Phylogenetic relationships of the neon tetras Paracheirodon spp. (Characiformes: Characidae: Stethaprioninae), including comments on Petitella georgiae and Hemigrammus bleheri

Neon tetras (Paracheirodon spp.) are three colorful characid species with a complicated taxonomic history, and relationships among the species are poorly known. Molecular data resolved the relationships among the three neon tetras, and strongly supported monophyly of the genus and its sister taxon relationship to Brittanichthys. Additionally, the sister-taxon relationship of the rummy-nose tetras Hemigrammus bleheri and Petitella georgiae was strongly supported by molecular and morphological data. Therefore, we propose to transfer the rummy-nose tetras H. bleheri and H. rhodostomus to the genus Petitella. Furthermore, Petitella georgiae is likely to be a species complex comprised of at least two species.(AU)

Os neon tetras (Paracheirodon spp.) são três espécies de caracídeos coloridos com uma complicada história taxonômica e as relações entre suas espécies são pouco conhecidas. Dados moleculares resolveram as relações entre os três neons tetras, suportando fortemente a monofilia do gênero e a relação de grupo-irmão com Brittanichthys. Adicionalmente, a relação de grupo-irmão entre os rodóstomos Hemigrammus bleheri e Petitella georgiae foi fortemente suportada por dados moleculares e morfológicos. Portanto, nós propomos transferir os rodóstomos H. bleheri e H. rhodostomus para o gênero Petitella. Além disso, é possível que Petitella georgiae seja um complexo de espécies composto por, pelo menos, duas espécies.(AU)

Integrative taxonomy reveals a new species of pacu (Characiformes: Serrasalmidae: Myloplus) from the Brazilian Amazon

Pacus of the genus Myloplus represent a formidable taxonomic challenge, and particularly so for the case of M. asterias and M. rubripinnis, two widespread and common species that harbor considerable morphological diversity. Here we apply DNA barcoding and multiple species discovery methods to find candidate species in this complex group. We report on one well-supported lineage that is also morphologically and ecologically distinct. This lineage represents a new species that can be distinguished from congeners by the presence of dark chromatophores on lateral-line scales, which gives the appearance of a black lateral line. It can be further diagnosed by having 25-29 branched dorsal-fin rays (vs. 18-24), 89-114 perforated scales from the supracleithrum to the end of hypural plate (vs. 56-89), and 98-120 total lateral line scales (vs. 59-97). The new species is widely distributed in the Amazon basin, but seems to have a preference for black- and clearwater habitats. This ecological preference and black lateral line color pattern bears a striking similarity to the recently described silver dollar Metynnis melanogrammus.(AU)

Pacus do gênero Myloplus representam um desafio taxonômico formidável, e particularmente o caso de M. asterias e M. rubripinnis, duas espécies amplamente distribuídas e comuns que abrigam uma considerável diversidade morfológica. Aplicamos aqui a tecnologia do DNA barcoding e múltiplos métodos de descoberta de espécies para encontrar possíveis espécies novas nesse grupo complexo. Registramos uma linhagem bem suportada que também é distinta morfológica e ecologicamente. Essa linhagem representa uma nova espécie que pode ser distinguida das demais congêneres por apresentar cromatóforos escuros nas escamas da linha lateral que conferem uma aparência de linha lateral preta. Ela pode ser adicionalmente diagnosticada por ter 25-29 raios ramificados na nadadeira dorsal (vs. 18-24), 89-114 escamas perfuradas do supracleitro até o final da placa hipural (vs. 56-89) e 98-120 escamas totais na linha lateral (vs. 59-97). A nova espécie é amplamente distribuída na bacia Amazônica, mas aparentemente possui preferência por habitats de água preta e clara. A preferência ecológica e o padrão de colorido escuro da linha lateral consistem em semelhanças impressionantes com o silver dólar recém descrito Metynnis melanogrammus.(AU)

Evidence of polygamy in the socially monogamous Amazonian fish Arapaima gigas (Schinz, 1822) (Osteoglossiformes, Arapaimidae)

Arapaima gigas is one of the largest freshwater fishes of the world. It is socially monogamous, forming pairs, constructing a nest and providing parental care. We performed a paternity analysis under three scenarios in captive, semi-natural and natural areas using 10 microsatellite markers. As a positive control, we analyzed three pairs and their offspring isolated individually in artificial breeding ponds (a priori very high probability of monogamy). We then analyzed two samples of offspring from large artificial ponds with multiple adults but only one reproductive pair (a priori high probability of monogamy), two samples from semi-natural breeding station with multiple adults but only one reproductive pair (a priori high probability of monogamy), and a sample from a natural lake with multiple adults, some potentially breeding (a priori medium probability of monogamy). Analysis of patterns of Mendelian heredity suggested an extra-pair contribution for all broods except the positive controls. Similarly, results based on multilocus analysis estimated at least two sib-groups per nest. These results reject monogamy as a system of breeding in Arapaima gigas. From a management perspective, this behavior may be exploited to maintain genetic diversity in captive and as well in wild populations of Arapaima gigas.

