesar de a densidade máxima ter sido encontrada próximo do ponto de introdução (La Plata River) valores similares também foram observados 2.000 km ao norte (rio Paraguai). A primeira hipótese foi refutada. A segunda hipótese foi parcialmente aceita. Abundâncias foram consistentemente maiores no verão. Condições eutróficas e fluxo rápido parecem inibir o crescimento populacional. Recurso alimentar (clorofila a) local influenciou a variação temporal. Limnoperna fortunei está amplamente distribuído na bacia de La Plata, alcançando densidades larvais superiores a 10.000 ind. m-3 em todas as principais sub bacias. A espécie possui alta capacidade de dispersão intrínseca (larva planctônica livre), ampla tolerância aos fatores ambientais e os processos de dispersão são potencializados por processos naturais (e.g. deslocamento de fauna) e facilitação humana (e.g. navegação comercial).

Reproductive cycle of Mytella guyanensis (Lamarck, 1819) in a Marine Reserve (RESEX Bay of Iguape), Bahia, Brazil / Ciclo reprodutivo de Mytella guyanensis (Lamarck, 1819) na Reserva Extrativista Marinha Baía do Iguape, Bahia, Brasil

Abstract Mytella guyanensis, consumed and commercialized in coastal regions of Brazil, is one of several bivalve species of socioeconomic interest for coastal communities. Besides serving as a source of income and subsistence for these communities, it also contributes to their food security as it is a source of proteins and micronutrients. Thus, the reproductive cycle of this species was studied aiming to contribute to food security and its preservation. Samples were collected monthly, between March 2014 and March 2015, in a natural stock (12°38'50"S; 38°51'43"W) in a Marine Reserve (RESEX Bay of Iguape) (community Engenho da Ponte), Bahia, Brazil. Mytella guyanensis is collected by women on site, where the artisanal fishing of this resource is performed without following any specific handling procedure. Also, empirical evidence indicates overexploitation. The specimens collected were measured along the anterior-posterior axis (length), and after macroscopic analysis they were fixed in Davidson solution, processed by routine histology techniques and stained with Harris haematoxylin and eosin (H&E). The macroscopic analysis showed sexual dimorphism, with the male and female gonads presenting a milky-white and orange colour, respectively. A 1:1 sex ratio (M: F) was observed and reproduction of the species was continuous all year round. March, April, July and August were the months with highest values of gamete elimination. We suggest that a M. guyanensis management plan should restrict capture during these months, in order to sustainably regulate exploitation of this food resource in this reserve.

Resumo Mytella guyanensis, consumida e comercializada em regiões litorâneas do Brasil, é uma das diversas espécies de bivalves de interesse socioeconômico para comunidades litorâneas. Além de servir como fonte de renda e subsistência para essas comunidades, esta contribui para a sua segurança alimentar, por ser fonte de proteínas e micronutrientes. Assim, o ciclo reprodutivo desta espécie foi estudado visando contribuir com a segurança alimentar e a preservação da mesma. As amostragens foram realizadas mensalmente, entre março de 2014 e março de 2015 em um estoque natural (12°38'50"S e 38°51'43"W) na Reserva Extrativista Marinha Baía do Iguape (comunidade Engenho da Ponte), Bahia. Mytella guyanensis é coletada no local por mulheres, onde a pesca artesanal desse recurso é realizada sem seguir nenhum procedimento específico de manejo e evidência empírica indica sobrexplotação. Os espécimes coletados foram medidos ao longo do eixo ântero-posterior (comprimento) e após a análise macroscópica, foram fixados em solução de Davidson, processados por técnicas rotineiras de histologia e coradas em hematoxilina de Harris e eosina (HE). A análise macroscópica evidenciou dimorfismo sexual, com as gônadas de machos e fêmeas apresentando coloração branco leitosa e alaranjada, respectivamente. Uma proporção sexual (M: F) de 1:1 foi observada e a reprodução foi contínua ao longo do ano. Março, abril, julho e agosto apresentaram os maiores valores de eliminação de gametas. Sugerimos que um plano de manejo de M. guyanensis restrinja a captura deste durante esses meses, a fim de regular de forma sustentável a exploração desse recurso nesta reserva.