O pirarucu Arapaima gigas é um dos maiores peixes de água doce do mundo. É socialmente monogâmico, forma casais, constrói ninhos e fornece cuidado parental. Com o objetivo de acessar o sistema de acasalamento do pirarucu, analisamos três cenários: em áreas de cativeiro, semi-naturais e naturais, utilizando 10 marcadores microssatélites. Como controle positivo, analisamos três casais e suas ninhadas isolados em açudes individuais (probabilidade a priori muito alta de monogamia). A seguir, analisamos duas amostras de ninhadas de um açude com vários adultos, mas somente um casal reprodutivo (probabilidade a priori alta de monogamia), duas amostras de estação de criação semi-natural com vários adultos mas somente um casal reprodutivo (probabilidade a priori alta de monogamia), e uma amostra de lago natural com vários adultos alguns potencialmente em fase de reprodução (probabilidade a priori média de monogamia). Análises de padrões mendelianos de hereditariedade sugerem contribuição extra-par para todas as ninhadas, exceto as do controle positivo. Similarmente, resultados baseados em análises multilocus realizadas no programa KINALYZER estimaram pelo menos dois grupos-irmãos por ninhada. Nossos resultados rejeitam a monogamia como sistema de acasalamento em Arapaima gigas. Da perspectiva de manejo, esse comportamento pode ser explorado para manter a diversidade genética em cativeiro assim como em populações naturais de Arapaima gigas.

An opportunity for testing multiple paternity in a wild Jaguar (Panthera onca) / Uma oportunidade para testar múltipla paternidade em onça selvagem (Panthera onca)

We performed a paternity test for three cubs from one wild female jaguar (Panthera onca). The opportunity for this study was generated by an accident involving a vehicle collision with a pregnant jaguar in the central Amazon. The cubs are polyzygotic triplets and were found to have been sired by the same male. Here, we also provide an overview and discuss several aspects of jaguar reproduction.

Nós realizamos um teste de paternidade em três filhotes de uma onça selvagem (Panthera onca). A oportunidade para este estudo foi criada a partir de um acidente envolvendo a colisão entre um veículo e uma onça grávida na Amazônia central. Os filhotes são trivitelinos e foram gerados por um mesmo macho. Neste estudo nós também oferecemos uma revisão e discutimos aspectos da reprodução de onças.

Evidence of multiple paternity and cooperative parental care in the so called monogamous silver arowana Osteoglossum bicirrhosum (Osteoglossiformes: Osteoglossidae)

Monogamy is rare in fishes and is usually associated with elaborate parental care. When parental care is present in fishes, it is usually the male that is responsible, and it is believed that there is a relationship between the high energetic investment and the certainty of paternity (except in the case of sneaker males). Osteoglossum bicirrhosum is considered a monogamous fish, and has particular behavioral traits that permit the study of mating systems and parental care, such as male mouthbrooding. We investigated the genetic relationships of males with the broods found in their oral cavities in Osteoglossum samples collected in a natural environment in the lower Purus river basin, Amazonas, Brazil. Fourteen broods were analyzed for parentage (268 young and 14 adult males) using eight microsatellite loci. The results indicate that eleven broods show a monogamous system. In one brood, however, approximately 50% of the young were genetically compatible with being offspring of another male, and in another two broods, none of the subsampled young were compatible with the genotypes of the brooding male. The result of this first brood may be explained by the extra-parental contribution of a sneaker male, whereas cooperative parental care may explain the result in the other two broods. Monogamia é rara em peixes e está geralmente associada a cuidado parental elaborado. Quando cuidado parental está presente em peixes, usualmente o macho é responsável, e acredita-se que exista uma relação entre investimento energético elevado e a certeza da paternidade (exceto no caso de machos oportunistas). Osteoglossum bicirrhosum é considerado monogâmico e possui determinadas características comportamentais que permitem o estudo de sistemas de acasalamento e cuidado parental, como incubação bucal dos ovos e filhotes pelos machos. Quatorze ninhadas (268 filhotes e 14 machos adultos) foram coletadas em ambiente natural na bacia do baixo rio Purus, Amazonas, Brasil e analisadas para parentesco utilizando oito loci de microssatélites. Os resultados sugeriram, para onze ninhadas, um sistema de acasalamento monogâmico. Em uma ninhada, no entanto, cerca de 50% dos jovens eram geneticamente compatíveis como sendo descendentes de outro macho, e em outras duas ninhadas nenhum dos filhotes amostrados eram filhos dos machos que estavam realizando o cuidado. O resultado da primeira ninhada pode ser explicado pela contribuição extra-par de um macho oportunista, enquanto que o cuidado parental cooperativo pode explicar os resultados nas outras duas ninhadas.