Physiological response of invasive mussel Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) (Bivalvia: Mytilidae) submitted to transport and experimental conditions / Resposta fisiológica do mexilhão invasor Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) (Bilvalvia: Mytilidae) submetido ao transporte e condições experimentais

Abstract Successful animal rearing under laboratory conditions for commercial processes or laboratory experiments is a complex chain that includes several stressors (e.g., sampling and transport) and incurs, as a consequence, the reduction of natural animal conditions, economic losses and inconsistent and unreliable biological results. Since the invasion of the bivalve Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) in South America, several studies have been performed to help control and manage this fouling pest in industrial plants that use raw water. Relatively little attention has been given to the laboratory rearing procedure of L. fortunei, its condition when exposed to a stressor or its acclimation into laboratory conditions. Considering this issue, the aims of this study are to (i) investigate L. fortunei physiological responses when submitted to the depuration process and subsequent air transport (without water/dry condition) at two temperatures, based on glycogen concentrations, and (ii) monitor the glycogen concentrations in different groups when maintained for 28 days under laboratory conditions. Based on the obtained results, depuration did not affect either of the groups when they were submitted to approximately eight hours of transport. The variation in glycogen concentration among the specimens that were obtained from the field under depurated and non-depurated conditions was significant only in the first week of laboratory growth for the non-depurated group and in the second week for the depurated group. In addition, the tested temperature did not affect either of the groups that were submitted to transport. The glycogen concentrations were similar to those of the specimens that were obtained from the field in third week, which suggests that the specimens acclimated to laboratory conditions during this period of time. Thus, the results indicate that the air transport and acclimation time can be successfully incorporated into experimental studies of L. fortunei. Finally, the tolerance of L. fortunei specimens to the stressor tested herein can help us understand the invasive capacity of this mussel during the establishment process.

Resumo A criação bem sucedida de animais em condições de laboratório para processos comerciais ou experimentais é uma cadeia complexa que inclui vários fatores de estresse (ex. coleta e transporte) que tem como consequência a redução das condições naturais do animal, prejuízos econômicos e resultados biológicos inconsistentes. Desde a invasão do bivalve Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) na América do Sul, vários estudos têm sido realizados para ajudar no controle e gestão dessa praga em plantas industriais que utilizam água. Relativamente pouca atenção tem sido dada ao processo de criação de L. fortunei em laboratório, sua condição quando exposta ao estresse e sua aclimatação a condições de laboratório. Considerando estes aspectos, os objetivos deste estudo foram: (i) investigar as respostas fisiológicas de L. fortunei submetidos ao processo de depuração e subsequente transporte (sem água/condição seca) em duas temperaturas, analisando as diferentes concentrações de glicogênio e (ii) monitorar as concentrações de glicogênio nos diferentes grupos, quando mantidos por 28 dias em condições de laboratório. Com base nos resultados obtidos, a depuração não afetou nenhum grupo quando eles foram submetidos a oito horas de transporte. A variação da concentração de glicogênio entre os espécimes do campo quando depurados e não depurados, foi significativa apenas em relação à primeira semana em laboratório para o grupo não depurado e à segunda semana para o grupo depurado. Além disto, a temperatura testada não afetou os grupos submetidos ao transporte. As concentrações de glicogénio foram semelhantes as dos espécimes do campo a partir da terceira semana, o que sugere que os espécimes estão aclimatados às condições de laboratoriais neste período de tempo. Assim, os resultados indicam que o transporte ao ar e o tempo de aclimatação podem ser incorporados com sucesso aos estudos experimentais com L. fortunei. Finalmente, o conhecimento sobre a tolerância de L. fortunei ao estresse pode ajudar a entender a capacidade invasiva deste durante o processo de estabelecimento.