Molecular diagnosis of the arowanas Osteoglossum ferreirai Kanazawa, 1966 and O. bicirrhossum (Cuvier, 1829) from the Orinoco and Amazon River basins

The arowanas, fishes of Gondwanan origin, are represented in South America by the genus Osteoglossum. All species were initially reported as being exclusive to the Amazon region, with O. ferreirai restricted to the Negro River basin and O. bicirrhosum to the Amazon and Essequibo Rivers basin. Starting in the mid 1970's it was reported that O. ferreirai also occurs in the Orinoco River basin. In all regions the arowanas assumed significant socio-economic importance due to their popularity in the international ornamental fish trade, leading to over-exploitation of both species in some areas. The Orinoco populations are particularly heavily exploited, and thus conservation and management measures are needed. Both depend on the clarification of taxonomic status, and phylogenetic distinctness of the Orinoco populations. With the goal of molecularly characterizing the two species of Osteoglossum, and comparing populations of Osteoglossum from the Orinoco and Amazon basins, we characterized individuals sampled from eight localities, one in the Orinoco River basin and seven in the Amazon River basin. We sampled 39 individuals, obtaining 1004 base pairs, of which 79 were synapomorphies. Genetic distance between the two species calculated using the HKY + G model of molecular evolution was 8.94%. Intraspecific distances ranged from 0.42% in O. bicirrhosum to 0.10% in O. ferreirai. The genetic characterization confirmed the taxonomic status of O. ferreirai in the Orinoco basin, and suggested that its distribution in the Orinoco basin is unlikely to be the result of vicariance or natural dispersal, but rather an anthropic introduction.

Os aruanãs, peixes de origem Gondwana, são representados na América do Sul pelo gênero Osteoglossum. Todas as espécies foram inicialmente reportadas como sendo exclusivamente da região Amazônica, com O. ferreirai restrito a bacia do Rio Negro e O. bicirrhosum para a bacia Amazônica e rio Essequibo. No meio dos anos 70 foi reportado que O. bicirrhosum também ocorre na bacia do rio Orinoco. Em todas as regiões os aruanãs são de significante importância socio-econômica devido a sua popularidade no comércio internacional de peixes ornamentais, levando a sobre-exploração de ambas as espécies em algumas áreas. As populações no rio Orinoco são particularmente muito exploradas, e assim medidas de conservação e manejo são necessárias. Ambas as medidas dependem de clarificações do estatus taxonômico, e distinções filogenéticas das populações do Orinoco. Com o objetivo de caracterizar molecularmente as duas espécies de Osteoglossum, e comparar as populações de Osteoglossum das bacias do Orinoco e Amazonas, nós caracterizamos indivíduos amostrados de oito localidades, uma da bacia do rio Orinoco e sete da bacia Amazônica. Nós amostramos 39 indivíduos, obtendo 1004 pares de bases, dos quais 97 foram sinapomorfias. A distância genética entre as duas espécies, calculadas usando-se o modelo HKY+G de evolução molecular foi de 8.94%. Distâncias intraespecíficas variaram de 0.42% em O. bicirrhosum a 0.10% em O. ferreirai. A caracterização genética confirmou o estatus taxonômico de O. ferreirai na bacia do rio Orinoco, e sugere que sua distribuição na bacia do rio Orinoco é improvavel de ser o resultado de um evento de vicariância ou dispersão natural, sendo melhor explicada como uma introdução antrópica.