Cellular development of the germinal epithelium during the gametogenic cycle of the golden mussel Limnoperna fortunei (Bivalvia: Mytilidae)

AbstractThe golden mussel Limnoperna fortunei is an invasive species that has quickly dispersed and colonized several potential different habitats distributed all over the world, causing environmental and economic impacts. Thus, in order to contribute to a better understanding of the reproductive aspects of L. fortunei, we described the cellular dynamic of the male and female germinal epithelium during the annual reproductive life history of this species, with the use of high resolution histology. An approximate of 1 200 specimens of L. fortunei were sampled periodically on the upper Paraná River floodplain (Brazil), from March 2010 to December 2012. Based on the activity of the germinal epithelium and consequent germ cell development, this study has resulted in the recognition of the following reproductive phases: Developing, Spawning Capable, Regressing and Regenerating. In the characterization of these phases, the following germ cells were described for males: spermatogonia, primary and secondary spermatocytes, spermatids and spermatozoa. Cell nests, oogonia, early prophase oocytes, previtellogenic oocytes and vitellogenic oocytes (early vitellogenic oocytes, middle vitellogenic oocytes and full-grown oocytes) were described for females. The morphological data and reproductive parameters obtained, showed the value of the cellular dynamics of the germinal epithelium, for the understanding of the cyclic gonadal events during the adult reproductive life of the mollusk in general. These results on the gametogenesis of this invasive species may be a fundamental tool for the development of control strategies and programs implementation, to reduce their proliferation and impacts in natural local environments. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 521-536. Epub 2016 June 01.

ResumenEl mejillón dorado Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) es una especie invasora que se ha dispersado rápidamente y ha colonizado diferentes hábitats potenciales distribuidos por todo el mundo, causando impactos ambientales y económicos. El control de esta especie depende del conocimiento de los aspectos reproductivos. Entre marzo 2010 y diciembre 2012 fueron muestreados periodicamente alrededor de 1 200 especímenes de L. fortunei en la planicie de inundación del Alto Rio Paraná, Brasil. Con el fin de contribuir con una mejor comprensión de los aspectos reproductivos de L. fortunei, se describió la dinámica celular del epitelio germinativo masculino y femenino durante la vida reproductiva anual de esta especie, mediante histología de alta resolución basada en la actividad del epitelio germinal y el consecuente desarrollo de las células germinales. En este estudio se reconocieron las siguientes fases reproductivas: desarrollo, capacidad de desove, regresión y regeneración. En los machos se describieron las siguientes células germinales: espermatogonias, espermatocitos primarios y secundarios, espermátidas y espermatozoides. Mientras que en las hembras se estudiaron: nidos celulares, ovogonias, ovocitos profásicos tempranos, ovocitos pre-vitelogénicos y ovocitos vitelogénicos (ovocitos vitelogénicos tempranos, ovocitos vitelogénicos y ovocitos completamente desarrollados).Los datos morfológicos y parámetros reproductivos que se muestran aquí confirman cómo la dinámica celular del epitelio germinal permite la comprensión de los acontecimientos cíclicos gonadales durante la vida reproductiva de adultos del molusco, en general. El conocimiento de la gametogénesis de esta especie invasora puede convertirse en una herramienta fundamental para el desarrollo de estrategias de control y aplicación de programas para disminuir su proliferación en ambientes naturales.

Limnoperna fortunei Dunker, 1857 larvae in different environments of a Neotropical floodplain: relationships of abiotic variables and phytoplankton with different stages of development / Larvas de Limnoperna fortunei Dunker, 1857 em diferentes ambientes de uma planície de inundação Neotropical: relação com variáveis abióticas e algas fitoplanctônicas em diferentes estágios de desenvolvimento

Abstract Limnoperna fortunei Dunker, 1857 is an Asian invasive freshwater bivalve. Although there need to contain their spread, studies about the biology of the larvae are scarce. We correlated the larval stages of L. fortunei with biotic factors such as phytoplankton and main abiotic variables in lotic environments of the Upper Paraná River floodplain. The four samples were taken quarterly during the year 2012. The Principal component analysis (PCA) showed only spatial differences, as did a Canonical Correspondence Analysis (CCA). High densities of larvae were recorded in all samples the Paraná River and Baía River only in December, especially those in their initial stage. In the biovolume of Class of algae, Bacillarophyceae showed the highest value, but Chlorophycea who was strongly correlated with the density of D-stage larvae. The large variety of phytoplankton, especially microplankton Chlorophyceae, high values of PO4, NH4 and temperature were positively correlated with high densities of D-stage larvae. We conclude that high temperature, and food availability, indicated by phytoplankton community, favored the reproduction of L. fortunei and enhance the ability of specie dispersion due to the increase in the emission of propagules. Therefore, studies that address the biology of golden mussel larvae should be performed in order to prevent its spread.

Resumo Limnoperna fortunei Dunker, 1857 é um bivalve asiático dulcícola invasor. Embora haja necessidade de conter sua dispersão, estudos que abordam a biologia de suas larvas ainda são escassos. Analisou-se as fases larvais de L. fortunei relacionando-as a fatores bióticos como a comunidade fitoplânctônica e às principais variáveis abióticas, em ambientes lóticos da planície de inundação do alto do rio Paraná. As quatro coletas foram trimestrais durante o ano de 2012. A análise de componentes principais (PCA) demonstrou apenas diferenças espaciais, assim como a Análise de Correspondência Canônica (CCA). Altas densidades de larvas foram registradas em todas as coletas no rio Paraná e no rio Baía apenas no mês de dezembro, principalmente para as larvas em estádio inicial. No biovolume das classes de algas, Bacillarophyceae obteve o maior valor, porém Chlorophycea foi a que fortemente correlacionou-se com a densidade de larvas D. A grande variedade de fitoplâncton, em especial de Chlorophyceae microplanctônica, altos valores de PO4, NH4 e temperatura estiveram positivamente correlacionadas com altas densidades de larvas D. Conclui-se que, altas temperaturas, e disponibilidade de alimento, como a comunidade fitoplanctônica, favorecem a reprodução de L. fortunei e aumentam a capacidade de dispersão da espécie devido ao incremento na emissão de propágulos. Portanto, estudos que abordem a biologia das larvas de mexilhão-dourado devem ser realizados a fim de evitar sua propagação.

Sperm ultrastructure of Mytella (Bivalvia) populations from distinct habitats along the northern coast of São Paulo State, Brazil

Ultrastructural analyses of bivalve spermatozoa are relevant in studies that aim to identify taxonomic traits for the purposes of discriminating species and conducting phylogenetic studies. In the present work, spermatozoa of mussel specimens of the genus Mytella, collected from two populations living in distinct habitats, were examined by electron microscopy. The objective was to identify sperm ultrastructural taxonomic traits that could be used to differentiate Mytella species. The specimens were from populations that live in intertidal zones on the southeast coast of Brazil, either buried in muddy-sand sediment or anchored to rocky substrates. The acrosomal vesicle was conical and long, the axial rod extended from the nucleus to the acrosome, the nucleus was an oblate spheroid with a condensed chromatin, the intermediate portion contained mitochondria encircling a pair of centrioles, and there was a single flagellum. The sperm was of a primitive type. The spermatozoon ultrastructure did not distinguish the specimens buried in muddy-sand sediment from those anchored to rocky substrates. The data suggest that the specimens analyzed, despite living in distinct habitats, belong to the same species, which conchological analyses identified as M. charruana. The presence of an axial rod in their sperm cells supports the inclusion of M. charruana in the subfamily Mytilinae.