Phylogeography and conservation genetics of the Amazonian freshwater stingray Paratrygon aiereba Müller & Henle, 1841 (Chondrichthyes: Potamotrygonidae)

The family Potamotrygonidae is monophyletic comprising three genera: Paratrygon Duméril, Potamotrygon Garman and Plesiotrygon Rosa, Castello & Thorson. The distribution of most species in this family is restricted to a single basin or fluvial system. Only Potamotrygon motoro, Potamotrygon orbignyi and Paratrygon aiereba are found in more than one river basin. In this study we investigate genetic structuring of Paratrygon aiereba, from five rivers of the Amazon region: Negro, Solimões-Amazon-Estuary system, Tapajós, Xingu and Araguaia. Sixty-three individuals were sequenced for ATPase 6, and a representative subsample of 27 individuals was sequenced for COI. The COI dataset analysis indicated that Paratrygon is sister to all other potamotrygonid genera and species. Population parameters inferred from the analysis of ATPase 6 sequences revealed that the populations of this species are structured within each river, with no or nearly non-existent gene flow occurring between rivers and a positive correlation between geographic and genetic distances. Paratrygon aiereba is comprised of three geographically restricted clades with K2P interclade distances of at least 2%. Intraspecific divergence within P. aiereba is similar to the interspecific divergence observed in Potamotrygon spp. sampled throughout the same geographic area. Using the premises of COI barcoding and the allopatric distribution of the three P. aiereba clades, the taxon P. aiereba most likely comprises three distinct biological species. Since freshwater stingrays of the family Potamotrygonidae are highly exploited for the aquarium trade, management and conservation strategies need to be implemented at the level of each river basin, rather than at the level of the Amazon basin.

A família Potamotrygonidae forma um clado monofilético com três gêneros: Paratrygon Duméril, Potamotrygon Garman e Plesiotrygon Rosa, Castello & Thorson. A maioria das espécies dessa família possui distribuição restrita a uma única bacia ou sistema fluvial, e somente as espécies Potamotrygon motoro, Potamotrygon orbignyi e Paratrygon aiereba estão presentes em mais de uma bacia hidrográfica. O presente estudo teve como objetivo investigar a estrutura genética de Paratrygon aiereba em alguns rios da região Amazônica: Negro, sistema Solimões-Amazonas, Tapajós, Xingu, e Araguaia. Para tal foram utilizados como marcador molecular os genes de ATPase subunidade 6, e COI. As análises com o fragmento de COI indicaram que o gênero Paratrygon é grupo irmão dos outros gêneros da família potamotrygonidae. Os resultados para o fragmento de ATPase mostraram que essas populações estão estruturadas dentro dos rios, com fluxo gênico restrito, ou mesmo sem fluxo gênico, apresentando uma correlação positiva entre distância genética e distância geográfica. Paratrygon aiereba é composta por três clados com distância genética de pelo menos 2%. A divergência encontrada dentro desse grupo é semelhante à observada entre Potamotrygon spp. Segundo as premissas para barcoding COI e a distribuição alopátrica de três clados em P. aiereba indicam que esse grupo pode ser um complexo de espécies. O rio Negro é conhecido por sua pesca ornamental, e na calha Solimões-Amazonas, esses animais são utilizados como fonte de proteína e sofrem com a pesca comercial. Em vista disso medidas de conservação para esta espécie devem ser tomadas em nível local, considerando cada rio separadamente, ao invés de empregar escalas regionais maiores.

Co-infection of Dengue virus by serotypes 3 and 4 in patients from Amazonas, Brazil / Co-infecção pelo vírus dengue 3 e 4 em pacientes da Amazônia brasileira

The natural co-infection with dengue virus can occur in highly endemic areas where different serotypes have been observed for many years. We report here four cases of DENV-3/DENV-4 co-infection detected by serological and molecular tests among 674 patients with acute undifferentiated fever from the tropical medicine reference center of Manaus City, Brazil, between 2005 and 2010. Analysis of the sequences obtained indicated the presence of genotype 3 and 1 for DENV-3 and DENV-4 respectively.

A co-infecção natural com os vírus dengue pode ocorre em áreas altamente endêmicas onde diferentes sorotipos têm sido transmitidos por muitos anos. Relatamos aqui quatro casos de co-infecção com DENV-3/DENV-4 detectados por testes sorológicos e moleculares entre 674 pacientes com febre indiferenciada aguda, atendidos em um centro de medicina tropical de referência da cidade de Manaus, Brasil, entre 2005 e 2010. As análises das sequências obtidas indicaram a presença dos genotipos 3 e 1 para DENV-3 e DENV-4 respectivamente.

The complete mitochondrial genome of the pirarucu (Arapaima gigas, Arapaimidae, Osteoglossiformes)

We sequenced the complete mitochondrial genome of the pirarucu, Arapaima gigas, the largest fish of the Amazon basin, and economically one of the most important species of the region. The total length of the Arapaima gigas mitochondrial genome is 16,433 bp. The mitochondrial genome contains 13 protein-coding genes, two rRNA genes and 22 tRNA genes. Twelve of the thirteen protein-coding genes are coded on the heavy strand, while nad6 is coded on the light strand. The Arapaima gene order and content is identical to the common vertebrate form, as is codon usage and base composition. Its control region is atypical in being short at 767 bp. The control region also contains a conserved ATGTA motif recently identified in the Asian arowana, three conserved sequence blocks (CSB-1, CBS-2 and CBS-3) and its 3' end contains long series of di- and mono-nucleotide microsatellite repeats. Other osteoglossiform species for which control region sequences have been published show similar control region characteristics.

A test of the utility of DNA barcoding in the radiation of the freshwater stingray genus Potamotrygon (Potamotrygonidae, Myliobatiformes)

DNA barcoding is a recently proposed global standard in taxonomy based on DNA sequences. The two main goals of DNA barcoding methodology are assignment of specimens to a species and discovery of new species. There are two main underlying assumptions: i) reciprocal monophyly of species, and ii) intraspecific divergence is always less than interspecific divergence. Here we present a phylogenetic analysis of the family Potamotrygonidae based on mitochondrial cytochrome c oxidase I gene, sampling 10 out of the 18 to 20 valid species including two non-described species. Potamotrygonidae systematics is still not fully resolved with several still-to-be-described species while some other species are difficult to delimit due to overlap in morphological characters and because of sharing a complex color patterns. Our results suggest that the family passed through a process of rapid speciation and that the species Potamotrygon motoro, P. scobina, and P. orbignyi share haplotypes extensively. Our results suggest that systems of identification of specimens based on DNA sequences, together with morphological and/or ecological characters, can aid taxonomic studies, but delimitation of new species based on threshold values of genetic distances are overly simplistic and misleading.

Genomic resources for the conservation and management of the harpy eagle (Harpia harpyja, Falconiformes, Accipitridae)

We report the characterization and optimization of 45 heterologous microsatellite loci, and the development of a new set of molecular sex markers for the conservation and management of the Neotropical harpy eagle (Harpia harpyja L. 1758). Of the 45 microsatellites tested, 24 were polymorphic, six monomorphic, 10 uncharacterizable due to multiple bands and five did not amplify. The observed gene diversity of the analyzed sample of H. harpyja was low and similar to that of other threatened Falconiformes. While a high proportion of the microsatellite markers were highly variable, individuals of H. harpyja could be differentiated by a joint analysis of just three (p = 2.79 x 10-4) or four markers (p = 2.89 x 10-5). Paternity could be rejected with 95.23 percent and 97.83 percent probabilities using the same three and four markers, respectively. The sex determination markers easily and consistently differentiated males from females even with highly degraded DNA extracted from naturally shed feathers. The markers reported in this study potentially provide an excellent set of molecular tools for the conservation and management of wild and captive H. harpyja and they may also prove useful for the enigmatic Neotropical crested eagle (Morphnus guianensis Daudin 1800).

Population genetic analysis of Caiman crocodilus (Linnaeus, 1758) from South America

The genetic structure of Caiman crocodilus was investigated using a 1085 bp mtDNA fragment of the cytochrome b gene. Inferences were based on 125 individuals from nine localities in Peru, Brazil and French Guiana. With the exception of Mamirauá Lake, Anavilhanas Archipelago and the Tapará Community which show a signal of demographic expansion, the sampled localities are in a mutation-drift genetic equilibrium. Divergence between the Amazon basin and extra-Amazon basin localities is significant; however, inference from Nested Clade Analysis cannot distinguish between continuous range expansion, long distance colonization or past fragmentation; however, past fragmentation is unlikely due to low number of mutational steps separating these two regions. The divergence is probably maintained by the reduced ability of C. crocodilus to cross salt water barriers. Within the Amazon basin, continuous range expansion without isolation-by-distance is the most likely process causing genetic structuring. The observed genetic patterns are compatible with the ecology of C. crocodilus, and history of human exploitation. As commercial hunting depleted more valuable species, C. crocodilus expanded its range and ecological niche, prompting hunters to harvest it. Following a period of intense hunting, C. crocodilus is now experiencing recovery and a second population expansion especially in protected areas.